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燃煤电厂的污染控制及环境影响ppt
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1、静电除尘器 电除尘器优点:能处理高温烟气,除尘器阻力小,维护费用 低,可获得较高除尘效率。对一般性能的烟尘,只要有足够 的收尘面积,通常可达到99%以上的除尘效率。缺点:粉尘性 质(化学成分和颗粒级配)和烟气参数(烟气量、烟气温度、 烟气化学组成)严重影响除尘效率;由于除尘机理的限制, 除尘效率按指数曲线变化,后级电场的收尘量少,即对大量 细颗粒物的收集效率不高。
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3 噪声污染 噪声污染是局部性的和无后效性的。当噪声源的声输出停止 后,污染立即消失,不留下任何残余物质。因此,防治噪声 有三种途径:第一可以从控制声源上入手,对主要声源装设 消声器,对轴流风机进气和排气口安装设微孔消声器,可降 低 10-30分贝,对个别噪声大的部位采取隔声措施。第二可 以通过控制声的传播途径来防治噪声,例如最后用隔声板来 对炉膛、风道共振引起的噪声进行降噪处理,大约可以降低 10-20 分贝(dB)。第三可以通过对接收者进行保护来减少 噪声产生的危害的气动噪声主要源于机械,各类风机和管道。另外, 水塔造成的声音混响也不容忽视。 此外,燃煤发电厂对在噪声环境中的工作人员有不良影响。 应该定期对接触噪声的工人进行检查。
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4 生态环境影响分析 电厂对生态环境的影响主要体现在以下方面: (1)土壤污染。 煤炭燃烧产生的氮氧化物排放到大气形成酸雨,形成过程如: NO2+OH=HNO3 N2O5+H2O=2HNO3
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循环流化床锅炉(CFB)产生的颗粒物多呈不规则形状, 具有较大的表面积。由于 CFB 燃烧温度低于煤粉炉,气 化凝结的颗粒物少,主要为残灰粒子,且多为未熔或部分 熔融矿物。
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2 废水污染物 燃煤电厂排放的废水是一种人为的污染源。主要有灰水,化 学酸碱废水,洗煤废水,含油废水,煤场脱硫水,暖水(清 水)和其他工业废水。其中,直接冷却水排放的冷凝器,接 近 10×104m3/h,占比火电厂用水总量的 90%。但一般不作 为废水处理。冲灰水有排放量大、污染最为严重和循环使用 率低的特点,针对冲灰水存在的问题,发电厂主要用于干灰, 浓浆输灰,等一系列的贮灰场排水回收和处理措施。目前现 有的技术已经对冲灰水进行了较好的处理,因此一般污水主 要是指厂区排水和灰场排水。燃煤电厂的除灰方式在首选干 除灰或水力除灰的方式,目的是使灰水使用后回收再利用, 形成一个有效的循环模式。
为了确保电厂的正常运行,需要提供质量合格的工业用水 进行处理。在处理过程中会产生一定量的酸碱废水。 (5)外排冷却水过程。
蒸汽从汽轮机排汽口的下部排出,进入冷凝器,形成冷却水 (6)发电过程。 (7)除灰渣过程。
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在这个过程中,会产生大量的灰和灰水。在装载, 运输和储存过程,如果管理人员的管理疏忽或不利 的天气条件,可能会产生粉尘。如若造成贮灰场冲 灰水渗漏会对地下水产生污染
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4 固体废弃物污染 固体废弃物主要是工业废渣和生活垃圾。工业废渣主要为粉 煤灰和炉渣,电厂采用正压相干的方法,去除煤灰工艺和压 力水冲灰工艺从而输送和分离出煤灰。煤灰产量的多少和电 厂燃煤量和燃烧效率息息相关。另外它们的存放会占用大量 的空间,电厂每年对灰场建设和修护需要投入大量资金。如 果没有有效的预防措施,这将造成一些损害,影响到空气, 水,土壤和人类健康。
