烟气集中处理技术3.0

1、燃煤锅炉尾部烟气集中处理技术摘要：本文总结了传统的脱氮、脱硫、除尘及脱碳等烟气净化技术的弊端，提出了通过对烟气进行压缩以后再进行集中净化处理的方案，通过这种一体化的处理方案，可以明显地提高净化效率，同时降低建设和运行成本。关键词： 燃煤锅炉 烟气 净化处理 压缩abstract:this paper summarizes the existing problems of the traditional coal fired boiler flue gas purification technology ,such as nitrogen removal, desulfurization, du

2、st removal and decarbonization etc, put forward a proposal through compression of the flue gas and then centralized purification, through the integration solutions, can improving the purification efficiency, and reduce the cost of building and operatingkey word: coal fired boiler flue gas purifying

3、treatment compression一、 锅炉尾部烟气处理技术的现状：燃煤锅炉尾部烟气处理技术，包括脱硝（氮）、除尘、脱硫、以及近年开始发展的脱碳、脱汞等处理技术。由于历史和政策方面的原因，上述各项处理技术是逐步发展起来的。发展较早的是除尘技术，主要应用于二十世纪九十年代。进入二十一世纪，脱硫技术开始规模应用于燃煤锅炉，紧随其后的是脱氮技术。现在，脱碳、脱汞技术正在逐步进入研发和试验阶段。上述各项烟气处理技术是相互独立的，形成不同的功能模块。其优点是，一个模块的运行或停止，并不直接影响另一模块的运行或停止。但是，在目前国家环保政策要求下，上述任一功能模块停止运行时，主机必须停运，这种相互

4、独立的优点便无法体现。而其缺点，却异常明显地显现出来：1. 建设成本较高。由于各技术相互独立，每进行一次处理，就要设置一套庞大的处理装置。以大唐某电厂2*300mw机组为例，脱硝系统投资9800万元t，脱硫系统投资12000万元，除尘系统投资8600万元，三项合计为30400万元。2. 运行成本较高。由于各系统是独立的，各系统之间几乎没有公用设备，其维护成本必然要高。3. 空间配置不合理。由于系统是独立的，业主方往往将各功能模块分别招标，最终由不同的承包方来完成。这必然导致各功能模块相互之间在空间上是不连续的，有时甚至是不协调的。鉴于上述原因，如果我们把锅炉尾部烟气处理技术作为一项系统工程对待

5、，采取对烟气进行压缩后集中处理的方法，问题则可以得到很好地解决。二、 锅炉尾部烟气压缩集中处理的理论依据： 以某电厂锅炉尾部出口烟气参数为参考值，暂定以下参数：压缩前为573k、1atm；压缩后为313k、10atm。根据理想气体状态方程： p1·v1/t1=p2·v2/t2求得压缩后与压缩前的体积比为： v2/v1=p1*t2/(p2*t1)*100%=5.46%烟气体积减小到压缩前体积的5.46%假设某种气体或杂质含量在压缩前的浓度为x mol/m3，则压缩后的浓度为： x/5.46%=18.32x即其中的灰尘、so2、co2、nox等浓度均增大到原来的18.32倍。三

6、、 锅炉尾部烟气压缩集中处理的方案设计集中处理的基本流程包括以下系统：1. 烟气压缩及能量回收系统。烟气自锅炉尾部出来，在负压作用下进入烟气压缩系统，经ggh将待处理烟气降温并压缩。主要设备包括压缩风机、ggh、能量回收装置等。由于对大量烟气进行压缩，必然消耗大量能量，因此能量回收装置是本系统可行的关键设备，其主要工作原理是利用高压净烟气推动能量回收装置工作，将低压原烟气压缩，完成高压净烟气和低压原烟气之间的能量转换。2. 一级处理系统，即干式处理系统。主要设备是活性碳混合器和旋流器。辅助设备有活性碳输送装置、活性碳再生装置等。主要作用将活性碳（或改性活性碳）颗粒物喷入容器中，并在气流作用下充

7、分混合。经过一定时间后，经旋流器将烟气和固体粉尘分离。 此过程可以多次重复，即干式处理系统下的多级处理。各级处理过程中应调整活性碳种类，以便有针对性地处理粉尘、有害气体分子等不同的污染物。3. 二级处理系统，即分子筛处理系统。主要设备有分子筛反应器、分子筛再生器、有害气体收集及处理设备等。经一级处理系统的烟气，粉尘的含量大大降低，但仍然含有大量不同种的污染物。选用不同种类的分子筛材料对烟气进行过滤，并在分子筛的再生过程中将有害气体收集并分类处理。4. 三级处理系统，即湿式处理系统。主要设备是制浆系统设备、浆液循环设备、氧化空气送入设备、气液混合器、蛇形管组和旋流器及旋流除雾器等。辅助设备是碳捕

