Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention.
（安全管理）
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2021版燃煤电厂脱硫技术应用中
存在的问题及对策
2021版燃煤电厂脱硫技术应用中存在的问题
及对策
导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。
1问题
在我国燃煤电厂脱硫技术应用中存在着很多问题，影响到脱硫设施的运行。本文分析了在脱硫技术应用中存在的问题并提出了相应的对策。我国电力行业环境保护问题较为突出，一次能源以煤炭为主的状况对环境产生的污染和生态的影响已经严重制约了电力工业的发展。据统计，目前我国煤炭产量约有50%用于电力生产，电力80%是由煤炭燃烧生产的。这种以煤电为主的格局在今后相当长的一段时期内将继续保持下去。为了控制污染、保护环境，我国政府及相关部门出台了一系列环境保护法律、法规。国家电力行业管理部门也制定了多项有关电力环保的管理规定。这些要求，形成了对火电厂脱硫强大的法规上的压力。
2存在的问题及原因分析
在我国已经安装或进行了脱硫改造的燃煤电厂有相当部分的脱硫
设施难以高效稳定运行。据业内人士反映，目前已建成投产的烟气脱硫设施实际投运率不足60%，减排二氧化硫的作用没有完全发挥。分析产生这种现象的原因，主要有以下几个方面。
（1）有些脱硫公司对国外技术和设备依赖度较高，没有完全掌握工艺技术，系统设计先天不足，个别设备出现故障后难以及时修复；
（2）由于脱硫设备的运行费用很高，将使发电成本大幅上升，部分电厂为降低成本，提高经济效益，常常停运脱硫设施。在部分老电厂中这一现象更为严重。
（3）近几年，由于脱硫市场急剧扩大，一批从事脱硫的环保公司如雨后春笋般诞生。但行业准入缺乏监管，对脱硫公司资质、人才、业绩、融资能力等方面无明确规定，脱硫公司良莠不齐，一些脱硫公司承建的烟气脱硫工程质量不过关。另外，对烟气脱硫工程招投标的监管不到位或监管不力，部分工程招投标存在走过场现象。
（4）安装脱硫设施后，对发电设备的运行产生很多不良影响，影响到发电设备的高效运行。这主要是由于在发电设备的设计制造过程中并没有考虑到安装脱硫设备所带来的各种设备负荷和安全方面的需求，致使设备不能达到设计的运行指标。
（5）国家对电厂脱硫的电价政策不够完善，存在一定的问题，影
响了电厂脱硫的积极性。虽然现在有一定的电价政策，但对于脱硫费用高的电厂来说，仍很难弥补脱硫设备投入和运行的高额费用。
3对策
（1）加大脱硫技术自主创新力度。国家加大资金投入，支持烟气脱硫的自主创新。对于引进的脱硫技术，创新的重点是降低工程造价和降低系统能源消耗。对于原始创新的，特别是已完成5万千瓦及以上机组试验工程的脱硫技术，创新的重点是适用于更大装机容量的脱硫技术。对于已有工程业绩的脱硫技术，创新的重点是副产品的有效利用和完全处置。对于关键设备，创新的重点是提高设备可靠性和使用寿命。
（2）脱硫设备国产化。我国20世纪90年代后建成的工业脱硫装置和大型工业示范性工程，其技术和设备绝大多数是引进的。今后我国环保企业的主要任务应是消化吸收国外的先进技术，大幅度提高设备的国产化率。只有这样才能显著降低脱硫成本。我国应借鉴发达国家的经验，对征收排污费标准>逐年大比例提高，这样可督促企业加快s0治理的步伐。
（3）加强脱硫产业化管理。严格市场准入，实行脱硫公司资质管理制度，通过市场竞争实现优胜劣汰；细化相关规定，加强对招投标
活动的管理和监督；加强脱硫工程后评估，并将后评估结果作为脱硫公司资质审核的重要内容。建立健全烟气脱硫工艺设计、制造、安装、调试、运行、检修、后评估等技术标准和规范，提高烟气脱硫整体技术水平。
（4）电厂脱硫技术应用是一个系统工程，不能仅仅是建立在对现有发电设备的改造上，而应该从电厂的建设和发电设备的设计开始，到发电设备和脱硫设备等各种环保设施的运行，形成一个高效运行的系统。从我国燃煤电厂在今后很长时间内占有主要地位的情况来说，这一点是非常有意义的。
（5）脱硫资金。脱硫设备的建设和运行均需要较大投资，这笔费用仅靠企业自身是难以解决的。从我国国情考虑，国家在短期内也不可能为此拿出巨额资金。而环境保护关系到我们每个人和子孙后代的切身利益。所以，目前唯一可行的办法是通过提高电费筹措资金。无论采用哪种烟气脱硫方法，每度电的脱硫运行费用大约为2分钱左右，加上设备折旧、还银行贷款等因素大致费用是4分钱左右。按此标准调整电价，相当于提高电价10%左右，这对于我国居民应该是可以接受的。
（6）充分发挥政府、行业组织、企业在二氧化硫控制中的作用。
关于火电厂脱硫技术的研究探讨 发表时间：2017-12-18T11:41:53.827Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：罗彦波1 熊新荣2 于轩2 [导读] 摘要：十八大以来，国家对环境保护问题越来越重视，出台了一系列政策。 （1新疆电力建设调试所 830000；2国网新疆电力公司电力科学研究院）摘要：十八大以来，国家对环境保护问题越来越重视，出台了一系列政策。但是，目前我国能源还是以火电为主，而火电厂发电会消耗煤产生大量的二氧化硫，造成环境污染。因此，对火电厂脱硫技术进行研究就显得尤为迫切。本文作者对此进行了简单探讨。 关键词：火电厂；脱硫技术；问题；对策 伴随着经济的发展，环境问题日益突出，严重危害人们的身体健康与社会的可持续发展，已经成为威胁生存和发展的重大社会问题。据统计我国是世界上污染物排放量最大的国家之一，在我国每年因为城市污染造成的超额死亡人数达到17.8万人。而我国能源以煤炭为主，燃煤过程产生大量的二氧化硫，对空气造成很大的污染。特别是环保部在2014年颁布了《火电厂大气污染物排放标准》，其中有关脱硫的相关规定与之前颁布的标准相比，不管是从减排力度还是完成时间周期限制上都有明显的提高，因此在这种形势下对火电厂脱硫技术进行研究就显得尤为重要。下面，本人结合多年工作和理论研究经验，现就火电厂脱硫技术方面浅谈几点个人体会，谨供同行参考。 1当前火电厂常用的脱硫技术 当前应用较为广泛的脱硫技术主要有：湿式石灰石/石膏法、氨法脱硫、烟气循环流化床法（包括NID法）、旋转喷雾半干法、炉内喷钙－尾部加湿活化法等。 1.1 湿式石灰石/石膏法 该法是目前世界上技术最为成熟、应用最广的脱硫工艺。该法脱硫剂利用充分，脱硫效率可达90%以上，脱硫剂来源丰富，副产品石膏利用前景较好。不足之处是系统较复杂，占地面积大，初投资及厂用电较高，脱硫废水需进行处理。 工艺特点：采用石灰石浆液作为脱硫剂，经吸收、氧化和除雾等处理，形成副产品石膏。脱硫石膏经脱水后可综合利用。 