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2、袋式除尘器 袋式除尘器优点:烟尘排放浓度低。袋式除尘器采用过滤式, 只要滤料有足够的密集度,易实现烟尘低排放;除尘效率基 本上不受烟尘性质的影响,即烟气量、烟气温度、烟气含尘 浓度的波动对排放量影响不大。
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国内燃煤电厂袋式除尘器存在的问题:(1)大型袋式除 尘器入口烟气量的平衡调整。在燃煤电厂锅炉中,袋式除尘 器都存在较高的进风烟气量,一般有4个通道仓室。有些除尘 器 4 个通道的烟气流量是不平衡的,主要是由于进口烟道没 有安装风量调节阀。造成各通道仓室负荷不均,缩短局部滤 袋使用寿命。袋式除尘器与静电除尘器一样,不能过分依赖 除尘器风量的自然平衡,进口烟气流量的调节非常重要。
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四、燃煤电厂主要污染物
1 大气污染物 烟尘、二氧化硫、氮氧化物都伴随着电厂的运营而产生。
这些污染物的产生的多少与所燃煤的消耗量和燃烧方式以及 所采用的净化措施的效率有关。
煤粉炉烟气 PM2.5主要由两部分组成,一部分为表面光滑 形状规则的球形粒子,另一部分为形状不规则的块状粒子。 炉膛温度高,无论是气化凝结机理形成的细微颗粒物还是残 灰粒子在炉膛内多呈熔融状态,在表面张力的作用下球化, 多形成球形粒子。而不规则块状颗粒主要来自未熔或部分熔 融的矿物,以石英和黏土矿物为主。石英颗粒的熔点较高, 因此在灰中多保持原来的多角状外形,而黏土矿物熔点比石 英低,燃烧时部分熔融,形成不规则颗粒。
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氮氧化物是燃煤燃烧产生的,通过一系列的光化学反应形 成光化学烟雾。另外NOX也是形成酸雨的主要物质。原料煤 炭在燃烧时会产生大量的二氧化碳,进而导致引起温室效 应。
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2 水环境影响分析 燃煤电厂用水量和排水量都很大,向水体排放工业废水是人 为污染源之一。种类有很多,但相对而言产生危害最大的是 冲灰水。冲灰水排放量大,回用率低,排放的污染物种类繁 多,且严重超标,对人类和社会造成严重的危害。按照污染 物,燃煤电厂废水污染主要包括:pH 值,重金属污染等。
燃煤电厂PM2.5的污染 控制及环境影响
环境工程
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目录
一、我国燃煤电厂现状 二、 燃煤电厂发电流程 三、燃煤电厂产污环节
四、燃煤电厂主要污染物 五、燃煤电厂对环境的影响 六、燃煤电厂PM2.5排放控制技术 七、除尘器对PM2.5的控制改进研究 八、展望
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一、我国燃煤电厂现状
随着工业化进程的加快、社会经济水平的提高,电力工业 也得到迅猛发展。截至 2013 年底,全国发电总装机容量 12.46 亿千瓦,其中以煤炭燃料为主的火电为7.85 亿千 瓦,占我国总发电量的 63%,是保证社会经济发展的关键 因素。可见,燃煤电厂仍为我国主要的电厂模式,而煤炭 所耗费的成本也占到发电总成本的一半以上。
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二、 燃煤电厂发电流程
燃煤发电所利用的原料煤,作为一种化学燃料,会随着使 用最终转化为电能。首先是原料运送,煤从煤码头运送至 干煤棚再运至煤斗,为提高燃煤效率,大多采取燃烧煤粉 的方法。因此,煤首先发送到煤破碎机破碎成块,然后送 去进行煤粉磨碎。再随着热风被送入锅炉的炉内燃烧。同 时,锅炉会产生噪声。煤粉燃烧后最终会进入除尘器。从 烟尘器出来的烟气经过脱硫装置脱硫后,在引风机的作用 下通过烟囱排入大气。在煤燃烧后到达灰锅炉下面的炉渣 斗,进入灰机,终成灰场或外卖。同时,从除尘器分离出 的干灰也进入灰渣场或用于外卖。
