烟气排放标准
• 《火电厂大气污染23-2003
烟尘— 30mg/m3 SO2 — 200mg/m3（2012年1月1日锅炉：100mg/m3）
NO2 — 100mg/m3（比美国现行标准低35mg/m3，甚至
只有欧洲现行标准的一半 ）
火力发电厂的除 尘、脱硫和脱硝
主要内容
• 火力发电厂简介
• 烟气除尘 • 烟气的脱硫
• 烟气的脱硝
火力发电厂简介
火电厂：燃烧固体、液体、气体燃料的发 电厂 火电厂的分类（按蒸汽参数）与容量
• • • • • • 中低压: 3.4MPa，435℃, 6\12\25\50MW， 高压： 9.8MPa， 540℃， 50\100MW， 超高压:13.7MPa，535/535℃， 125\200MW， 亚临界：16.2MPa，540/540℃ ，300\600MW， 超临界：24MPa，538/566℃，600\800MW， 超超临界电厂： 28MPa以上
• 我国现正研制1000MW级的超临界机组
燃煤产生的污染
• 燃煤产生的污染物：颗粒物、SO2、NOx、CO2、Hg等 • 燃煤烟气中SO2的量： 以燃烧10000吨煤为例计算，产生的SO2：
10000吨×1%（煤含硫量） × 2（SO2是S重量的2
倍） × 80%（煤中S转化为SO2的百分率）=160吨 以上是煤燃烧生成烟气中的SO2，现在对烟气脱硫， 以脱硫90%计算，则最后排放SO2： 160吨× 10%=16吨
除尘器分类
类别 机械式 作用原理 惯性力 设备 重力沉降室 旋风除尘器 水膜除尘器 喷淋式、文丘里式、 斜棒栅等 布袋除尘器 颗粒层除尘器 静电除尘器 （干、 湿）
湿式 过滤式 电除尘
水流冲洗 过滤介质捕集 静电力
在各类除尘器中，我国火电厂使用静电除尘器的比例最高，占 99%以上。
常用除尘设备
• 旋风除尘器 使含尘气流作 旋转运动，借助于 离心力将尘粒从气 流中分离并捕集于 器壁，再借助重力 作用使尘粒落入灰 斗。
a) 高尘ＳＣＲ系统－－首选
b) 低尘ＳＣＲ系统
典 型 的 高 含 尘 SCR 烟 气 脱 硝 系 统
催化剂
催化剂选型主要因素
• 烟气中飞灰的含量 • 烟气中飞灰颗粒尺寸 • 反应器布置空间 • ＳＣＲ烟气阻力要求
催化剂形式
蜂窝状 波纹板式


蜂窝：比表面积大，抗热 冲积能力强，但抗灰阻塞 能力一般。 板式：抗阻塞性好，烟气 阻力小，结构强度高，但 多层结构，表层活性材料 易脱落。
板状
蜂窝式催化剂产品
蜂窝状催化剂的主要生产工序
配料 混合
挤出 成型
干燥
烧结
切割 成型
质量 检验
组装
出厂
催化剂中毒
重大危险源-防爆
同时脱硫脱硝技术-电子束法
排放总量控制—史上最严厉的排放标准
烟气除尘
粉尘分类
• 可见粉尘：粒径大于10μm，用眼睛可以分 辨，对人体和环境有害； • 显微粉尘：粒径为0.25～10μm，在普通显 微镜下可以分辨，对人体和环境危害大； • 超显微粉尘：粒径小于0.25μm，在超倍显 微镜或电子显微镜下可以分辨，对人体和环 境危害更大。
优点和缺点
• • • • • • 脱硫效率高，>95%。 技术成熟，运行可靠性高。 对煤种的适应性强。 吸收剂资源丰富，价格低廉。 脱硫副产物便于综合利用。 站地面积大，运行费用高。
• 烟气需再热 • 有废水处理问题，投资大
FGD 施工现场
工程应用： 香港南丫电厂 北京第一热电厂 杭州半山电厂 珞璜电厂
石灰石-石膏法
• 石膏法脱硫工艺是应用最广泛的一种脱硫技 术，在日本、德国、美国的火力发电厂采用 的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。 • 工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为 吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟 气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及从塔下部 鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸 钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。 脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过 换热器加热升温后，由烟囱排入大气。
袋式除尘器
• 通过滤袋自身固有的以 及附着在滤袋表面的粉 尘层的过滤作用，来截 留烟气中具有一定颗粒 的粉尘。经滤袋及粉尘 层过滤后的洁净烟气经 排气口排出，而滤袋表 层的灰可通过不同的清 灰方式进行清除。
工作原理
内部结构
滤袋