1.2 氨法脱硫 2009年9月18日，由中国电力企业联合会组织召开，国家发展改革委环资司、国家环保部科技司等主管部门及五大电力集团参加的江南氨法脱硫技术现场评议会在广西南宁召开。与会专家经考察认为，氨法脱硫技术是一项真正可实现循环经济的绿色脱硫工艺，尤其适宜于燃煤含硫量高的电厂锅炉和工业炉窑烟气脱硫新建及改造项目。 工艺特点：氨法烟气脱硫技术是以液氨或氨水作为原料，与烟气中的SO2发生酸碱反应，最终生成副产物硫酸铵，脱硫效率大于90 %。 1.3 烟气循环流化床干法脱硫 该技术是20世纪80年代后期由德国鲁奇公司研究开发的。 工艺特点：石灰粉经过石灰干消化器消化后进入两级串联旋风筒，消石灰仓中消石灰以干态的形式从仓室以一定的控制速度送入吸收塔。在塔内与经过预除尘后的烟气中的SO2发生反应进行脱硫，脱硫效率达85 %以上。 1.4 NID干法脱硫技术 NID技术是原理为石灰粉经过石灰消化器消化后进入反应器，与烟气中的SO2发生化学反应，生成CaSO3和CaSO4，烟气中的SO2被脱除，用于中小型容量机组，脱硫效率可达80 %。 1.5 简易湿式石灰石/石膏法 简易湿式石灰石/石膏法脱硫装置的基本原理与湿法基本相同，但装置的容量相应减小，并取消烟气加热装置（GGH）。该装置总的烟气脱硫率可达70%。 1.6 旋转喷雾半干法脱硫技术 旋转喷雾半干法工艺是采用石灰粉制浆作为脱硫剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应，生成CaSO3和CaSO4，烟气中的SO2被脱除。脱硫剂利用率低，脱硫效率一般在70%左右。 1.7 炉内喷钙-尾部加湿活化法脱硫技术 该工艺以石灰石粉为吸收剂，石灰石粉由气力喷入炉膛850～1 150 ℃温度区，石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳，氧化钙与烟气中的SO2反应，生成CaSO3。在尾部增湿活化反应器内，增湿水以雾状喷入，与未反应的氧化钙接触，生成氢氧化钙进而与烟气中的SO2反应，脱硫效率一般达75 %左右。 2火电厂脱硫技术应用中存在的问题 我国虽然已经有部分火电厂按照监管和环保要求，购置了相关的脱硫设备。但是经统计发现，这些设备的运行率并不高，脱硫效率也不尽人意。常见的问题如下： 2.1由于缺乏自主知识产权，一些从事脱硫业务的企业往往依赖国外相关的设备和技术。这就导致了，一些进口的设备没人可以操作，设备出了故障没人可以修复的现象出现。 2.2脱硫设备的运行成本非常高。出于降低成本，增加效益的考虑，一些电厂经常私自关停脱硫设备，只在有关部门检查的时候开机应付。 2.3随着中国政府在环境保护方面的政策扶持力度越来越大，对企业的环保标准要求越来越高，脱硫市场的份额也在高速增长。在利益的驱动下，很多良莠不齐的涉及脱硫业务的企业纷纷出现。由于相关部门还没有针对该行业建立完善的准入机制和监控体系，这些企业的相关资质和能力也就无法得到有效的考核和监管。脱硫工程质量低劣，商业过程不透明等都是经常出现的问题。 2.4发电设备制造商在设备设计和制造过程中，并没有充分考虑到后期可能安装脱硫或其他设备所带来的负荷要求以及相关的安全要求。许多燃煤电厂在安装脱硫设备后，发电设备的运行出现了很多问题，导致大大降低了设备的使用效果。 2.5电厂脱硫的成本较高，而相关部门针对采用脱硫技术的电厂扶持政策体系不完善。不能够较好的弥补电厂在脱硫技术应用方面的固定投资和运行成本。这在一定程度上影响了电厂脱硫的积极性。
燃煤锅炉烟气除尘脱硫系统设计方案 一、设计题目 燃煤锅炉烟气除尘系统设计。 二、课程设计的目的 通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行除尘系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、CAD绘制工程图、使用技术资料、编写设计说明书的能力。 三、设计原始资料 锅炉型号：SZL4-13型，1台 排烟温度： 160℃ 烟气密度(标准状态下)：1.34kg/m3 空气过剩系数： =1.4 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：16% 烟气在锅炉出口前的阻力：800 Pa 当地大气压力：97.86 Kpa
冬季室外温度：-5℃ 空气中含水(排标准状态下)：10g/kg 烟气其它性质按近似空气计算 燃料的工业分析值： Y C =85% Y H = 4% Y S = 1% Y O =5% Y N = 1% Y W = 6% Y A = 15% Y V =13% 烟尘和SO 2排放标准按《锅炉大气污染物排放标准(GB13271—2001)》执行： 烟尘浓度排放（标准标准状态下）：200mg/m 3； 二氧化硫排放标准（标准标准状态下）：900 mg/m 3。 四、计划安排 1、资料查询和方案选定1天 2、设计计算2天 3、说明书编制及绘图2天 五、设计内容和要求 1、燃煤锅炉排烟量及烟尘和二氧化硫浓度计算 2、净化系统设计方案的分析确定 3、除尘器的选择和比较
确定除尘器的类型、型号及规格，并确定其主要运行参数。 4、管布置及计算：确定各装置的位置及管道布置 并计算各管段的管径、长度、烟囱高度和出口内径以及系统总阻力 5、风机及电机的选择设计 根据净化系统所处理烟气量、烟气温度、系统阻力等计算选择风机种类、型号及电动机的种类和功率。 六、成果 1、设计说明书 设计说明书按设计程序编写，包括方案的确定、设计计算、设备选择和有关设计的简图(工艺管网简图和设备外形图)等内容。课程设计说明书应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献等内容，书写工整或打印输出，装订成册。 2、图纸 A、除尘器图一张(2号图)。系统图应按比例绘制、标出设备部件编号，并附明细表。 B、除尘系统平面布置图、剖面布置图各一张(1号或2号)，可以有局部放大图(3号)。布置图应按比例绘制。锅炉房及锅炉的绘制可以简化，但能表明建筑的外形和主要结构形式。在图上中应有指北针方位标志。
1.烟气脱硫技术 由于我国的大部分煤炭、铁矿资源中含硫量较高，因此在火力发电、钢铁、建材生产过程中由于高温、富氧的环境而产生了含有大量二氧化硫的烟气，从而给我国大气污染治理带来了极大的环保压力。 据国家环保部统计，2012年全国二氧化硫排放总量为2117.6万吨，其中工业二氧化硫排放量1911.7万吨，而分解到三个重点行业分别如下：电力和热力生产业为797.0万吨、钢铁为240.6万吨、建材为199.8万吨，三个行业共计1237.4万吨达到整个工业二氧化硫排的64.7%。“十一五”期间，我国全面推行烟气脱硫技术以后，我国烟气脱硫通过近十年的发展，积累了大量的工程实践经验，其中最常用的为湿法、干法以及半干法烟气三种脱硫技术。
