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文档简介
大气污染控制技术FirstInauguralAddressofRichardMilhousNixon
MONDAY,JANUARY20,1969Inpursuingourgoalsoffullemployment,betterhousing,excellenceineducation;inrebuildingourcitiesandimprovingourruralareas;inprotectingourenvironmentandenhancingthequalityoflife--inalltheseandmore,wewillandmustpressurgentlyforward.邓建国宣布与干露露订婚
据《深圳晚报》报道:网络红人干露露在与炒作大王邓建国宣布订婚的现场,干露露透露了自己下一步奋斗目标,称自己不到35岁,符合考国家公务员条件,如果当上市长,首先会注重环保………………考公务员,当市长,注重环保一类致癌物是指对人类确定的致癌物。这个组别包括苯并芘、甲醛、烟草、二恶英等。2013年10月18日发布的IARC评估报告,将空气污染列为一类致癌物。111悟空问,师傅前面烟雾缭绕是不是到大雷音寺了?师傅说,你这泼猴,出家人不说诳语,那是石家庄,那里的人生活在仙境里,据说幸福指数全国第一,要不你留下吧。悟空说,不,我不留下我想去西天。师傅说,你这泼猴,留在石家庄是去西天最快的方式了。到2017年,全国地级及以上城市可吸入颗粒物浓度比2012年下降10%以上,优良天数逐年提高;京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右,其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60微克/立方米左右。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
具体指标大气污染物大气污染物的分类WHO对于颗粒物的空气质量准则值和过渡时期目标:年平均值PM10(μg/m3)PM2.5(μg/m3)选择浓度的依据过渡期目标-17035相对于AQG水平而言,在这些水平的长期暴露会增加大约15%的死亡风险过渡期目标-25025除了其他健康利益外,与过渡期目标-1相比,在这个水平的暴露会降低大约6%(1%-11%)的死亡风险过渡期目标-33015除了其他健康利益外,与过渡期目标-2相比,在这个水平的暴露会降低大约6%(1%-11%)的死亡风险空气质量准则值2010对于PM2.5的长期暴露,这是一个最低水平,在这个水平,总死亡率、心肺疾病死亡率和肺癌的死亡率会增加(95%以上可信度)GB3095-201240/7015/35一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域;二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区
大气污染物大气污染物的分类WHO对于颗粒物的空气质量准则值和过渡时期目标:24小时浓度PM10(μg/m3)PM2.5(μg/m3)选择浓度的依据过渡期目标-115075以已发表的多中心研究和Meta分析中得出的危险度系数为基础(超过AQG值的短期暴露会增加5%的死亡率)过渡期目标-210050以已发表的多中心研究和Meta分析中得出的危险度系数为基础(超过AQG值的短期暴露会增加2.5%的死亡率)过渡期目标-37537.5以已发表的多中心研究和Meta分析中得出的危险度系数为基础(超过AQG值的短期暴露会增加1.2%的死亡率)空气质量准则值5025建立在24小时和年均暴露的基础上GB3095-201250/15035/75一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域;二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区
在北京的空气中,仅简单分析就能分析出100种左右化学物质,如果仔细分析,可能就有3万种。中科院——王跃思(一)加强工业企业大气污染综合治理。
全面整治燃煤小锅炉。加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。推进挥发性有机物污染治理。(二)深化面源污染治理。(三)强化移动源污染防治。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第一条加大综合治理力度,减少多污染物排放(四)严控“两高”行业新增产能。(五)加快淘汰落后产能。(六)压缩过剩产能。(七)坚决停建产能严重过剩行业违规在建项目。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第二条调整优化产业结构,推动产业转型升级(八)强化科技研发和推广。(九)全面推行清洁生产。
对钢铁、水泥、化工、石化、有色金属冶炼等重点行业进行清洁生产审核。(十)大力发展循环经济。
到2017年,单位工业增加值能耗比2012年降低20%左右,在50%以上的各类国家级园区和30%以上的各类省级园区实施循环化改造,主要有色金属品种以及钢铁的循环再生比重达到40%左右。(十一)大力培育节能环保产业。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第三条加快企业技术改造,提高科技创新能力(十二)控制煤炭消费总量。
制定国家煤炭消费总量中长期控制目标,实行目标责任管理。到2017年,煤炭占能源消费总量比重降低到65%以下。(十三)加快清洁能源替代利用。(十四)推进煤炭清洁利用。
提高煤炭洗选比例,新建煤矿应同步建设煤炭洗选设施,现有煤矿要加快建设与改造;到2017年,原煤入选率达到70%以上。禁止进口高灰份、高硫份的劣质煤炭,研究出台煤炭质量管理办法。限制高硫石油焦的进口。(十五)提高能源使用效率。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第四条加快调整能源结构,增加清洁能源供应(十六)调整产业布局。(十七)强化节能环保指标约束。京津冀、长三角、珠三角区域以及辽宁中部、山东、武汉及其周边、长株潭、成渝、海峡西岸、山西中北部、陕西关中、甘宁、乌鲁木齐城市群等“三区十群”中的47个城市,新建火电、钢铁、石化、水泥、有色、化工等企业以及燃煤锅炉项目要执行大气污染物特别排放限值。对未通过能评、环评审查的项目,有关部门不得审批、核准、备案,不得提供土地,不得批准开工建设,不得发放生产许可证、安全生产许可证、排污许可证,金融机构不得提供任何形式的新增授信支持,有关单位不得供电、供水。(十八)优化空间格局。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第五条严格节能环保准入,优化产业空间布局(十九)发挥市场机制调节作用。
本着“谁污染、谁负责,多排放、多负担,节能减排得收益、获补偿”的原则,积极推行激励与约束并举的节能减排新机制。建立企业“领跑者”制度,对能效、排污强度达到更高标准的先进企业给予鼓励。(二十)完善价格税收政策。