滤袋由适合当前用途的滤布材料
（针刺毡）制成。滤布一般为毡 型，重量500-600 g/m² 。按照下列
B. 燃料型 NOX
燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧
化生成的氮氧化物
C. 快速型 NOX
氮和燃料中的碳氢化合物反应 N2＋CH化合物＝＝》HCN化合物 HCN化合物＋O2＝＝》NO
NOX 的控制技术
• 燃烧过程中控制技术
• 低NOx燃烧器 • 空气分级燃烧技术 • 燃料分级燃烧技术
• 燃烧后控制技术（烟气脱硝技术）
清灰
电源
• DC，还是AC？
Single-phase
Three-phase
current
voltage
电袋复合
烟气脱硫
各国已经研究发展了许多燃煤电站锅炉 控制SO2技术，并应用于实际电站锅炉。这 些技术可分为三大类：燃烧前脱硫、燃烧中 脱硫及燃烧后脱硫。 按脱硫的方式和产物的处理形式燃烧后 脱硫一般可分为湿法、半干法和干法三大类。 （1）湿法烟气脱硫技术（WFGD技术） （2）半干法烟气脱硫技术（SDFGD技术） （3）干法烟气脱硫技术（DFGD技术）
2
HCO3 H H2O CO2 (aq)
在有氧气存在时，HSO3 － 的氧化：
1 HSO3 O2 H SO4 2 2
CaSO3和CaSO4的结晶：
H SO42 HSO4
Ca SO4 CaSO4 2H 2O(s)
2 2 KSP2
Ca
SO2 (aq) H 2 O H HSO3
K S1
K S1
SO2 g SO2 (aq)
CaCO3的溶解：
H 2O
HSO3 H SO3


KS2
2
CaCO3 s Ca 2 CO3
K CP
2
CO3 H HCO3
CO2 (aq) CO2 ( g )
2
SO3
2
1 CaSO3 H 2O( s ) 2
K SP 1
增压风机
后导叶
前导叶
总装图
换热器
换热器组装现场
吸 收 系 统
back
除雾器层
喷淋层
底槽
除雾器
除雾器
多孔合金托盘
喷嘴
喷淋层
喷嘴
湿式石灰石球磨机
石膏旋流器
真空皮带过滤机
脱硫废水处理
烟气脱硝
A. 热力型 NOX 主要反应 N2+O→NO+N N+O2→NO+O N+OH→NO+H
系统组成
烟气系统
烟道、烟气挡板、密封风机、气——气加 热器
吸收液系统
吸收塔、除雾器及其冲洗设备
浆液控制 系统
磨机（湿磨时用）、粉仓（干粉制浆时 用）、浆液箱、搅拌器、浆液输送泵。
石膏脱水系 统
水力旋流器和真空皮带脱水机
排放系统
事故浆池、区域浆池及排放管路
反应过程
水的离解： SO2的吸收：
H 2 O H OH
工作原理
内部结构
击穿电压
电晕放电
• 气体介质在不均匀电场中 的局部自持放电。最常见 的一种气体放电形式。在 曲率半径很小的尖端电极 附近，由于局部电场强度 超过气体的电离场强，使 气体发生电离和激励 ，因 而出现电晕放电引。发生 电晕时在电极周围可以看 到光亮 ，并伴有咝咝声。
放电极
收尘极
• I. 选择性催化还原技术（SCR） • II. 选择性非催化还原技术（SNCR） • III. SNCR/SCR混合技术
选择性催化还原法(SCR)
NOX NH3 基本反应方程式 4 NO + 4 NH3 + O2 6 NO2 + 8 NH3 4 N2 + 6 H2O 7 N2 + 12 H2O
标准进行选择：
－要求净烟气含尘量 －原烟气成份 －粉尘性质 －预期寿命（考虑原烟气性质）
袋笼
• 又称笼骨，支 撑滤袋，保证 过滤时滤袋不 被压扁。
清灰
• • • •
振动清灰 反吹清灰 反吹振动联合清灰 脉冲喷吹清灰
静电除尘器
• 用强电场使灰尘 颗粒带电，在其 通过除尘电极时 ，带正/负电荷的 微粒分别被负/正 电极板吸附，即 达到除尘目的。
反应温度：230～450
℃ 转化效率在70 ～ 90%之间。
副作用方程式 SO2 + 1/2 O2 NH3 + SO3 + H2O N2 H 2O
SO3
NH4 HSO4
SCR的优缺点
优点:
脱硝率高达80%
缺点:
不安全-----环保工程成了重大危险源建 设工程，投资和运行费用较高
脱硝系统基本流程