1.1湿法脱硫技术 1.1.1石灰石-石膏法 这是一种成熟的烟气脱硫技术，在大型火电厂中，90%以上采用湿式石灰石—石膏法烟气脱硫工艺流程。该工艺采用石灰石（即氧化钙）浆液作为脱硫剂，与烟气中的二氧化硫发生反应生产亚硫酸钙，亚硫酸钙与氧气进一步反应生产硫酸钙。硫酸钙经过过滤、干燥后形成脱硫副产品石膏。 这项工艺的关键在于控制烟气流量和浆液的pH值，在合适的工艺条件下，即使在低钙硫比的情况下，也能保持较高的脱硫效率，通常可以达到95%以上。但是该工艺流程复杂且需要设置废水处理系统，因而工程造价高、占地面积大。同时，由于石灰石浆液的溶解性较低，即使通过调节了浆液pH值提高了石灰石的溶解度，但是在使用喷嘴时由于压力的变化，仍然容易发生堵塞喷嘴的情况并且易磨损设备，因而大幅度增加了脱硫设施后期的运营维修费用。 同时由于脱硫烟气中的粉尘成分复杂，在采用石灰石-石膏法时生成的脱硫石膏的杂质含量较多，在石灰石资源丰富的我国，这种品质有限的脱硫石膏很难具有利用价值，通常只能采用填埋进行处理。为了解决这一问题，有企业采用白云石（即氧化镁）作为脱硫剂来替代石灰石，从而使脱硫副产品由石膏变为了七水硫酸镁，而七水硫酸镁由于其水溶性高易于提纯，因而可以制成为合格品质的化学添加剂或化肥使用，其经济价值要远高于脱硫石膏。但是与其相关对的是脱硫剂白云石的成本也远高于石灰石，给企业后期运营成本也带来较大的压力。
燃煤电厂烟气脱硫脱硝技术研究王耀华 发表时间：2018-06-14T09:40:58.843Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：王耀华 [导读] 摘要：进入工业革命以后，由于科技的不断进步，需要的能源也越来越多。 （中国电建甘肃能源投资有限公司甘肃省 744000） 摘要：进入工业革命以后，由于科技的不断进步，需要的能源也越来越多。根据国家统计局发布的《2016年国民经济和社会发展统计公报》中，可知用于燃烧的煤炭超过43.6×108t，约占年开采量的55%，其中大部分用于热力发电，这严重污染了我们赖以生存的家园。由SO2和NOx等组成的锅炉烟气，对当地大气环境造成了一定的程度的污染。有些污染严重的地方甚至可能会产生酸雨，腐蚀人们的身心健康，污染河流。所以控制SO2和NOx的排放刻不容缓。 关键词：烟气；脱硫脱硝一体化；发展前景 作为火力发电的主要分支，燃煤电厂是利用煤作为燃料，产生能量推动发发电机产生电能的工厂，其主要组成部分包括汽水系统、发电系统和燃烧系统等，是现代社会电力发展的主力大军。但是，燃煤电厂所排放的烟气中，包含着多种有毒的成分，直接排放会对大气造成严重伤害，因此在对大气污染的治理中，燃煤电厂对烟气排放的有效处理十分重要。对脱硫脱硝技术科学应用，可对烟气中的有害物质有效治理，同时还能将其转化为其他化学原料，促进自身生产效益提高的同时，为治理大气污染添砖加瓦。 1烟气排放组成及危害影响 煤炭经历上亿年物理、化学变化而逐渐形成，包含碳、氮、硫和氧等多种元素，通过燃烧会产生大量烟气，其主要成分包括二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮以及许多杂质和矿物质微粒。当前部分燃煤电厂，已经针对自身的生产情况对其环保策略开展研究工作，比如说使用发电专用特种锅炉、将可吸收碳元素、硫元素的物质添加至燃烧的煤炭原料中等方法，以起到促进降低排放烟气中有害物质的含量。然而，相比其他工厂，燃煤电力工厂是依靠蒸汽发电作为动力来源，因此额定的蒸发量要相比其他工厂大，继而产生的有害气体量巨也巨大。煤炭燃烧后产生的烟气中的有害微小颗粒，进入到大气后，造成大气质量下降，导致工农业生产的严重损失同时，还会对社会人群带来呼吸道疾病的隐患、困扰。在煤炭燃烧排放烟气中的二氧化碳、二氧化硫等物质会与大气中所含的水蒸气结合，致使雨水的pH值降低，继而形成酸雨。另外，燃煤电厂排放烟气中的微小颗粒，是促进空气中雾霾形成的重要原因。酸雨会导致地下水变质、土壤编制，影响农业的发展雾霾中包含20多种会的有毒、有害物质，对人体的健康危害极大，进入人体支气管，会导致肺部炎症，呼吸道、脑血管等多种病症。 2燃煤电厂烟气脱硫技术分析 燃煤电厂内部生产环节之重，脱硫的作用点技术分别在燃煤燃烧前、燃煤燃烧中以及燃烧后三点。燃烧前采用物理性的脱硫方法，让煤粉首先通过磁力筛选，利用矿物质的磁性减少燃煤原料中所含的硫元素。燃烧阶段，将硅酸盐加入到燃烧中的燃煤煤炭中，通过化学反应将硫元素固化，进而进行脱硫处理。脱硫的过程为燃煤中含硫化合物在高温下与固硫剂（碳酸、硅酸类化合物）产生化学反应，进而形成化学性质较稳定的硫酸盐，不会变成烟气飘向大气，而是随残渣一起排出。在燃烧之后，该阶段脱硫技术是为确保二氧化硫不会进入大气循环的措施，使碱性物质与含硫氧化合物产生反映形成亚硫酸盐、硫酸盐，存留在溶液之中。 脱硫的方法包含湿法脱硫，干法脱硫以及半干法脱硫，其中湿法脱硫应用最为广泛，过程是将添加碳酸钙的强碱性溶液作为二氧化硫吸收液，来吸收大量的二氧化硫。该方法适合对含硫煤燃烧生产的烟气进行脱硫处理。湿法脱硫主要分为两种方式。 2.1湿式石灰石-石灰/石膏法 工艺广泛应用于大中型燃煤锅炉中，在我国有着高达85%的使用率。其原理是先用石灰石（CaCO3）或石灰粉（CaO）和水混合而成石灰浆液充入吸收塔中，洗涤并去除烟气中的SO2。其工艺流程主要分为三步，首先在烟气的进气口安装除尘器消除未燃烧的粉尘，使吸收塔底部进入烟气并向上流动，然后使SO2与由塔顶向下喷淋的石灰石或石灰浆液充分接触并最终氧化为硫酸根离子，与Ca2+生成CaSO3和CaSO4，最后沉淀物分离，烟气由烟囱排出。该法经过多年的检验技术成熟，化学材料易得，脱硫效率高，反应原理简单、性能可靠。但是，该工艺占地面积及耗水量巨大，前期基础设置投资高，仅适用于大型的燃煤电厂，而且此法易结垢，设备易被磨损和腐蚀。石灰石的投放过剩，会产生二次污染，所以加大了维护成本。 2.2抛弃法 该方法的脱硫原理为：通过石灰石或是石灰的浆液作为脱硫剂，在吸收塔中喷淋洗涤SO2，致使烟气中的SO2通过反应，进而生成CaSO3和CaSO4，在这个反应中会生生成Ca2+。在石灰系统中。Ca2+与CaO的存在有着密切的关联，但是抛弃法的主要应用方式，需要脱硫剂的制备装置和吸收塔脱硫后的废弃物处理装置组成，其最大问题是易于结垢和堵塞，因为其浆液中的水分蒸发会使固体沉积以及硫酸钙或者氢氧化钙沉积、结晶析出，因此脱硫后的固体废弃物处理，是抛弃法的一大弊端，所以，多数使用抛弃法进行脱硫的火电厂，目前都采用石膏法将其代替。 3燃煤电厂烟气脱硝工艺 电厂燃烧煤炭所产生的烟气中不仅含有SO2，还有NOX。