燃煤锅炉烟气污染与治理.ppt

1、燃煤锅炉烟气的污染与治理,治理1131班，宋明玥、黄敏,目 录,大气污染现状,我国燃煤锅炉烟气的概况,我国大气环境污染物主要来自煤烟型污染，目前，我国煤炭消耗量占能源消耗总量的75%左右，加上落后的燃烧方式以及低水平的控制污染的措施，造成了大气污染普遍严重。然而，这种以煤为主的能源结构，在今后15年内或更长的时期都难以改变。燃煤产生的烟尘中，大部分是PM10以下的微细颗粒物，全国的年排放量近300万吨，可以直接进入人的呼吸道，产生多种呼吸系统疾病。国家对燃煤产生的PM10以下的微细颗粒物的污染非常重视，已经摆上了议事日程，将燃煤PM10颗粒物的治理和PM2.5颗粒物的治理分别列为国家“863”

2、和“973”科研项目。为了控制火力发电业的煤烟型污染，国家环境保护总局2003年公布了国家标准火电厂大气污染物排放标准（GB132232003），将烟尘排放标准，从过去老标准的200600mg/m3，提高到了50mg/m3。这项标准比过去有了很大提高，在国际上属中等偏上，但与国外发达国家相比，仍然有差距，美国联邦新污染源性能标准NSPS在1979年立法公布锅炉烟尘排放限值为0.031b/MBtu（大约相当于30mg/Nm3）。,燃煤锅炉烟气的组成,烟气中主要污染物包括有颗粒状的细灰又称粉煤灰或飞灰。气体状的SOX、NOX、CO、CO2、烃类等。,燃煤锅炉烟气的 性质及特点,一、燃煤锅炉烟气性质

3、 (1)烟气温度：燃煤锅炉烟气温度140-160；冲峰值：160-180； (2)烟气浓度：煤粉炉：3.5g/Nm3左右；层燃炉：10g/Nm3左右；循环流化床：25-30g/Nm3。 二、燃煤锅炉烟气特点 (1)集中固定源：即燃煤锅炉生产地点固定，生产过程集中，生产节奏较强，便于烟气处理和操作。 (2)烟尘排大：燃煤锅炉生产过程中产生大量的有害烟气。 (3)连续排放：燃煤锅炉24小时不间断生产。 (4)粉尘粒度为0.3200m，其中小于5m的占粉煤灰总量的20%。,返回,燃煤锅炉烟气的主要危害 可吸入颗粒物危害,近年来，关于PM10、PM2.5的研究十分活跃。空气中的颗粒物，其空气动力径大于

4、10m者，比较容易从空气中沉降分离出来。但PM10，特别PM2.5不仅不易捕集，长时间漂浮在空气中容易吸入肺内。PM2.5-10的粒子基本上被鼻腔和上呼吸道扑集，并通过痰和鼻腔分泌物排出，而小于2.5的粒子不仅 可以进入微支气管，甚至引起肺泡。,返回,常用脱硫工艺,石灰石-石膏湿法点 优点：脱硫率高：95%、工艺成熟、适合所有煤种、操作稳定、操作弹性好、脱硫剂易得、运行成本低、副产物石膏可以综合利用，不会形成二次污染；缺点：工艺流程较长，投资较高。 旋转喷雾干燥法 简易石灰石-石膏湿法 优点：投资和占地面积比湿法小；缺点：脱硫率低：约70% 金属氧化物法 烟气循环流化床 活性炭法等,喷雾干燥法

5、烟气脱硫,一种湿干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法 脱硫过程 SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收 温度较高的的烟气干燥液滴形成干固体废物 干废物由袋式或电除尘器捕集 设备和操作简单，废物量小，能耗低（湿法的1/21/3),喷雾干燥法烟气脱硫,典型的半干法脱硫工艺流程,主要系统 （1）石灰浆制备系统 将生石灰制成粒度为50mm 、具有较高活性的石灰乳浆 （2）脱硫系统 石灰乳浆在吸收塔内被雾化成100mm 的雾粒，与烟气接触混合，完成烟气脱硫的化学反应 该工艺化学物理原理为：,该工艺的主要优点 投资和占地面积相对较小 无废水排放 技术较为成熟 缺点 对吸收剂的质量要求较高 脱

6、硫副产品大部分是CaSO3, 难于进行综合利用。 吸收塔的温度 要求足够地低，以满足脱硫化学反应的要求； 要求保证高于露点，以防止设备和烟道的腐蚀。 在钙硫比不变的情况下，通过水量的变化来控制吸收塔的出口温度。,影响喷雾干燥干法烟气脱硫效率的主要因素,（1）钙硫比 随着钙硫比的增加，脱硫率也增大，但其增大的幅度由大到小，最后趋于平稳。 （2）吸收塔出口烟温 温度越低，脱硫率越高。 SO2脱除反应的基本条件是吸收剂雾滴必须含有水分。 （3）灰渣再利用 提高钙的利用率，改善传热传质条件，改善吸收塔塔壁结垢的趋势。,常用除尘工艺,布袋除尘器 除尘效率高，一般在99%以上，可达到在除尘器出口处气体的含