根据脱硝成本,结合调整销售电价,完善脱硝电价政策。现有火电机组采用新技术进行除尘设施改造的,要给予价格政策支持。实行阶梯式电价。加大排污费征收力度,做到应收尽收。适时提高排污收费标准,将挥发性有机物纳入排污费征收范围。(二十一)拓宽投融资渠道。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第六条发挥市场机制作用,完善环境经济政策(二十二)完善法律法规标准。加快大气污染防治法修订步伐,研究增加对恶意排污、造成重大污染危害的企业及其相关负责人追究刑事责任的内容,加大对违法行为的处罚力度。建立健全环境公益诉讼制度。研究起草环境税法草案,加快修改环境保护法,尽快出台机动车污染防治条例和排污许可证管理条例。(二十三)提高环境监管能力。完善国家监察、地方监管、单位负责的环境监管体制。(二十四)加大环保执法力度。(二十五)实行环境信息公开。国家每月公布空气质量最差的10个城市和最好的10个城市的名单。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第七条健全法律法规体系,严格依法监督管理(二十六)建立区域协作机制。(二十七)分解目标任务。国务院与各省(区、市)人民政府签订大气污染防治目标责任书,将目标任务分解落实到地方人民政府和企业。将重点区域的细颗粒物指标、非重点地区的可吸入颗粒物指标作为经济社会发展的约束性指标,构建以环境质量改善为核心的目标责任考核体系。(二十八)实行严格责任追究。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第八条建立区域协作机制,统筹区域环境治理(二十九)建立监测预警体系。(三十)制定完善应急预案。空气质量未达到规定标准的城市应制定和完善重污染天气应急预案并向社会公布。(三十一)及时采取应急措施。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第九条建立监测预警应急体系,妥善应对重污染天气(三十二)明确地方政府统领责任。(三十三)加强部门协调联动。(三十四)强化企业施治。
企业是大气污染治理的责任主体,要按照环保规范要求,加强内部管理,增加资金投入,采用先进的生产工艺和治理技术,确保达标排放,甚至达到“零排放”;要自觉履行环境保护的社会责任,接受社会监督。(三十五)广泛动员社会参与。大气污染防治行动计划国发〔2013〕37号
第十条明确政府企业和社会的责任,动员全民参与环境保护大气污染防治技术二氧化硫控制技术大气污染控制技术基础燃烧与大气污染1234大气污染物除尘技术5氮氧化物控制技术6
大气污染系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气或由它们转化而成的二次污染物,达到一定的浓度和持续时间,足以对人体健康、动植物、材料、生态或环境要素产生不良影响和效应的现象。人类活动包括生产活动、也包括生活活动,如取暖、交通等。1大气污染物1大气污染的定义大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气并对人和环境产生有害影响的那些物质或由它们转化而成的二次污染物。1大气污染物2大气污染物的分类颗粒污染物.气态污染物存在的形态粉尘是悬浮于气体介质中的小固体颗粒,受重力作用能发生沉降,但在一段时间内能保持悬浮状态。颗粒的尺寸范围,一般为1~200μm左右。烟一般指由生产、生活过程形成的固体颗粒的气溶胶。它是熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝物,在生成过程中伴有诸如氧化之类的化学反应。烟颗粒的尺寸很小,一般为0.01~1μm左右。如有色金属冶炼过程中产生的氧化铅烟、氧化锌烟等。黑烟一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。1大气污染物2大气污染物的分类颗粒污染物:包括粉尘、烟、飞灰和雾。飞灰指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰分。
雾是气体中液滴悬浮体的总称。在工程中,雾一般泛指小液体粒子悬浮体,它可能是由于液体蒸气的凝结、液体的雾化及化学反应等过程形成的,如水雾、酸雾、碱雾、油雾等。1大气污染物2大气污染物的分类颗粒污染物:包括粉尘、烟、飞灰和雾。在环境空气质量标准中,根据颗粒物直径的大小,将其分为总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物。前者指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物;后者指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。1大气污染物2大气污染物的分类颗粒污染物:包括粉尘、烟、飞灰和雾。
烟细颗粒粗颗粒————1μm————2.5μm————10μm——————————
可吸入颗粒(飘尘)降尘1大气污染物2大气污染物的分类1大气污染物2大气污染物的分类固定燃烧源工业工艺源流动源颗粒来源燃料类型、燃料品质燃料类型、产品燃料类型生成过程燃烧方式、燃烧效率工艺特点、技术水平燃烧技术、行驶特征去除过程除尘技术、除尘效率除尘技术、除尘效率、无组织排放控制措施颗粒物捕集技术影响颗粒物排放的主要因素2006年-2010年火电行业烟尘排放量下降了59.1%。“十一五”期间,我国的发电煤耗由2006年的343gce/kwh下降到2010年的312gce/kwh.2012年我国火电行业烟尘排放量占到全国工业烟尘排放量的15%左右;我国火力发电部门PM2.5排放对PM2.5总排放的贡献超过10%。1大气污染物2大气污染物的分类火电行业颗粒物排放现状1大气污染物2大气污染物的分类火电机组PM2.5产生与去除过程2001年-2004年,稳定在接近800万吨的水平。2005年,800万吨左右。2010年,224.09万吨。1大气污染物2大气污染物的分类水泥行业颗粒物排放现状①硫氧化物硫氧化物主要指SO2,它主要来自化石燃料的燃烧过程,以及硫化物矿石的焙烧、冶炼等热过程。②氮氧化物污染大气的NOX
主要是NO和NO2。NO毒性不太大,NO2的毒性约为一氧化氮的5倍。当NO2参与大气的光化学反应,形成光化学烟雾后,其毒性更强。1大气污染物2大气污染物的分类气态污染物:系以分子状态存在的污染物。主要包括硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、硫酸类化学烟雾等。③碳氧化物碳氧化物是指CO和CO2,主要来自燃料燃烧和机动车尾气排放。④有机化合物有机化合物种类很多,从甲烷到长链聚合物的烃类。1大气污染物2大气污染物的分类气态污染物
⑤硫酸烟雾硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物,在水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时,发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。⑥光化学烟雾光化学烟雾是在阳光照射下,大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色)。其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。1大气污染物2大气污染物的分类气态污染物1大气污染物2大气污染物的分类光化学烟雾