排放烟气中NO和NO2是大气的主要污染物，而且在紫外线的照射下，NOX 与CHX发生反应形成光化学烟雾，著名的“洛杉矶烟雾”令人民谈“雾”色变，对环境的危害巨大，所到之处寸草不生。本文主要论述选择性非催化还原法（SNCR）脱硝。 非催化还原法（SNCR）： SNCR其原理是在无外加催化剂的情况下，将NH3、尿素等其他的还原物质喷入炉膛中。NOX在850~1100℃的高温炉膛时极快地分解成NH3，并且再与烟气中的NOX反应生成N2。NH3还原NOX的主要反应为：NH3为还原剂：4NH3+4NO+O2==4N2+6H2OSNCR的主要优点在于SNCR工艺的优点是工程造价低，占地面积小，适用于燃煤NOX排放量低的机组。可是SNCR特殊的炉内喷射工艺，漏洞百出，导致脱硝效率无法提高，用NH3做还原剂时，因为其逃逸率较高，所以利用率也偏低。目前，由于技术的成熟，越来越多的锅炉采用了联合法就是将SNCR和SCR工艺统一组合。这样就把SNCR工艺同SCR工艺的优点两者高效结合起来，节省成本，提高了新型工艺的脱硝率。 3脱硫脱硝技术的发展趋势 随着人们环保意识的不断提高，我国对脱硫脱硝技术的研究也在不断深入。目前，我国对脱硫脱硝技术的研究比较关注干法，今后对
前言 在目前，大气污染已经变成了一个全球性的问题，主要有温室效应、臭氧层破坏和酸雨。而大气污染可以说主要是人类活动造成的，大气污染对人体的舒适、健康的危害包括对人体的正常生活和生理的影响。目前，大气污染已经直接影响到人们的身体健康。 随着我国经济的高速发展，我国的二氧化硫污染越来越严重，必须通过有效的措施来进行处理，以免污染空气，影响人们的健康生活。 一、题目 某燃煤锅炉房烟气净化系统设计 二、目的 通过课程设计进一步消化和巩固本课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论知识进行净化系统设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容、方法及步骤，培养学生确定大气污染控制系统的设计方案、进行设计计算、绘制工程图、使用技术资料、查阅有关设计手册、编写设计说明书的能力。 三、原始资料 锅炉型号：SZL6－1.25－AII型，共2台（每台蒸发量为6t/h） 所在地区：二类区。2006年新建。 锅炉热效率：75%，所用的煤低位热值：20939kJ/kg，水的蒸发热：2570.8kJ/kg 锅炉出口烟气温度：160℃ 烟气密度：（标准状态下）1.34kg/m3 空气过剩系数：α=1.3 排烟中飞灰占煤中不可燃成分的比例：15% 烟气在锅炉出口前阻力：800Pa 当地大气压力：98kPa 平均室外空气温度：15℃ 空气含水率(标准状态下)按0.01293kg/m3 烟气的其它性质按空气计算
煤的工业分析： C ：65% H ：4% S ：1% O ：4% N ：1% W ：7% A ：18% 净化系统布置场地如图1所示的锅炉房北侧20m 以内。图2为锅炉立面图。 图1 锅炉房平面布置图 图2 锅炉房立面图 四、 设计计算 (一)、用煤量计算 每台锅炉的所需热量为：Q ＝蒸发量×水的蒸发热 =6×103×2570.8=1.54×107kJ/h 所需的煤量为：热 η?n H Q =%75209391054.17??=982.2kg/h H n ——煤的低位热值 η 热 ——锅炉的热效率 (二)、烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 以1kg 煤燃烧为基础，则 重量（g ） 摩尔数（mol ） 产物摩尔数（mol ） 需氧数(mol) C 650 54.167 CO 2:54.167 54.167 H 40 40 H 2O: 20 10
石灰石-石膏湿法脱硫工艺概述 烟气脱硫采用技术为石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫剂采用石灰石粉(CaCO3), 石灰石由于其良好的化学活性及低廉的价格因素而成为目前世界上湿法脱硫广泛采用的脱硫剂制备原料。SO2与石灰石浆液反应后生成的亚硫酸钙, 就地强制氧化为石膏,石膏经二级脱水处理可作为副产品外售。 本设计方案采用传统的单回路喷淋塔工艺,将含有氧化空气管道的浆池直接布置在吸收塔底部, 塔内上部设置三层喷淋层与二级除雾器。从锅炉来的原烟气中所含的SO2与塔顶喷淋下来的石灰石浆液进行充分的逆流接触反应,从而将烟气中所含的SO2去除,生成亚硫酸钙悬浮。在浆液池中通过鼓入氧化空气,并在搅拌器的不断搅动下,将亚硫酸钙强制氧化生成石膏颗粒。脱硫效率按照不小于90％设计。其她同样有害的物质如飞灰,SO3,HCI 与HF也大部分得到去除。该脱硫工艺技术经广泛应用证明就是十分成熟可靠的。 工艺布置采用一炉一塔方案,石灰石制浆、石膏脱水、工艺水、事故浆液系统等两塔公用。#1锅炉来的原烟气由烟道引出,经升压风机(两台静叶可调轴流风机) 增压后, 送至吸收塔,进行脱硫。脱硫后的净烟气经塔顶除雾器除雾后通过烟囱排放至大气。#2炉的烟道系统流程与#1炉相同,布置上与#1炉为对称布置。 脱硫剂采用外购石灰石粉,用滤液水制成30%的浆液后在石灰石浆液箱中贮存,通过石灰石浆液泵不断地补充到吸收塔内。脱硫副产品石膏通过石膏排出泵,从吸收塔浆液池抽出,输送至石膏旋流站(一级脱水系统),经过一级脱水后的底流石膏浆液其含水率约为50%左右,直接送至真空皮带过滤机进行二级过滤脱水。石膏被脱水后含水量降到10％以下。石膏产品的产量为20、42t/h(#1、#2炉设计煤种,石膏含≤10％的水分)。脱硫装置产生的废水经脱硫岛设置的废水处理装置处理后达标排放或回收利用。 脱硝工艺系统描述 3、1 脱硝工艺的原理与流程 本工程采用选择性催化还原法(SCR)脱硝技术。SCR脱硝技术就是指在催化剂的作用下,还原剂(液氨)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮与水,从而去除烟气中的NOx。选择性就是指还原剂NH3与烟气中的NOx发生还原反应,而不与烟气中的氧气发生反应。 化学反应原理 4 NO + 4 NH3 + O2 --> 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 + O2 --> 7 N2 + 12 H2O