7、尘浓度为2030m3，对亚微米粒径的细尘有较高的分级除尘效率。处理气体量的范围大，并可处理非常高浓度的含尘气体因此它可用作各种含尘气体的除尘器。缺点:不适于在高温状态下运行工作，当烟气中粉尘含水分重要超过25%以上时，粉尘易粘袋堵袋，造成布袋清灰困难、阻力升高，过早失效损坏。 水膜除尘器 优点：是结构简单，金属耗量小，耗水量小。 缺点：是高度较大，布置困难，并且在实际运行中发现有带水现象 电除尘器 优点：适用于微粒控制，对粒径12m的尘粒，效率可达98%99%；可以处理高温(在400以下)的气体；适用于大型的工程，处理的气体量愈大，它的经济效果愈明显。缺点：设备庞大，占地面积大；结构较复杂，制

8、造、安装的精度要求高。 旋风除尘器 优点：结构简单，造价和运行费低，除尘效率较高，体积小操作维修方便，性能好。,控制燃煤锅炉烟气污染的对策建议,燃煤锅炉烟气排放标准,燃煤锅炉烟气量的计算,目录,1 适用区域划分类别 本标准中的一类区和二、三类区是指GB30951996环境空气质量标准中所规定的环境空气质量功能区的分类区域。 本标准中的“两控区”是指国务院关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复中所划定的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的范围。 2 年限划分 本标准按锅炉建成使用年限分为两个阶段，执行不同的大气污染物排放标准。 I时段：2000年12月31日前建成使用的锅炉； 时段：200

9、1年1月1日起建成使用的锅炉（含在I时段立项未建成或未运行使用的锅炉和建成使用锅炉中需要扩建、改造的锅炉）。,表1 锅炉烟尘最高允许排放浓度和烟气黑度限值,注：一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉。,表2 锅炉二氧化硫和氮氧化物最高允许排放浓度,注：一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉。,燃煤锅炉烟气量计算,各种污染物排放量的经验数据和计算方法如下： 通常情况下，煤中的可燃性硫占全硫分的70%90%，一般取80%。根据硫燃烧的化学反应方程式可以知道，在燃烧中，可燃性硫氧化为二氧化硫，1克硫燃烧后生成2克二氧化硫，其化学反应方程式为： S+O2SO2 根据上述化学反应方程式，有如下公式： G

10、280%WS%（1）16WS（1） G二氧化硫排放量，单位：千克（Kg） W耗煤量，单位：吨（T） S煤中的全硫分含量 二氧化硫去除率，% 【注：燃油时产生的二氧化硫排放量G20WS（1）】,某厂全年用煤量3万吨，其中用甲地煤1.5万吨，含硫量0.8%，乙地煤1.5万吨，含硫量3.6%，二氧化硫去除率10%，求该厂全年共排放二氧化硫多少千克。 解：G16（150000.8150003.6）（110%） 16660000.9950400（千克）,例：,经验计算：,根据生产过程中单位产品的经验排放系数进行计算，求得污染物排放量的计算方法。只要取得准确的单位产品的经验排放系数，就可以使污染物排放量的

11、计算工作大大简化。因此，我们要通过努力，不断地调查研究，积累数据，以确定各种生产规模下的单位产品的经验排放系数。如生产1吨水泥的粉尘排放量为20120千克。 废气-燃烧1吨煤，排放900012000万Nm3燃烧废气；燃烧1吨油，排放1000018000万Nm3废气，柴油取小值，重油取大值。 SO2-燃烧1吨煤，产生16S千克SO2。S为燃煤硫份，一般为0.61.5%。如硫份为1.5%时，燃烧1吨煤产生24千克SO2 。 燃烧1吨油，产生20S千克SO2。S为燃油硫份，一般为重油0.53.5%，柴油0.50.8%。如硫份为2%时，燃烧1吨油产生40千克SO2 。,烟尘： 燃烧1吨煤，产生1.5A

12、4A千克烟尘。A为燃煤灰份，一般为1530%，。如灰份为15%时，燃烧1吨煤产生30千克烟尘（此算法仅适用于手烧炉、链条炉、往复炉、振动炉，一般振动炉在3A，其余一般在2A）。 燃烧1吨柴油，产生1.2千克烟尘；燃烧1吨重油，产生2.7千克烟尘。 注：计算SO2、烟尘排放量时要考虑除尘设施的去除率，公式如下 排放量产生量（1） 炉渣： 燃烧1吨煤，产生0.144A/15吨炉渣。如燃煤灰份为30%时，燃烧1吨煤产生0.288吨炉渣（此算法仅适用于手烧炉、链条炉、往复炉。振动炉经验系数为燃烧1吨煤产生0.126A/15吨炉渣）,控制燃煤锅炉烟气污染的对策建议,（1）调整能源结构，合理利用天然气。 （2）积极发展和实施洁净煤技术 在全国建立一批以动力煤的洗选、配煤、型煤、水煤浆等综合加工配送工程，按燃煤用户的需要，提供质量优良的加工产品。 结合电力、工业和民用燃煤