大气中的氮氧化物(NOx)和碳氢化合物(HC)等一次污染物在阳光照射下发生一系列光化学反应,生成O3、PAN、高活性自由基、醛、酮等二次污染物,人们把参与反应过程的这些一次污染物和二次污染物的混合物(气体和颗粒物)所形成的烟雾污染现象,称为光化学烟雾(photochemicalsmog)。1大气污染物2大气污染物的分类光化学烟雾1大气污染物2大气污染物的分类光化学烟雾大气污染控制技术二氧化硫控制技术大气污染控制技术基础1234燃烧与大气污染除尘技术5氮氧化物控制技术6大气污染物燃料2燃烧与大气污染1燃料燃烧的定义固体燃料:煤(泥煤、褐煤、烟煤、无烟煤)。液体燃料气体燃料天然液体燃料(石油及其加工产品):汽油、煤油、柴油、重油等。人造液体燃料(从煤中提炼出的各种燃料油)高炉煤气:可燃成分为CO,另外还含有大量的N2和CO2(占63%—70%)。焦炉煤气:可燃成分主要是H2、CH4、CO,少量的N2和CO2(占8%—16%)。
发生炉煤气:工业上常用的是混合发生炉煤气。天然气燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程,并伴随着能量(光和热)的释放,同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。燃料从开始着火到完全燃尽,火焰熄灭的全过程称为燃烧过程。2燃烧与大气污染1燃料燃烧的定义燃烧烟气主要由悬浮的少量颗粒物、燃烧产物、未燃烧和部分燃烧的燃料、氧化剂以及惰性气体(主要为N2)等组成。燃烧可能释放出的污染物有:碳的氧化物、硫的氧化物、氮的氧化物、烟、飞灰、金属及其氧化物、金属盐类、醛、酮和稠环碳氢化合物等。2燃烧与大气污染2燃烧过程污染物的产生⑴SO2的形成煤受热后,在热解释放挥发分的同时,煤中有机硫与无机硫也挥发出来。遇到氧气时,它们被氧化成SO2和少量的SO3。⑵SO2与SO3的转化
SO2继续氧化产生SO3: 2SO2+O2→2SO3⑶H2SO4的形成燃料燃烧后烟气中含有部分水蒸气,这些水分和生成的SO3化合生成H2SO4蒸汽。2燃烧与大气污染2燃烧过程污染物的产生燃烧过程硫氧化物的形成固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘,它包括黑烟和飞灰两部分。黑烟主要是未燃尽的碳粒,飞灰则主要是燃料所含的不可燃矿物质微粒,是灰分的一部分(林格曼与烟尘)。
黑烟的形成:如果燃煤条件非常理想,煤可以完全燃烧,即完全氧化为CO2等气体,余下为灰分。如果燃烧不够理想,甚至很差,煤不但燃烧不好,而且在高温下发生热解作用。煤热解很易形成多环化合物,这样就会冒黑烟。2燃烧与大气污染2燃烧过程污染物的产生燃烧过程颗粒物的形成燃烧过程产生三种类型的氮氧化物:燃料型NOx由燃料中氮的化合物直接氧化产生;热力型NOx由空气里的N2和O2在高温下作用产生;极少量的瞬时NOx由燃料中含碳的基团与N2作用产生氮的化合物,然后被氧化产生。
NO的产生量随温度升高而迅速增加,温度低于1250℃
,NO浓度很小,在1250℃以上将会形成大量的NO。NO继续氧化产生NO2。2燃烧与大气污染2燃烧过程污染物的产生燃烧过程氮氧化物的形成三种类型NOx在煤燃烧过程中对NOx排放总量的贡献
2燃烧与大气污染2燃烧过程污染物的产生燃烧过程氮氧化物的形成大气污染防治技术二氧化硫控制技术大气污染物燃烧与大气污染1234除尘技术5氮氧化物控制技术6大气污染控制技术基础对于非均相混合物,一般都采用物理方法进行分离,主要是利用气体分子与固体(或液体)粒子在物理性质上的差异进行分离。如利用较大粒子的密度比气体分子大很多,则可用重力、惯性力、离心力进行分离;利用粒子的尺寸和质量较气体分子大得多,用过滤的方法加以分离;利用某些粒子易被水润湿、凝聚增大而被捕集,用湿式洗涤进行分离;利用荷电性的差异,用静电除尘等。3大气污染防治技术基础1大气污染物的一般净化方法非均相混合物
对于均相混合物,大多根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。主要是利用它们蒸气压、溶解度、选择性吸附作用以及某些化学作用的不同进行分离。净化气态污染物的方法归纳起来主要有五种:冷凝法、吸收法、吸附法、催化转化法及燃烧法。3大气污染防治技术基础1大气污染物的一般净化方法均相混合物
⑴机械式除尘器:重力沉降室、惯性除尘器,旋风除尘器等;⑵湿式洗涤器:如旋风水膜洗涤器、喷雾洗涤器、文丘里洗涤器等;⑶过滤式除尘器:如袋式除尘器等;⑷电除尘器:如干式电除尘器、湿式电除尘器等。分离固体粒子的除尘器,有些也适用于分离悬浮于气体中的液体粒子。如除沫器或者除雾器等。32净化装置的分类除尘装置大气污染防治技术基础
⑴板式塔包括折流板塔和筛板塔。在板式塔内,沿塔高设置一定数量的塔板,相邻塔板间有一定的距离,液体靠重力自塔顶流至塔底,废气则靠压差自塔底流向塔顶。气体呈分散相以鼓泡或喷射形式穿过塔板上液层时,产生大量气泡,大大增加了气液两相接触面积,强化了气液相之间的传质过程,使气态污染物被吸收。32净化装置的分类吸收装置大气污染防治技术基础
⑵填料塔填料塔在塔内装有一定高度的填料,液体从塔顶沿填料表面呈薄膜状向下流动,气体则呈连续相由下向上同液膜逆流接触,气液两相在填料表面进行传质,污染物即被吸收(湍球塔)。⑶其它吸收装置除上述两类以外,在工程中还常用喷洒式,气泡搅拌式及多管降膜式等吸收装置来净化气态污染物。32净化装置的分类吸收装置大气污染防治技术基础吸附是利用固体吸附剂表面对气体中各组分的吸附能力不同而进行分离的技术,完成吸附操作的分离设备称为吸附装置或吸附器。32净化装置的分类吸附装置大气污染防治技术基础⑴处理气体流量
一般以装置进口和出口气体流量的平均值表示。⑵净化效率净化效率是表示装置净化污染物效果的重要技术指标。对于除尘装置称为除尘效率,对于吸收装置称为吸收效率,对于吸附装置则称为吸附效率。⑶压力损失压力损失是代表净化装置能耗大小的技术经济指标,指装置的进口和出口气流全压之比。32净化装置的性能净化装置技术性能指标:处理气体流量、净化效率和压力损失等。大气污染防治技术基础⑴净化效率
η=[(C1-C2)/C1]×100%⑵多级串联运行时的总净化效率若多级除尘器中每一级的运行性能是独立的,其净化效率分别是:η1,η2,…ηn,则多级串联后除尘系统的总效率为:
η=[1–(1-η1)(1-η2)…(1-ηn)]×100%32净化装置的性能净化效率的表示方法大气污染防治技术基础大气污染防治技术二氧化硫控制技术大气污染防治技术基础燃烧与大气污染1234除尘技术5氮氧化物控制技术6大气污染物除尘效率除了与除尘器结构有关外,还取决于粉尘的性质、气体的性质、运行条件等因素。