燃煤电厂脱硫技术 我国燃煤电厂排放的二氧化硫占全国二氧化硫总排放量约50%，预计2010年电厂二氧化硫排放量占总排放量的三分之二，因此我国的二氧化硫总量控制重点是燃煤电厂。近年来，国内外燃煤电厂脱硫技术取得较大发展，把这些新技术介绍如下。 控制燃煤电厂污染大气途经有三种，即燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制。 1、燃烧前脱硫技术 以前燃烧前脱硫是采用物理、化学或生物方法将煤中硫脱除，工艺投资大、成本高，尚未积极推广应用。近几年随科学技术发展，人们提出要从源头控制二氧化硫，主要方法是洗煤和集成 煤气联合循环技术（IGCC）。 1998年1月，国务院在"关于酸雨控制区和二氧化硫污染控制区有关问题的批复"中提出禁止新建煤层含硫份大于3%的矿井，同时，对已建成的生产煤层含硫份大于3%的矿井，逐步实行限产或关停。新建、改造含硫份大于1.5%的煤矿，应当配套建设相应规模的煤碳诜选设施。这就是说高硫煤禁止开采，中硫矿必须诜选，这是从源头解决脱硫问题，可有效控制二氧化硫。发达国家80%-90%的煤炭都经诜选，一方面脱掉煤中硫，另一方面提高资源利用，减少运输量。我国一年生产的12亿吨煤炭中仅22%-25%经过诜选，为了控制二氧化硫，国家应全力支持煤矿建设诜煤厂，同时要促使用户用诜精煤代替原煤，减少燃煤电厂对周围环境的污染。 20世纪未开发的集成煤气联合循环技术，将煤气化，然后煤气燃烧推动燃气透平进行发电。这种技术优点：热效率高，煤中硫可脱掉98%，二氧化碳可以回收，产生固渣很少，同时技术上成熟，可以大规模生产（装置可达30万kW规模），发电成本与常规粉煤蒸汽锅炉差不多。只是投资贵一些。因脱硫效果好是发展方向，美国的Wabasb Rcver和Tampa、荷兰的Demkolec、西班牙的Paertolfano等。已建成4座大型IGCC电站，分别采用水煤浆加压气化和干粉进料加压 喷流床气化技术，装置规模在25-30kW。 我国浙江大学岑可清莱入提高的多联产煤综合利用系统是一个独创的热力循环系统，它将煤的气化炉和粉煤燃烧锅炉联合组成一套流化床循环系统，其锅炉燃烧效率可达88%，并用蒸汽透 平取代燃气透平，是一项煤清洁生产工艺。 2、燃烧中脱硫技术 燃烧中脱硫是指燃烧与脱硫同时进行。它除了脱硫减少二氧化硫排放，还能提高热效率，降低燃料消耗，目前比较成熟有硫化床燃烧脱硫技术和炉内喷钙技术。 流化床燃烧脱硫技术分循环流化床燃烧技术（CFBC）和增压流化床燃烧技术（PFBC）。CFBC
目录 第一章总论 (2) 1.1 前言 2 1.2 设计任务书 (2) 1.2.1 设计题目 (2) 1.2.2 设计目的 (3) 1.2.3 设计原始资料 (3) 1.2.4 设计内容和要求 (4) 1.3 设计依据和原则 (4) 第二章除尘器系统 (5) 2.1 方案确定与认证 (5) 2.2 工艺流程描述 (5) 第三章主要及辅助设备设计与选型 (5) 3.1 烟气量、烟尘和二氧化硫浓度的计算 (5) 3.1.1 标准状态下理论空气量 (5) 3.1.2 标准状态下理论烟气量 (6) 3.1.3 标准状态下实际烟气量 (6) 3.1.4 标准状态下烟气含尘浓度 (7) 3.1.5 标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (7) 3.2 除尘器的选择 (7) 3.3 除尘器、风机、烟囱的位置及管道布置 (9) 3.3.1 各装置及管道布置的原则 (9) 3.3.2 管径的确定..................................... 错误!未定义书签。 3.4 烟囱的设计 (10) 3.4.1 烟囱高度的确定 (10) 3.4.2 烟囱的抽力..................................... 错误!未定义书签。 3.5 系统中烟气温度的变化 (12) 3.5.1 烟气在管道中的温度降 (12) 3.5.2 烟气在烟囱中的温度降 (12) 3.6 系统阻力的计算 (13) 3.6.1 混合气体产物的量，混合气体的密度 (13) 3.6.2 摩擦压力损失 (13) 3.6.3 局部压力损失 (14) 3.7 风机和电动机的计算................................... 错误!未定义书签。 3.7.1 风机风量的计算................................. 错误!未定义书签。 3.7.1 风机风压的计算................................. 错误!未定义书签。 3.7.2 电动机功率的计算............................... 错误!未定义书签。第四章附图................................................ 错误!未定义书签。 4.1 脱硫除尘工艺流程图................................... 错误!未定义书签。 4.2 XL旋流式水膜除尘器工艺设备图 (19) 参考文献..................................................... 错误!未定义书签。致谢 ........................................................ 错误!未定义书签。
SCR 兑硝技术 SCR （ Selective Catalytic Reduction ）即为选择性催化还原技术， 近几年来发展较快， 在西欧和日本得到了广泛的应用，目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物， 不形成二次污染，装置结构简单，并且脱除效率高（可达 90鳩上），运行可靠，便于维护等 优点。 选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下， NH 犹先和NOx 发生还原脱除反应， 生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为： 4NO 4NH 3 O 2 > 4N 2 6H 2O 2NO 2 4NH 3 O 2 > 3N 2 6H 2O 在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（ 980C 左右）进行， 采用催化剂时其反应温度可控制在 300- 400C 下进行，相当于锅炉省煤器与空气预热器之间 的烟气温度，上述反应为放热反应，由于 NOx 在烟气中的浓度较低， 故反应引起催化剂温 度的升高可以忽略。 下图是SCR 法烟气脱硝工艺流程示意图 SCR 脱硝原理 SCR 技术脱硝原理为：在催化剂作用下，向温度约280?420 C 的烟气中喷入氨，将NO X 还原成N 2和H 20。 吿毓恤翔