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燃煤中的氮氧化物燃煤中含有重金属元素如氟,虽然含量 很少,但会随着燃烧排向大气,在大气中的浓度超过一定 值之后,就会显示出极大的毒性。长时间停留在大气中, 会随着雨水污染水源和土壤。 电厂的建设会改变所占用地 土地的利用方式并且关乎土壤质量的退化。例如,中国耕 地资源较少的西部地区,特别是耕地生产力特别差,一旦 被占领,很难在短期内恢复,这将直接影响到当地的农业 生产,甚至社会的稳定。
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在省煤器中,烟道燃气进入顶部的鼓锅炉,煤粉燃烧释放 的热量高,到达滚筒后汽化成水蒸汽与冷壁连接后,饱和 蒸汽进入过热器。饱和的蒸汽继续吸热,当具有很高的温 度和压力时,就成为过热蒸汽。管道进入汽轮机后,热能 转化为动能。在这个时候,汽轮机的运行会产生较大的噪 音。当动能传递给发电机,会将动能转变为电能。发电机 在产生噪音的同时,将电传递给用户。
酸雨可能会导致土壤中渗入具有污染的物质,妨碍农作物和树根系 统的营养循环,进而使农作物和森林的生长受到影响。如果酸雾和 臭氧结合,对植物的细胞内细胞膜有破坏作用,从而降低植物的抗 寒抗旱能力。使得农作物产量变低、品质变差。另外,还会恶化了 土壤侵蚀状况,导致土壤和减少的数量和质量下降,影响当地的农 业生产。
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电除尘的关键步骤是粉尘荷电,在电晕电场中存在两种荷电 机理。一种是电场荷电,即静电力使离子做定向运动,粒子 碰撞离子荷电;另一种是扩散荷电,即离子扩散令粒子荷电, 离子的热能决定该过程。粒子的荷电过程主要由粒径决定, 大于0.5μm的微粒以电场荷电为主;小于0.15μm的微粒以扩 散荷电为主;而在0.15μm~0.5μm的粒子,是两种荷电机理 都要考虑。
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(2)生物多样性。 燃煤电厂对生物资源的影响包括植被盖度的变化,还会对生 物包括动物的多样性受到威胁。 电厂对敏感生态环境一旦破坏,也有可能会连锁影响到到一 系列其它的环境问题。
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5 社会经济环境影响分析 随着电厂的的蓬勃发展,也会对电厂所处地区的社会经济将 得到很大的带动作用。包括当地交通、邮电、和城镇化进程, 加快当地社会经济的发展步伐。同时,根据电厂周围居住居 民对于电厂的满意度可知电厂的生产运行对周围居住环境带 来一定积极和消极的双重影响。
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三、燃煤电厂产污环节
根据传统的燃煤电厂工艺流程,煤储存、输送、煤燃烧、 发电的过程都可能会对环境造成污染。综合看来,主要的排 污环节可以分为以下几个:
(1)燃煤的贮存及输送过程。
(2)燃油的贮存及输送过程。
由于油罐脱水,在存储燃料时或者输送过程中,可能会产 生少量含油污水。
(3)燃烧过程。
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燃煤电厂的燃烧过程,包括燃煤的粉碎过程。锅炉燃烧过程 中,燃烧产生的烟气通过除尘和脱硫装置从烟囱排入大气, 污染气体包括碳的氧化物,硫氧化物,氮氧化物。废水包括 碱性废水,净化废水,锅炉脱硫废水和锅炉清洗废水。 (4)化学水处理过程。
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徐鸿等在研究燃煤电厂除尘装置时通过实验得出其对微粒的 控制效率规律:电除尘器对粒径10μm以上颗粒很容易捕集, 但对5μm以下颗粒捕集效率急剧下降,对PM2.5的捕集效率更 低,从而导致相当数量的细颗粒排放到大气环境中。
有以上研究结果可知,静电除尘器对 PM2.5的脱除效果较差,主要原因是 粉尘荷电对0.1μm左右的细微颗 粒效果很差,导致对PM2.5 的脱除 效果不好。