例如旋风除尘器一般情况下为低效的,但当粉尘颗粒粗时,可以达到中效甚至高效。一般把重力沉降室、惯性除尘器列为低效除尘器(50-80%);中效除尘器(80-95%)通常指低能湿式除尘器、颗粒层除尘器等;电除尘器、袋式除尘器及文氏管除尘器则属于高效除尘器(>95%)的范畴。4除尘技术1除尘效率影响除尘效率的因素(1)机械式除尘器重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器。(2)过滤式除尘器袋式除尘器、颗粒层除尘器。(3)电力除尘器(4)洗涤式除尘器低能耗洗涤式除尘器:自激式洗涤式除尘器、喷雾式除尘器等。高能耗洗涤式除尘器:文丘里洗涤器。4除尘技术2除尘器分类按捕集尘粒的作用力,如重力、惯性力、离心力、黏附扩散力和静电力等进行分类4除尘技术3除尘效率各种除尘器对不同粒径粉尘的效率除尘器名称除尘效率(%)除尘器名称除尘效率(%)50μm5μm1μm50μm5μm1μm惯性除尘器95263干式电除尘器>999986中小旋风除尘器94278湿式电除尘器>999892高效旋风除尘器967227中能文丘里管除尘器100>9997冲击式洗涤器988538高能文丘里管除尘器100>9993自激式湿式除尘器1009340振打袋式除尘器>99>9999空心喷淋塔999455逆喷袋式除尘器100>99994除尘技术3除尘效率各种除尘器对不同粒径粉尘的效率例:有一煤粉制备的除尘系统,第一级除尘采用旋风除尘器,第二级除尘采用电除尘器,已知旋风除尘器的进口含尘浓度C1=500g/Nm3,除尘效率η1=95%,排放浓度要求达到C2=50mg/Nm3,试求电除尘器的除尘效率。4除尘技术3除尘效率各种除尘器对不同粒径粉尘的效率解:两级除尘的总除尘效率为:
ηz=(C1-C2)/C1=(1-C2/C1)×100%
=(1-0.05/500)×100%=99.99%η2=(ηz
–η1)/(1–η1)=(0.9999–0.95
)/(1–0.95)=99.8%4除尘技术4主要除尘器介绍袋式除尘器采用纤维织物作滤料的袋式除尘器,在工业尾气的除尘方面应用较广除尘效率一般可达99%以上,性能稳定可靠、操作简单,因而获得越来越广泛的应用。4除尘技术4主要除尘器介绍袋式除尘器
含尘气流从下部进入圆筒形滤袋,在通过滤料的孔隙时,粉尘被捕集于滤料上;沉积在滤料上的粉尘,可在机械振动的作用下从滤料表面脱落,落入灰斗中;粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用,在滤袋表面形成粉尘层,常称为粉层初层。机械振动袋式除尘器4除尘技术4主要除尘器介绍袋式除尘器粉尘初层形成后,成为袋式除尘器的主要过滤层,提高了除尘效率;随着粉尘在滤袋上积聚,滤袋两侧的压力差增大,会把已附在滤料上的细小粉尘挤压穿过滤料,从而使除尘效率下降,要及时清灰。但清灰不应该破坏粉尘初层。脉冲袋式除尘器4除尘技术4主要除尘器介绍袋式除尘器我国袋式除尘器运行过程中存在的主要问题有:(1)阻力损失大。有的袋式除尘器运行不久阻力便超过2.5kPa,虽多次清灰,阻力仍继续上升,甚至超过4kPa,迫使停止运行。(2)滤袋破损。(3)滤袋脱落。(4)花板积灰过多。适用范围粉尘粒径(μm)粉尘浓度(g/m3)温度(℃)阻力(Pa)>0.13-10<300800-2000《除尘器演示》.flv4除尘技术4主要除尘器介绍袋式除尘器4除尘技术4主要除尘器介绍袋式除尘器4除尘技术4主要除尘器介绍静电除尘器
静电除尘器主要是由放电电极和集尘电极组成。当在两极间加上一个较高电压,则放电极附近会产生电场,两电极之间的电场不是均匀的。放电极电压升高到足够高后,放电极附近的空气会被电离而产生大量的离子,粉尘进入电场后,粉尘颗粒和离子碰撞而带电。这时,电场作用就使得带电的粒子向收尘极板运动,进而通过静电力吸附在收尘极板上。1-阳极板;2-电晕区;3-阴极线;4-荷电粉尘;5-荷电尘粒运行轨迹;6-高压直流电源;7-接地线。静电除尘器原理示意图4除尘技术4主要除尘器介绍静电除尘器
气流中的颗粒在收尘极板连续吸附沉淀,极板上的颗粒层不断增加变厚,靠近极板的颗粒把电荷转移到极板上,使得粉尘间静电力减弱,有脱离极板的趋势。而“外层”的粉尘因静电力“压”住“内层”粉尘不让其脱落。因此,必须通过振打机构来强制振打清除收尘极板上粉尘层,使其脱落掉入灰斗,从除尘器中排除。粉尘粒径(μm)粉尘浓度(g/m3)温度(℃)阻力(Pa)>0.05<80<400200-300适用范围4除尘技术4主要除尘器介绍旋风除尘器
含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后,沿器壁由上而下作旋转运动,这股旋转向下的气流称为外涡旋(外涡流),外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转,最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋(内涡流)。外涡旋和内涡旋的旋转方向相同,含尘气流作旋转运动时,尘粒在惯性离心力推动下移向外壁,到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。4除尘技术4主要除尘器介绍旋风除尘器气流从除尘器顶部向下高速旋转时,顶部压力下降,一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上,到达顶部后,在沿排出管旋转向下,从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。4除尘技术4主要除尘器介绍富乐公司的N0RIC型多管旋风除尘器
多管除尘器多管除尘器的工作原理4除尘技术4主要除尘器介绍旋风除尘器粉尘粒径(μm)粉尘浓度(g/m3)温度(℃)阻力(Pa)>5>100<400400-2000除可用于水泥厂作为高效除尘器的预除尘装置外,也可用于冶金、化工、机械工业和民用锅炉等的除尘。适用范围4除尘技术4主要除尘器介绍沉降室水平气流沉降室垂直气流沉降室
在水泥行业多用水平气流沉降室,而垂直气流沉降室在冶金等行业用的较多。粉尘粒径(μm)粉尘浓度(g/m3)温度(℃)阻力(Pa)>15>10<400200-10004除尘技术4主要除尘器介绍惯性除尘器碰撞式惯性除尘器(a)一段式;(b)多段式;(c)迷宫式(槽道式);(d)迷宫式(喷嘴式)4除尘技术4主要除尘器介绍惯性除尘器气流折转式惯性除尘器(a)弯管式;(b)百叶窗式;(c)袋式粉尘粒径(μm)粉尘浓度(g/m3)温度(℃)阻力(Pa)>20>100<400400-1200适用范围4除尘技术4主要除尘器介绍湿式除尘器湿式除尘器是用洗涤水或其他液体与含尘气体相互接触,利用液滴或液膜捕集粉尘粒子,使气体得到净化。一般采用水作为吸收介质,用来净化与水接触不起水化作用的非纤维性和黏性不大的粉尘。湿式除尘器的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高,能捕集0.1以上的粉尘。4除尘技术4主要除尘器介绍湿式除尘器湿式除尘器是用洗涤水或其他液体与含尘气体相互接触,利用液滴或液膜捕集粉尘粒子,使气体得到净化。一般采用水作为吸收介质,用来净化与水接触不起水化作用的非纤维性和黏性不大的粉尘。湿式除尘器的除尘效率比干式除尘器的除尘效率高,能捕集0.1以上的粉尘。4除尘技术4主要除尘器介绍湿式除尘器喷淋塔4除尘技术4主要除尘器介绍湿式除尘器4除尘技术4主要除尘器介绍湿式除尘器4除尘技术4主要除尘器介绍湿式除尘器水膜除尘器:立式水膜除尘器、卧式旋风水膜除尘器、管式水膜除尘器(竖管式水膜除尘器、斜棒式洗涤栅水膜除尘器)、花岗岩水膜除尘器(MCLS型离心式花岗岩水膜除尘器、双筒喷淋式花岗岩水膜除尘器、文丘里管型花岗岩水膜除尘器:除尘效率可达95%,适用于处理含有腐蚀性介质的含尘气体)、旋流板塔、洗浴式除尘器(水浴式除尘器、泡沫除尘器、冲激式除尘器。