且主要反应如卩： ANO +4NH2 + 6 T 4 恥 + 6M? +4AW3 ->5^2 + 6 円2。 6N6 +8A7/3 T INCh +12血0 2NO2 + 42^3 + 6 T 咖 + 6H10 反应原理如图所示； 惟化剂 - - - - - —— - J - 1 e *NO.烟 气"L NO. 幺X*** N H) € . ?NO. Q X-* N % N0( $ K ? NH31 ? —> () ? > Nj ?” Hi 0 》N； ? 脱硝催化剂： 催化剂作为SCR脱硝反应的核心，其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以，在火电厂脱硝工程中，除了反应器及烟道的设计不容忽视外，催化剂的参数设计同样至关重要。 一般来说，脱硝催化剂都是为项目量身定制的，即依据项目烟气成分、特性，效率以及客户要求来定的。催化剂的性能（包括活性、选择性、稳定性和再生性）无法直接量化，而是综合体现在一些参数上，主要有：活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。 催化剂的形式有：波纹板式，蜂窝式，板式 脱硝原理
燃煤电厂脱硫技术进展蒋松辉 发表时间：2018-08-21T14:26:38.000Z 来源：《电力设备》2018年第14期作者：蒋松辉[导读] 摘要：为满足社会生产生活对电力资源的需求，燃煤电厂机组容量不断增大，这样产生的烟气总量也逐渐增多，为实现绿色发展，必须基于现状，采取有效措施对烟气进行处理，将其含有的有毒有害物质控制到允许排放的标准内，以免造成生态污染。以烟气脱硫技术作为对象进行分析，确定不同技术应用条件与效果，根据燃煤电厂实际生产需求综合对比和科学选择，保证可以维持在最佳生产状态。 （华电能源股份有限公司哈尔滨第三发电厂黑龙江哈尔滨 150024）摘要：为满足社会生产生活对电力资源的需求，燃煤电厂机组容量不断增大，这样产生的烟气总量也逐渐增多，为实现绿色发展，必须基于现状，采取有效措施对烟气进行处理，将其含有的有毒有害物质控制到允许排放的标准内，以免造成生态污染。以烟气脱硫技术作为对象进行分析，确定不同技术应用条件与效果，根据燃煤电厂实际生产需求综合对比和科学选择，保证可以维持在最佳生产状态。 关键词：燃煤电厂；脱硫技术；应用 1.燃煤电厂特点 燃煤发电是主要发电形式，生产技术已经比较成熟，但是因为煤炭燃烧过程中不仅可以产生热量，还会伴随着大量烟气，其中含有灰尘颗粒及氮氧化合物，还有氯化物、氟化物，如果直接排放到大气中，将会产生严重的大气污染。并且，燃煤电厂产生的烟气所含各类有毒有害物质含量受煤炭特性的影响大，对于不同设计参数的锅炉设备，最终燃煤产生的烟气总量与质量不同。就中国燃煤电厂生产现状来看，烟气排放总量持高不下，且温度一般均在1200℃以上，配套处理设备不完善，缺少专业的处理技术作为支持，导致烟气排放产生大气污染，形成雾霾、酸雨等，对生态环境影响严重。因此，必须加强对燃煤电厂烟气的处理研究，针对脱硫要求，选择合适的技术进行优化，争取烟气达到排放标准。 2.燃煤电厂脱硫处理技术 2.1回流式循环流化床烟气脱硫 这种技术一般来说是像石灰粉，已及时将液作为吸收剂，主要的操作方法首先是从底部开始对没有经过处理的烟气使其倒流吸收到回收塔中，在回来的过程当中进行加速处理，形成流化床，灰粉末产生摩擦，形成流化床。然后降低其反应温度，使得二氧化硫与烟体中的颗粒物发生反应，最后实现分离，以此来净化烟气，最后将洁净的烟气排放到空气当中，这种方法的效果比较明显，而且工艺相对比较简单，在回流式循环流化床脱硫技术当中是一种比较常用的选择方式。 2.2湿式石灰石-石膏法烟气脱硫工艺 这种方法能够将石桨料以及石灰作为主要的原材料，对塔里边的烟气可以进行洗涤和吸收，这种方法可以起到去除二氧化硫的作用。该项技术的使用，主要要遵循以下的工艺流程，对于除粉尘烟气的处理方法，主要是由下而上吸入到塔中，与此同时，需要让石灰桨，或者烟气中的二氧化硫发生一定的反应，接着将反应的硫化物沉淀到池底，在最后将这些硫化物排放到大气当中，在这个具体的操作过程当中，需要注意使用该方法形成的成电物含有水压硫酸钙，这种物质极容易形成沉垢，而且处理困难。 2.3电子束辐照技术 应用电子束辐照技术对燃煤电厂烟气进行脱硫处理，即利用高能电子束照射烟气，促使烟气内所含有的O2、N2、H2O等生成强氧化性活性物质，与SO2和NOx氧化反应生成硝酸与硫酸，然后继续与烟气内NH3反应形成盐，达到、脱硫处理效果。电子束辐照技术对燃煤电厂烟气脱硫处理效率高，并且系统复杂度低，整个脱除过程控制难度小，反应后最终形成副产物NH4NO3与（NH4）2SO4经过处理后可以作为化肥重新利用。此种技术已经被应用到燃煤电厂生产中，就实际应用效果来看，发达国家电子束系统可以去除烟气内超过95%的SO2，且NOx去除率可以达到80%，而中国仅为80%与20%，去除率相差甚远，还需要在现有基础上对电子束辐照技术进行深入研究，生产制造可靠性高的电子加速器，并有效隔离X射线辐射，避免对操作人员产生影响，同时降低环境污染。 2.4旋转喷雾干燥法 这种方法的原理是将石灰当成硫化剂来形成烟气的脱硫目的，在使用之前首先要消化石灰石，同时将其转化为石灰桨。其次，与此同时，需要借助快速离心喷雾机将石灰变成细小的喷雾，然后与空气当中的二氧化硫发生化学反应，从而生成固定的物质，最后被除尘器进行收集处理，相比较来说，这种方法使用起来比较成熟，而且脱硫的效率很高，最主要的是操作流程简单，需要的操作范围也比较小，在具体的操作过程当中，也不会产生二次污染。 2.5直接烟道蒸发技术 直接烟道蒸发技术，系统流程为：脱硫废水→水箱→高压泵→烟道蒸发。一般喷入烟道位置设置在低温省煤器至除尘器之前的烟道中，通过实验数据表明，控制烟气温度降低5°以内，对后续的除尘及脱硫影响较小。该系统可以充分利用电厂外排烟气的余热热能，达到脱硫废水蒸发零排放的目的。该系统的优点是：处理系统极大简化，废水处理流程短，添加药品少，设备投资少，占地面积少，操作检修简单。可利用除尘器去除废水蒸发后产生的粉尘。缺点是：（1）为了防止对烟道及后续设备的腐蚀，锅炉烟气排烟温度需控制在烟气酸露点以上。系统不能设置低低温省煤器；（2）为保证废水的完全汽化，通常对烟道直管段长度有所要求，在目前超洁净排放配置的情况下，直管段长度通常满足不了要求；（3）锅炉负荷波动大时，不利于直接烟道蒸发。鉴于以上的技术特点，一般烟道直接蒸发技术较多的应用在旧机组的改造中，较少用于新建超洁净排放要求的机组。 3.燃煤电厂脱硫技术发展趋势 3.1技术创新 为促使燃煤电厂持续发展，需要基于燃煤电厂脱硫技术要求进行分析，积极应用高效的专业技术实现脱硫处理，保证排放的烟气不会造成生态污染。因此，在发展过程中需要基于现状，不断优化和更新烟气处理技术，改进存在的缺陷和不足，最大程度上降低烟气中有害物质的含量，达到最佳的烟气处理效果，实现健康排放。电厂需要加大对烟气处理技术的研究力度，可与专业机构或相关高校合作，密切关注废气治理技术的研究成果，争取及时对老旧技术更新换代，通过洁净煤技术与烟气治理技术，以最少的资源投入获得最高效的治理效果。 3.2设备更新