8、集箱、真空皮带脱水机、各种浆液泵等。湿式系统主要作用是将烟气与石灰石浆液充分混合，同时增加压缩空气或氧气，并形成高速运动的气液混合物，流经蛇形管组时充分混合。一定时间后，混合物进入旋流器，气液相分离。分离后的气相进入下一系统，液相经减压后进入碳捕集装置。碳捕集装置包括碳分离箱、压缩机、罐装机等。分离co2后，浆液经浆液泵进入脱水机，将生成的石膏分离出来。在三级处理系统下，为保证浆液良好的流动性，浆液的浓度较常压吸收塔内的浆液浓度将大大降低。5. 加热器。经一、二级处理后，烟气温度降到30-40之间。为保证scr脱氮处理所必需的温度条件，以及烟囱排烟所需的温度条件，同时也为了保证进入能量回收装置

9、前的压力条件，烟气需要进一步升温升压。经升温升压后，温度恢复到300-310，压力将达到18 atm。根据理想气体状态方程：p1·v1/t1=p2·v2/t2，其中假定v1=v2，则p2=p1·t2/t1= 18 atm6. 四级处理系统。即催化处理系统，主要是催化脱氮过程。主要设备是还原剂（如液氨、尿素等）储存及输送设备、反应器等。经过四级处理后的烟气，已成为净烟气，标准达到环保要求后，可以直接经烟囱排入大气。四、 烟气中有害成分的脱除过程1. 粉尘。粉尘的脱除发生在烟气压缩系统、一级处理系统和三级处理系统。1.1. 在空气压缩系统，烟气体积的减小引起烟气中粉尘

10、浓度增加，由于烟气对粉尘的承载力是有限的，超过承载限度的粉尘就会落下来。如果原烟气中的粉尘是饱和的，则当在静置烟气中，可除去的粉尘为：1-118×100%=94.44%考虑到原烟气中的烟尘含量并未达到饱和，大约只有60-80%的粉尘会在储气罐中落下来。1.2. 在一级处理系统中，活性碳粉末与含尘烟气充分混合，大量的烟尘会被活性碳吸附，并在经过旋流器后与烟气分离开来。此即二次除尘，或称干法除尘，大约除去30%40%的粉尘。1.3. 在三级处理系统中，烟气与石灰石浆液充分混合，烟气成为饱和湿烟气，烟气中的剩余粉尘也充分浸润，在经旋流器分离时全部进入浆液中。2. 汞。燃煤烟气中至少存在三种

11、形态的汞：原子态汞、气态氧化汞（hg2+）及颗粒态汞。这三种形态的汞在一级处理系统和三级处理系统中被完全脱除。2.1. 一级处理系统中，由于活性碳（最好是改性活性碳）的吸附作用，原子态汞被充分吸附。在进入旋流器后，颗粒态汞也随着烟气中的粉尘一起被分离出来。2.2. 三级处理系统中，易溶于水的hg2+与s2-反应，生成难溶于水的hgs，最后进入石膏中。经一级处理后剩余的颗料态汞在二级处理系统中可得到进一步脱除。总的脱汞率可达95%以上。3. 硫。脱硫过程主要发生在三级处理系统中。烟气中硫主要是so2和少量的so3。so2和caco3反应生成caso3,经氧化空气氧化，进一步生成caso4，so2

12、的化学反应方程式如下：so2+h2o=h2so3h2so3+caco3=caso3+h2o+co22caso3+o2=2caso4 so3的化学反应方程式如下：so3+h2o=h2so4h2so4+caco3=caso4+h2o+co24. 二氧化碳。二氧化碳的脱除发生在三级处理系统。在压力作用下，co2溶于浆液，经过旋流器分离后，浆液进入常压的co2捕集箱，在常温常压下，co2从浆液中溢出。溢出后的co2经再次压缩，储存到储气箱内。5. 氮氧化物。烟气中的氮氧化物主要包含no、no2等，采用常规还原脱氮方法，即以氨为还原剂，以v2o5为催化剂，把氮氧化物还原成单质的n2和o2。此过程发生在三级处理系统。五、 总结燃煤锅炉尾部烟气集中处理技术使得烟气中的各种有害成份系统化，对同一有害成份进行多次处理，提高了脱除效率。这种技术