各种除尘器简介.flv大气污染防治技术大气污染物大气污染防治技术基础燃烧与大气污染1234二氧化硫控制技术除尘技术5氮氧化物控制技术6海南黑龙江吉林辽宁河北山东福建江西安徽湖北湖南广东广西上海河南山西内蒙古陕西宁夏甘肃青海四川贵州云南西藏新疆江苏浙江北京台湾2267.8万吨2086.4万吨8%16.7%34.9%“十二五”节能减排综合性工作方案2%备注:全国二氧化硫排放量削减8%的总量控制目标为2086.4万吨,实际分配给各地区2067.4万吨,国家预留19.0万吨,用于二氧化硫排污权有偿分配和交易试点工作。《中国排污收费制度改革与设计》课题组根据1985年~1992年全国20个省市统配煤矿的煤炭产量、煤炭的平均含硫量的计算,可以确定全国煤炭的平均含硫量为1.22%。5二氧化硫控制技术1
燃烧过程二氧化硫的产生量全国煤炭平均含硫的百分比单位:%年份19851986198719881989199019911992平均含硫量1.241.251.241.211.221.201.241.221.22SO2排放主要取决于原、燃料中挥发性S含量。如硫碱比合适,水泥窑排放的SO2很少,有些水泥窑在不采取任何净化措施的情况下,SO2排放浓度可以低于10mg/m3。随着原燃料挥发性S含量(硫铁矿FeS2、有机硫等)的增加,SO2排放浓度也会增加。5水泥厂二氧化硫产生量二氧化硫控制技术1
燃烧过程二氧化硫的产生量5水泥窑SO2排放统计表二氧化硫控制技术1
燃烧过程二氧化硫的产生量抽样调查与2003年抽样调查对比中国建材院2009年数据欧洲2004年监测数据水泥窑数量1534031253平均排放浓度,mg/m359.6159.335.52218.9最大值,mg/m3310520391483.7最小值,mg/m30.251000从水泥窑SO2排放浓度的累计分布看,几乎所有水泥窑(约98%)都能符合现行标准(200mg/m3)的要求,78%的水泥窑可控制在100mg/m3以下,65%的水泥窑可控制在50mg/m3以下。这是因为水泥窑本身就是性能优良的固硫装置,水泥窑中大部分的S都以硫酸盐的形式保留在水泥熟料中,SO2排放不多,特别是预分解窑,因分解炉内有高活性CaO存在,它们与SO2气固接触好,可大量吸收SO2,排放浓度相应可控制在50-200mg/m3以下。5水泥厂二氧化硫产生量二氧化硫控制技术1
燃烧过程二氧化硫的产生量平板玻璃熔炉产生SO2的原因是燃料中含有硫分,原料中含有芒硝(Na2SO4),这些含硫物燃烧氧化或分解,导致烟气中有大量SO2产生。燃料(重油、天然气、煤气、煤炭)燃烧产生SO2,还有作为玻璃澄清剂的芒硝(Na2SO4,约占平板玻璃配料总量的2~5%)融化过程,硫分约90%参与分解产生SO2。未对烟气脱硫情况下,采用重油为燃料,一般排放浓度在1800mg/Nm3左右。5玻璃厂二氧化硫产生量二氧化硫控制技术1
燃烧过程二氧化硫的产生量5二氧化硫控制技术2燃烧前燃料脱硫燃烧前燃煤脱硫
煤在燃烧前脱硫的方法包括煤碳的固态加工和煤炭的转化。⑴煤炭的固态加工 煤炭的固态加工主要指重力分选。重力分选后原煤含硫量降低40-90%。5二氧化硫控制技术2燃烧前燃料脱硫燃烧前燃煤脱硫
⑵煤碳的转化 煤碳的转化主要是气化和液化,即对煤进行脱碳或加氢改变其原有的碳氢比,把煤转化为清洁的二次燃料。在煤的气化过程中,煤气中的硫主要以H2S形式存在,大型煤气厂是先用湿法洗涤脱除大部分H2S,再用干法吸附和催化转化除去其余部分。小型煤气厂一般用氧化铁法脱除H2S。5二氧化硫控制技术2燃烧前燃料脱硫燃烧前重油脱硫
重油脱硫分为直接脱硫和间接脱硫两种工艺。直接脱硫是将重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫;间接脱硫过程是先把重油减压蒸馏,分成馏出油和残油。单独将馏出油进行高压加氢脱硫。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
在煤燃烧过程中加入石灰石或白云石粉作脱硫剂,CaCO3、MgCO3受热分解生成的CaO和MgO与烟气中SO2反应生成硫酸盐,随灰分排出。石灰石和白云石粉在高温下的脱硫反应为:CaCO3→CaO+CO2MgCO3→MgO+CO22CaO+2SO2+O2→2CaSO42MgO+2SO2+O2→2MgSO45二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
煤燃烧中脱硫的技术有型煤固硫和循环流化床燃烧脱硫技术两种。(1)型煤固硫将不同的煤经筛分后按一定的比例配煤、粉碎后同经过预处理的黏合剂(如沥青)和固硫剂混合,经机械设备挤压成型及干燥,即得到工业固硫型煤。固硫剂按化学形态可分为钙系、钠系及其他三大类。石灰石粉、大理石粉、白云石粉、电石渣等是较好的固硫剂。固硫剂的加入量,视煤炭含硫量而定,一般石灰石粉加入量为2%~3%。
5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫1)流化床燃烧技术概述当气流速度达到使升力和煤粒的重力相当的临界速度时,煤粒将开始浮动流化。流化床燃烧是维持料层内煤粒间的气流实际速度大于临界值而小于输送速度并在此条件下进行的燃烧。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫1)流化床燃烧技术概述在流化床锅炉中,固硫剂可与煤粒混合一起加入锅炉,也可单独加入。流化床燃烧方式为炉内脱硫提供了理想的环境,床内流化使脱硫剂和SO2能充分混合接触;燃烧温度适宜,不易使脱硫剂烧结而损失化学反应表面,同时利用高温除尘器使飞出的物料又返回炉膛内循环利用,从而延长了脱硫剂在炉内的停留时间,提高了脱硫剂的利用率。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫1)流化床燃烧技术概述整个循环流化床脱硫系统由石灰制备系统、脱硫反应系统和收尘引风系统三部分组成。其主要优点是脱硫剂反应停留时间长以及对锅炉负荷变化的适应性较强。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫1)流化床燃烧技术概述目前广泛采用的脱硫剂主要有石灰石(CaCO3)和白云石(CaCO3·MgCO3)。当石灰石和白云石脱硫剂进入锅炉的灼热环境时,其有效成分CaCO3遇热发生煅烧分解,煅烧时CO2的析出会产生并扩大石灰石中的孔隙,从而形成多孔状、富孔隙的CaO:CaCO3====CaO+CO2 CaO与SO2作用形成CaSO4,从而达到脱硫目的:CaO+SO2+1/2O2=====CaSO45二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫(2)流化床燃烧脱硫1)流化床燃烧技术概述5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫2)流化床脱硫的主要影响因素①钙硫比Ca/S比(脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比)是表示脱硫剂用量的一个指标。从脱除SO2的角度考虑,所有性能参数中,Ca/S比的影响最大。一般要达到90%的脱硫率,常压鼓泡流化床、常压循环流化床和增压流化床的Ca/S比分别为3.0-3.5、1.8-2.5和1.5-2.0。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫2)流化床脱硫的主要影响因素②煅烧温度最佳的脱硫温度范围约在800-850℃。温度较低时,脱硫剂煅烧不完全,产生的孔隙量少,孔径小,反应几乎完全被限制在颗粒外表面。当床温超过CaCO3煅烧的温度约50℃以上时,出现烧结现象,并随着温度的升高,从而造成大量孔隙消失,降低了脱硫活性。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫2)流化床脱硫的主要影响因素③脱硫剂的颗粒尺寸随颗粒尺寸减少,脱硫率变化不明显。当颗粒尺寸小于发生扬析的临界粒径时,脱硫剂发生扬析,此时颗粒停留时间减少,但由于小颗粒的比表面积较大,因而其脱硫率仍是增加的。综合脱硫和流化床的正常运行要求,脱硫剂颗粒尺寸并非越小越好。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫
(2)流化床燃烧脱硫2)流化床脱硫的主要影响因素④脱硫剂种类常压运行时,倾向于采用石灰石作脱硫剂;增压鼓泡流化床锅炉采用白云石效果较好,而对于分段流化的增压循环流化床锅炉,则选用石灰石。5二氧化硫控制技术3燃烧中脱硫(2)流化床燃烧脱硫5二氧化硫控制技术4高浓度二氧化硫尾气的回收与净化
在冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业排放尾气中,SO2的浓度通常在2%-5%之间。由于SO2的浓度很高,对尾气进行回收处理是经济的。通常的方法是利用SO2生产硫酸,其反应式为:SO2+1/2O2→SO3及SO3+H2O→H2SO45二氧化硫控制技术5低浓度SO2烟气脱硫(即燃烧后脱硫)
燃烧后脱硫又称为烟气脱硫。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫又可分为湿法和干法(半干法)两类工艺。用石灰(石灰石)作脱硫剂的干法、半干法的Ca/S比高,脱硫效率和脱硫剂的利用率低。湿法脱硫技术成熟,效率高,Ca/S比低,但脱硫产物的处理比较麻烦,烟气降温大,不利于从烟囱中排出和扩散,占地面积和投资较大等。5二氧化硫控制技术5低浓度SO2烟气脱硫(即燃烧后脱硫)
目前,已有石灰石-石膏湿法、烟气循环流化床、海水脱硫法、脱硫除尘一体化、半干法、旋转喷雾干燥法、炉内喷钙尾部烟气增湿活化法、活性焦吸附法、电子束法等十多种烟气脱硫工艺技术得到应用。与国外情况一样,在诸多脱硫工艺技术中,石灰石-石膏湿法烟气脱硫仍是主流工艺技术,占92%。其余脱硫方法中,海水法占3%,烟气循环流化床法占2%,氨法占2%,其他占1%。5二氧化硫控制技术5低浓度SO2烟气脱硫(即燃烧后脱硫)
湿式石灰石-石膏法脱硫工艺分为自然氧化和强制氧化两种,其主要的区别为是否在吸收塔底部的持液槽中通入空气把亚硫酸钙氧化成石膏。目前,强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工艺。从除尘器出来的烟气经过热交换器后进入吸收塔,在吸收塔里SO2直接和磨细的石灰石悬浮液接触并被吸收去除。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(1)实际运行锅炉系统参数与设计值偏离太大(如煤质劣化、锅炉漏风、烟气温度变化、粉尘浓度过高等),出现效率降低、结垢堵塞、石膏结晶困难、无法满负荷运行等问题,不得不进行脱硫烟气系统的改造,如扩大浆液结晶槽的容量、新增脱硫塔或改变脱硫剂等措施,代价很高。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(2)脱硫塔入口烟道设计不合理,脱硫塔入口出流场分布不均,周边出现漩涡回流,导致脱硫塔入口积灰。特别是当入口烟气粉尘浓度较高时,可产生严重的积灰问题,直接影响脱硫系统的运行可靠性和效率。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(3)由于浆液里的有机物及微细粉尘富集,脱硫塔冒泡严重。除消除诱因外,必要时需要添加消泡剂。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(4)旁路挡板的铅封或取消旁路挡板,应慎重。实际上,脱硫烟气系统和脱硫塔吸收系统的故障率很低,即使出现故障,一般也能在24小时内排除,对环境的污染有限,反之,如强迫停炉,在锅炉点火重启过程中,不但浪费能源,还可能会带来更大的污染。此外,在锅炉点火启炉阶段,大量的油烟进入脱硫塔,也对脱硫系统不利。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
考虑到410t/h以下的锅炉其所处的行业及其重要性各不相同,不同的炉窑也有各自不同的特点,不能一概而论,建议对那些没有备用锅炉,且对系统作业率要求高的场合,可设置旁路。设置有脱硫旁路的系统对提高装置的投用率是有利,为避免因设置了烟气脱硫旁路可能产生的消极作用,应加强对烟气最终排放点进行在线连续监测,也可通过监控脱硫系统的运行参数(如循环泵的电流、脱硫剂的消耗量、工艺水的消耗量和旁路烟道的开关状态、脱硫系统的用电负荷等)的办法来解决。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(5)脱硫废水处理难以达标,部分企业干脆取消了脱硫废水处理系统,或者即使建设了也未运行。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(6)脱硫石膏产生后堆积如山,未能有效利用,造成二次污染。(7)含重金属(如汞、砷等)较高的煤种,脱硫副产物的应用安全性仍有待研究。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(8)湿烟囱下雨,即所谓的“石膏雨”问题。脱硫系统取消GGH(烟气换热器)后,烟气的排放工况发生变化,比较容易出现下雨现象。“石膏雨”的出现,一方面反应了脱硫塔除雾效果不佳,另一方面,也说明脱硫塔的出口粉尘浓度并不低。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(9)高硫煤及煤矸石的燃烧,产生的二氧化硫浓度高达6000~15000mg/Nm3,无论采用何种方法,代价都很高。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(10)气溶胶问题。主要是氨法脱硫存在此问题,表现为铵盐逃逸量大,得铵率低,有些脱硫项目铵盐和逃逸的氨组成的气溶胶高达500~700mg/m3,造成严重的二次污染。5二氧化硫控制技术6当前脱硫技术存在的一些问题
(11)不同的行业对脱硫技术的掌握程度不一,缺乏规范引导。如烧结机脱硫,几乎重走了电厂脱硫走过的弯路。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术气相液相固相反应过程SO2吸收S(IV)氧化脱硫剂溶解产物结晶O2HSO3-+1/2O2→HSO4-HSO4-→H++SO42-SO2SO2+H2O→H++HSO3-HSO3-→H++SO32-CO2CaCO3CaCO3→Ca2++CO32-CO2+H2O→HCO3-+H+HCO3-→CO32-+H+H2O→H++OH-CaSO4·2H2OCaSO3·1/2H2OCa2++SO42-+2H2O→CaSO4·2H2OCa2++SO32-+1/2H2O→CaSO3·1/2H2O石灰石-石膏法脱硫原理
石灰石-石膏湿法脱硫系统图