14种燃煤电厂烟气脱硫技术 国内外已经建成的烟气脱硫设施以燃煤电厂居多，脱硫技术的研究也以电厂为主，石油炼化企业脱硫技术研究可在一定程度上借鉴电厂烟气脱硫已有的成熟技术。目前，按副产物的形态，烟气脱硫技术可分为湿法、干法、半干法三种。 湿法烟气脱硫技术（WFGD） 吸收剂在液态下与SO2反应，脱硫产物也为液态。该法脱硫效率高、运行稳定，但投资和运行维护费用高、系统复杂、脱硫后产物较难处理、易造成二次污染。 湿法烟气脱硫技术优点：湿法烟气脱硫技术为气液反应，反应速度快、脱硫效率高，一般均高于90%，技术成熟、适用面广。湿法脱硫技术比较成熟，生产运行安全可靠，在众多的脱硫技术中，始终占据主导地位，占脱硫总装机容量的 80% 以上。缺点：生成物是液体或淤渣，较难处理，设备腐蚀性严重，洗涤后烟气需再热，能耗高，占地面积大，投资和运行费用高、系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高，一般适用于大型电厂。分类: 常用的湿法烟气脱硫技术有石灰石-石膏法、间接的石灰石-石膏法、柠檬吸收法等。 石灰石/石灰-石膏法 是利用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的 SO2，生成亚硫酸钙，经分离的亚硫酸钙（CaO3S）可以抛弃，也可以氧化为硫酸钙（ CaSO4），以石膏形式回收。这是目前世界上技术最成熟、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达到 90% 以上。 间接石灰石-石膏法 常见的间接石灰石-石膏法有: 钠碱双碱法、碱性硫酸铝法和稀硫酸吸收法等。原理: 钠碱、碱性氧化铝（Al2O3˙nH2O）或稀硫酸（H2SO4）吸收 SO2，生成的吸收液与石灰石反应而得以再生，并生成石膏。该法操作简单，二次污染少，无结垢和堵塞问题，脱硫效率高，但是生成的石膏产品质量较差。 柠檬吸收法
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：徐宁学号：08040141X61 学院：信息商务学院 专业：环境工程 题目：DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式 除尘湿式脱硫系统设计 指导教师：赵光明职称: 讲师 2011年 6月10日
中北大学 课程设计任务书 2009/2010 学年第二学期 学院：化工与环境学院 专业：环境工程 学生姓名：徐宁学号：08040141X61 课程设计题目：DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气 袋式除尘湿式脱硫系统设计 起迄日期： 5 月30 日～ 6 月10 日课程设计地点：环境工程专业实验室 指导教师：赵光明 系主任：王海芳 下达任务书日期: 2011年 5月 4日
课程设计任务书 1．设计目的： 通过本课程设计，掌握《大气污染控制工程》课程要求的基本设计方法，掌握大气污染控制工程设计要点及其相关工程设计要点，具备初步的大气污染控制工程方案及设备的独立设计能力；培养环境工程专业学生综合运用所学的理论知识独立分析和解决大气污染控制工程实际问题的实践能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： 1.设计题目DLP4-13型锅炉中硫烟煤烟气袋式除尘湿式脱硫系统设计 2.设计原始资料 锅炉型号：DLP4-13 即，单锅筒横置式抛煤机炉，蒸发量4t/h，出口蒸汽压力13MPa 设计耗煤量：610kg/h 设计煤成分：C Y=61.5% H Y=4% O Y=3% N Y=1% S Y=1.5% A Y=21% W Y=8%； V Y＝15％；属于中硫烟煤 排烟温度：160℃ 空气过剩系数＝1.4 飞灰率＝22％ 烟气在锅炉出口前阻力650Pa 污染物排放按照锅炉大气污染物排放标准中2类区新建排污项目执行。 连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度50m，90°弯头10个。 3.设计内容及要求 （1）根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。 （2）净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响因素等。 （3）除尘设备结构设计计算 （4）脱硫设备结构设计计算 （5）烟囱设计计算 （6）管道系统设计，阻力计算，风机电机的选择 （7）根据计算结果绘制设计图，系统图要标出设备、管件编号、并附明细表；除尘系统、脱硫设备平面、剖面布置图若干张，以解释清楚为宜，最少4张A4图，并包括系统流程图一张。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： 课程设计计算说明书一份，并按照规定格式打印装订； 课程设计所需若干图纸，要求作图规范，A4纸打印。
图6-1 典型火电厂SCR法烟气脱硝工艺流程图 脱硝工艺介绍 1脱硝工艺 图1 LNB、SNCR和SCR在锅炉系统中的位置 目前成熟的燃煤电厂氮氧化物控制技术主要包括燃烧中脱硝技术和烟气脱硝技术，其中燃烧中脱硝技术是指低氮燃烧技术（LNB），烟气脱硝技术包括SCR、SNCR和SNCR/SCR 1.1 联 80～90% 气在SCR催化剂的作用下将烟气中的NOx还原成N 2和H 2 O。SNCR/SCR联用工艺系统复杂，而 且脱硝效率一般只有50~70%。 三种烟气脱硝技术的综合比较见表1。 表1 烟气脱硝技术比较
烟气中，与烟气中的NOx混合后，扩散到催化剂表面，在催化剂作用下，氨气（NH 3 ）将烟气 中的NO和NO 2还原成无公害的氮气（N 2 ）和水（H 2 O）（图3-6）。这里“选择性”是指氨有选 择的与烟气中的NOx进行还原反应，而不与烟气中大量的O 2 作用。整个反应的控制环节是烟气在催化剂表面层流区和催化剂微孔内的扩散。 图2 SCR反应示意图 SCR反应化学方程式如下： 4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O （3-1）