5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术1、锅炉;2、除尘器;3、增压风机;4、烟气再热器(GGH);5、脱硫反应塔;6、浆液槽;7、除雾器;8、烟囱;9、旁路;10、氧化风机;11、石灰石贮仓;12、湿式球磨机;13、石膏浆液旋流器;14、真空皮带脱水机;15、清水池;16、中和池;17、反应池;18、絮凝池;19、澄清池20、石灰;21、有机硫;22、FeClSO4;23、絮凝剂图18-1典型的石灰石-石膏烟气脱硫工艺的流程简图吸收剂制备系统脱硫氧化塔系统烟气再热系统石膏脱水系统废水处理系统增压风机石灰石-石膏湿法烟气脱硫由下列子系统构成:(1)吸收塔:喷淋层、除雾器;(2)浆液系统:浆液循环泵、浆液排除泵;(3)烟气系统;增压风机、氧化风机、GGH;(4)吸收剂制备系统;湿磨制浆、干粉制浆;(5)石膏脱水系统:皮带机、旋流器、真空泵;(6)废水处理系统:废水旋流器、污泥压力机;(7)电气及自控系统:CEMS、DSC、电气设备;(8)其他公用系统:压缩空气、消防、给排水等。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术吸收塔5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术喷淋式脱硫塔.avi氧化区喷淋区除雾区烟气入口烟气出口氧化空气搅拌器循环泵浆液喷嘴除雾器除雾器冲洗喷嘴5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术增压风机
烟气进口烟气出口叶片5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术GGH和
挡板门
搪瓷元件5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术搅拌器和浆液循环泵5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术湿式球磨机5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术真空皮带脱水机5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术废水系统5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术烟气中SO2浓度的影响:入口SO2浓度对脱硫效率的影响程度取决于液相碱度。在其他条件不变的情况下,当烟气中的SO2浓度增加时,脱硫效率会有所下降,较高浓度的SO2将迅速耗尽液相碱度,导致吸收SO2的液膜阻力增加。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数煤质的影响:由于燃煤品质不同,煤中所含的微量物质也不同,由于燃煤烟气中HCl、HF含量较高,由于脱硫塔内浆液浓度在20%左右,HCl、HF就会溶解于浆液中,从而影响石灰石浆液对SO2的吸收。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数石灰石利用率的影响:对于大多数的FGD系统而言,存在一个最佳脱硫剂利用率,在这种情况下,可使循环泵和脱硫剂的能耗最少。一般认为,脱硫塔的浆液浓度在10%~30%、钙硫比在1.02~1.05之间时,吸收剂的利用率最高。在选择石灰石的利用率时,还有一个重要的参数需要考虑,即石灰石过剩率,将影响到除雾器的结垢情况,经验表明,当石灰石的利用率低于85%时,将面临严重的除雾器结构问题,携带有大量石灰石的脱硫浆液将促进除雾器叶片的结垢。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数烟气中粉尘的影响:试验证明,如果烟气中粉尘含量(干)持续超过400mg/m3,则将使脱硫率下降1%~2%,并且石膏的白度减少,更为严重的是粉尘很容易造成脱硫塔内部结构发生严重堵塞、结垢问题。因此,尽可能地提高电除尘效率,降低脱硫烟气中的粉尘含量被认为是最为安全的措施。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数烟气温度的影响:实际运行过程中,机组负荷变化较频繁,FGD进口烟温也会随之波动,对脱硫率有一定的影响。例如某脱硫塔中,在处理进口烟气SO2浓度和氧量基本不变的工况下,当进入脱硫塔的烟温为96℃时,脱硫率为92.1%;当烟温升到103℃时,脱硫率已下降至84.8%。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数锅炉负荷对脱硫塔的影响:提高锅炉负荷时,可带来以下影响。(1)进口SO2负荷加大,若强制氧化工艺中氧气不足,可能使亚硫酸盐闭塞,抑制石灰石溶解;(2)烟气量的增加可增加脱硫塔空速,降低除雾器的除雾效率,特别是除雾器已有局部结垢的情况下;(3)除尘效率可能下降,从而增加进入脱硫塔的飞灰量。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数锅炉负荷对脱硫塔的影响:降低锅炉负荷时,可带来以下影响。(1)维持一定L/G所需的运行循环泵少,石灰石供浆相应性能仍是关键;(2)在锅炉负荷降低过程中,需要处理烟气的数量降低,蒸发水量减少,系统的排污或排浆减少,固体携带的水量也减少,而泵及搅拌机的密封水、冲洗水一般不变,所以在低负荷时,原设定水补充量会引起浆液密度降低及槽液位升高。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数烟气与脱硫剂接触时间的影响:烟气与喷淋而下的石灰浆液雾滴接触反应时间越长,反应进行得越完全,脱硫效率越高,但喷淋层高度也越高,综合考虑,吸收区的高度一般为6~8m。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数SO32-、Al3+、F-浓度的影响:在石灰石脱硫工艺中,在其他条件不变时,有时出现石灰石的耗量不正常增加、pH值反而不断下降及石灰石利用率下降的情况,这往往是石灰石被“包裹”造成的。“包裹”物主要有四种:一是亚硫酸钙;二是石膏;三是粉尘;四是Al2O3与F-生成的络合物。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术影响脱硫性能的几个关键参数
设石灰石-石膏法脱硫消耗的石灰石纯度为K纯,石灰石摩尔质量为100.09g,脱硫钙硫比Ca/S(一般在1.03~1.1),SO2摩尔质量为64.06g,故1kgSO2去除需消耗石灰石为:Ca/S×1000×100.09÷(64.06×K纯×1000)﹦1.56(Ca/S)/K纯
如石灰石的纯度为85%,Ca/S为1.05,故该条件下1kgSO2去除需消耗石灰石为1.56×1.05÷0.85﹦1.927kg石灰石/kgSO25二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术石灰石消耗量测算5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术石灰石消耗量测算各种条件下去除1kg
SO2需消耗石灰石量对照表(kg石灰石/kg
SO2)Ca/S纯度60%纯度70%纯度80%纯度85%纯度90%1.012.6262.2511.9701.8541.7511.032.6782.2952.0091.8901.7851.052.7302.3402.0481.9271.8201.072.7822.3852.0871.9641.8551.102.8602.4512.1452.0191.907