2NO 2 + 4NH 3 + O 2 → 3N 2 + 6H 2 O （3-2） 在燃煤烟气的NOx中，NO约占95%，NO 2 约占5%，所以化学反应式（3-1）为主要反应，实际氨氮比接近1:1。 SCR技术通常采用V 2O 5 /TiO 2 基催化剂来促进脱硝还原反应。脱硝催化剂使用高比表面积 专用锐钛型TiO 2作为载体，（钒）V 2 O 5 作为主要活性成分，为了提高脱硝催化剂的热稳定性、 机械强度和抗中毒性能，往往还在其中添加适量的WO 3、（钼）MoO 3 、玻璃纤维等作为助添 加剂。 催化剂活性成分V 2O 5 在催化还原NOx 的同时，还会催化氧化烟气中SO 2 转化成SO 3 （反 应 NH 4 。 后处理 2 ）以 ?会增加锅炉烟道系统阻力900~1200Pa； ?系统运行会增加空预器入口烟气中SO3浓度，并残留部分未反应的逃逸氨气，两者 在空预器低温换热面上易发生反应形成NH 4HSO 4 ，进而恶化空预器冷端的堵塞和腐蚀，因此 需要对空预器采取抗NH 4HSO 4 堵塞的措施。 2.2S CR技术分类 烟气脱硝SCR工艺根据反应器在烟气系统中的位置主要分为三种类型（图3）：高灰型、低灰型和尾部型等。
燃煤电厂脱硫废水零排放技术研究进展 发表时间：2018-05-15T09:43:31.130Z 来源：《电力设备》2017年第34期作者：张立超 [导读] 摘要：随着社会的发展，我国的用电量不断增加，燃煤电厂也越来越多。 （神华国能宁夏煤电有限公司宁夏灵武 751400） 摘要：随着社会的发展，我国的用电量不断增加，燃煤电厂也越来越多。目前，国内外燃煤电厂脱硫废水主要采用混凝沉淀处理工艺，水质达到《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T997-2006）要求后直接排放或者送往灰场、渣场用作喷淋水。电厂脱硫废水的排放关系到环境的可持续发展，废水零排放可以实现环境减排目标和污水回用，对治理水污染和缓解水资源短缺困境有重要意义。本文从技术与管理双重角度对零排放处理进行了分析。 关键词：脱硫废水；零排放；膜法浓缩；蒸发固化 2015年国务院颁布了《水污染防治行动计划》（水十条），对企业用水提出了新的要求=。燃煤电厂作为用水大户，应当积极响应国家政策的要求，开展节水提效工作，实现全厂水资源分级利用和水污染防治。脱硫废水因其具有高含盐量、成分复杂、腐蚀性和结垢性的特征，回用困难，成为制约燃煤电厂废水“零排放”实现的关键因素之一=。本文在分析脱硫废水特点基础上，总结国内正在使用的3种脱硫废水零排放技术，以期为燃煤电厂实现脱硫废水实现零排放提供技术借鉴。 1 脱硫废水处理现状 根据废水来源，燃煤电厂废水一般包括生活污水、循环水排污水、脱硫废水和各种再生废水等。燃煤电厂脱硫废水具有如下水质特性：1）呈酸性，pH在4.5～6.5之间；2）含盐量高，且浓度变化范围极广，一般在20～50g/L；3）硬度（钙镁离子浓度）高，结构风险高；4）悬浮物高，一般在20～60g/L；5）成分复杂，水质波动大；6）氯离子含量高，腐蚀性强且回用困难。脱硫废水因这些特性成为燃煤电厂最复杂和最难处理的一股废水，是实现燃煤电厂废水零排放的关键。传统脱硫废水处理方法包括灰场处置、煤场喷洒、灰渣闭式循环系统及三联箱法等。灰场处置、煤场喷洒、灰渣闭式循环系统所需水量较少，且会造成系统设备的腐蚀，对电厂的安全运行造成隐患；三联箱法经过简单中和、絮凝和沉淀澄清后，虽可有效去除悬浮固体、重金属离子和F-等污染物，但该工艺难以有效去除Na+、Cl-、SO42-、Ca2+和Mg2+等离子，出水含盐量仍很高，回用困难。脱硫废水水质复杂，要达到零排放的目的，就要根据不同污染物的特征，进行分段处理。脱硫废水零排放处理过程分为3段：预处理、浓缩减量和蒸发固化。 2 废水零排放处理技术 2.1预处理软化技术 根据脱硫废水水质，选择合适的处理工艺，去除Ca2+、Mg2+、Si等，避免后续处理系统的结垢。常用的预处理软化技术通过添加化学药剂去除Ca2+、Mg2+离子，有石灰-碳酸钠软化、氢氧化钠-碳酸钠软化等。 2.2脱硫废水的浓缩减量 2.2.1热浓缩 (1)MED MED是废水被蒸发系统余热预热后，依次进入一效或多效蒸发器进行蒸发浓缩；最末效浓盐水经增稠器和离心机进行固液分离，分离出的液体回到系统再循环处理。多效蒸发是前一级蒸发器产生的二次蒸汽作为后一级蒸发器的热源，将蒸汽热能多次利用，故而热能利用率较高。 （2）MVR MVR是将蒸发器排出的二次蒸汽通过压缩机经绝热压缩后送入蒸发器的加热室。MVR浓缩液总悬浮固体（TDS）可达250g/L，电耗高达20～46.34kWh/m3废水。MVR相较于MED，具有占地面积小、运行成本较低、效率高的优势，更适用于零排放蒸发器。 2.2.2膜浓缩 （1）RO RO过程能耗较低、适用性强、应用范围广，已广泛用于脱硫废水处理。然而，RO易发生膜污染与结垢。为防止RO膜污染与结垢，可采用超频震荡膜技术或高效RO工艺，但这需更强的预处理和更高pH，会提高运行成本；此外，即使采用震荡膜技术，经RO浓缩的浓水TDS只能达到90g/L，其TDS质量浓度远低于可实现结晶固化的250g/L水平，故单凭RO不能将盐水浓缩至可结晶固化水平。 （2）ED ED因耐受钙镁结垢能力较低，工程应用常用采用倒电极的方法减少ED的膜污染，该工艺称为倒极式电渗析（EDR）。与RO相比，ED和EDR所需预处理较少，且对含硅废水的耐受性较强。此外，ED和EDR能将盐水浓缩至120g/L以上，甚至达到200g/L的水平，通常电耗介于7～15kWh/m3废水。为避免浓差极化，如LOGANATHAN等报道EDR的淡水ρ(TDS)＞10g/L，或使直接回用受限，但ED和EDR所产的淡水可以耦合其它方法加以回用。 （3）FO FO属自发过程，但是汲取液的再生需额外能量。浙江长兴某电厂2×600MW机组是首个采用正渗透方法处理脱硫废水的工程案例，系统处理水量为22m3/h，其中脱硫废水18m3/h，经FO浓缩后的TDS可高达220g/L以上；同时，将FO产水与汲取液回收系统相结合，再经RO进一步除盐后，最终产水可回用于锅炉补给水。但是，汲取液的再生复杂，整个工艺路线长，系统复杂，投资成本高。 （4）MD 非挥发溶质水溶液的MD，仅水蒸汽能透过膜。MD可以利用火力发电厂丰富的低品质废热，且能近100%地截留非挥发性溶质。溶质若易结晶，则能被浓缩至过饱和而产生结晶。MD能耗与操作方式息息相关，实际应用中，直接接触式膜蒸馏海水淡化的能耗可达40～45kWh/m3产水。但是，由于火力发电厂丰富的低品质热源，热驱动的MD不能与电驱动技术直接比较能耗。此外，目前尚缺少性能可靠，能够长时间稳定运行的商业化蒸馏膜。 2.3固化处理技术 2.3.1蒸发结晶 （1）多效蒸发结晶：多效蒸发结晶系统由相互串联的多个蒸发器组成，前一个蒸发器的二次蒸汽作为下一个蒸发器的加热蒸汽，下