某电厂某时段发电煤耗10000t,燃煤含硫率1%,采用脱硫效率为95%的石灰石-石膏法脱硫,Ca/S为1.05,石灰石的纯度为80%,该时段脱硫消耗石灰石量为289t。该电厂10000t含硫率1%的燃煤燃烧后产生的SO2量为17×10000﹦170000㎏(产生量)。审核该电厂在Ca/S1.05、石灰石纯度80%条件下去除1kgSO2需消耗石灰石量为2.048kg/kg。消耗289t石灰石为可以去除的SO2总量为289000÷2.048﹦141113㎏(实际去除量)。实际去除率η﹦141113÷170000﹦83.01%若正常去除率η0﹦95%,则运行率V﹦83.01%÷95%﹦87.38%。5二氧化硫控制技术7石灰石-石膏法脱硫技术石灰石-石膏湿法脱硫设施运行率的确定
具有下列情形的燃煤机组,从上网电价中扣减脱硫电价:(一)脱硫设施投运率在90%以上的,扣减停运时间所发电量的脱硫电价款。(二)投运率在80%-90%的,扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处1倍罚款。(三)投运率低于80%的,扣减停运时间所发电量的脱硫电价款并处5倍罚款。5二氧化硫控制技术《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施运行管理办法》发改价格[2007]1176号
根据对脱硫后浆液的不同处理方法,可将氨法脱硫工艺分为氨-酸法、氨-亚硫酸铵法及氨-硫铵法。氨-酸法、氨-亚硫酸铵法主要应用于硫酸工业、冶金工业的尾气治理,而氨-硫铵法主要应用于燃煤(燃油)锅炉烟气的脱硫。5二氧化硫控制技术8氨法脱硫技术氨法脱硫工艺的分类
从反应机理上讲,氨法脱硫具有其它湿法脱硫难以比拟的优越性,如反应速度快、脱硫效率高等特点,但也存在一些问题有待解决,如排烟冒白雾现象、硫铵的黏附、粉尘和氯离子富集、氨运输储存等问题。5二氧化硫控制技术8氨法脱硫技术氨法脱硫中的问题及其解决
20世纪60年代末,美国加州伯克利大学研究了海水洗涤工艺的机理。该工艺利用天然的纯海水作为烟气中SO2的吸收剂,无需其它任何添加剂,也不产生任何废弃物,吸收SO2后的海水与大量未脱硫的海水混合后,经曝气池曝气处理,使其中的HSO4-被氧化成SO42-,并使海水的pH值与COD调整达到排放标准后排入大海。该技术具有工艺简单、系统运行可靠、脱硫效率高(80%~99%)等特点,一般适用于靠海边、扩散条件好、用海水作为冷却水、燃煤含硫较低的电厂。5二氧化硫控制技术9海水脱硫技术
活性焦烟气脱硫技术的原理是:利用活性焦的吸附特性和催化特性使烟气中SO2与烟气中的水蒸气和氧反应生成H2SO4,吸附于活性焦的表面,吸收SO2的活性焦经加热再生,释放出高浓度SO2气体,再生后的活性焦循环使用,高浓度SO2气体可加工成硫酸、单质硫等多种化工产品。活性焦烟气脱硫工艺系统通常采用多塔运行至少一塔再生来设计。5二氧化硫控制技术10活性焦烟气脱硫技术5二氧化硫控制技术10活性焦烟气脱硫技术活性焦脱硫工艺流程5二氧化硫控制技术11氧化镁法脱硫技术
氧化镁法脱硫工艺是在近年来随着烟气脱硫技术不断发展和完善的过程中出现的一种新型烟气脱硫工艺。其工艺流程为,含SO2的烟气进入吸收塔后与循环吸收液逆流接触,气体中的SO2被脱除,净化后的气体经除雾器除湿后排放。该工艺系统运行稳定,不易发生堵塞现象。5二氧化硫控制技术12钠钙双碱法脱硫技术
双碱法用钠碱与烟气在吸收塔内逆向接触,生成含NaHSO3-Na2SO3的吸收液,再用Na2CO3或NaOH溶液进行脱硫,然后再用石灰乳或CaCO3对吸收液进行再生,由于采用钠基清液吸收,可大大减少结垢现象。由于纯碱只是做启动和补充作用,而更多消耗的是石灰乳,因此运行费用不算高,同时脱硫效率可保持在80%~85%。但在实际运行中,由于再生系统缺少有效的工艺控制,效果不理想,因而影响到运行效果。5二氧化硫控制技术烟气脱硫工艺综合比较表工艺名称石灰石-石膏法简易湿法氨法脱硫旋转喷雾干燥法炉内喷钙,烟气增湿法海水吸收法循环流化床法电子束辐照法工艺流程主流程简单,制浆部分复杂较简单脱硫部分简单,制肥部分复杂制浆部分复杂较简单简单简单较简单钙硫比1.051.1---1.52~2.5---1.2---脱硫率95%65%>95%75%70%90%90%>90%脱硝率7%---30%-----------80%烟气再热需需需不需不需需不需需推广应用前景高、中硫煤高、中硫煤高硫煤,附近有磷矿资源高、中、低硫煤高、中硫煤中、低硫煤,沿海地区高、中、低硫煤高、中硫煤有氨源13烟气脱硫技术5二氧化硫控制技术14脱硫技术的主要应用-火电2002~2012年我国火电厂已建脱硫设施的状况年份投运或建成脱硫设施容量(万KW)比上年新增脱硫设施容量(万KW)脱硫占总装机的比例20026002.3%200314008004.8%2004260012008.0%20055300270013.5%200610400510021.5%2007270001660048.7%2008379001090063.0%201056000900086%201271800472592.0%另外,如果将窑尾废气送入正在运行中的生料磨(窑磨一体机),会获得额外的SO2吸收能力(可能高达80%),因此可作为SO2的污染削减装置。5二氧化硫控制技术14脱硫技术的主要应用-水泥行业生料磨的SO2控制效果生料磨未运行生料磨同步运行SO2去除效果水泥窑1247.5mg/m347.9mg/m380%水泥窑2181.9mg/m396.4mg/m347%新标准仍将水泥窑SO2排放浓度维持在200mg/m3,对重点地区要求进一步控制到100mg/m3以下。只要硫碱比控制合适(这是工艺控制指标,防止预热器结皮堵塞或窑内结圈)、原料中挥发性S(如有机S、FeS2)含量不特别高,一般不需要采取附加措施,或通过窑磨一体化运行即可解决。如原料中挥发性S含量很高,它们在预热阶段会逃逸出悬浮预热器,此时没有活性CaO与之反应,或生料磨不足以将之完全去除,可能有较高的SO2排放,这时需要采取干、湿法洗涤、活性炭吸附等附加措施。2二氧化硫控制技术14脱硫技术的主要应用-水泥行业大气污染防治技术二氧化硫控制技术大气污染防治技术基础燃烧与大气污染1234氮氧化物控制技术除尘技术5大气污染物6海南黑龙江吉林辽宁河北山东福建江西安徽湖北湖南广东广西上海河南山西内蒙古陕西宁夏甘肃青海四川贵州云南西藏新疆江苏浙江北京台湾2273.6万吨2046.2万吨10%15.3%22.3%“十二五”节能减排综合性工作方案备注:全国氮氧化物排放量削减10%的总量控制目标为2046.2万吨,实际分配给各地区2021.6万吨,国家预留24.6万吨,用于氮氧化物排污权有偿分配和交易试点工作。
6氮氧化物控制技术影响火电锅炉NOX排放量的主要因素火电机组NOχ产生量系数(KN)表(单位:kg/t原煤)机组规模与锅炉类型挥发分(V≤10%)挥发分(10﹪﹤V≤20%)挥发分(20﹪﹤V≤37%)挥发分(V﹥37%)备注≥75万千瓦煤粉炉机组6.094.10低氮45~74.9万千瓦煤粉炉机组13.4011.2010.116.80无低氮25~44.9万千瓦煤粉炉机组13.3511.099.
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