燃煤电厂多污染物协同 控制技术
国电科学术研究院 刘建民
2012年10月 重庆
清洁高效燃煤发电技术协作网2012年年会
一、概况
十一五期间，我国燃煤污染物控制取得重大进展，脱硫 容量达5.6亿千瓦（约86%）、脱硝7500万（约11%）、高 效除尘约98%，有效控制了燃煤电厂在生产过程中产生的 烟尘、SO2、NOx等污染物。 新的削减目标：“十二五”SO2和NOX分别削减8%和10% 新的排放标准：GB13223对燃煤电厂污染物排放要求更高 目前燃煤电站污染物采用的末端串联控制方法的不合理 性日渐体现 出现大气复合型污染问题
对于现有 机组，提 量机组发 电效率
如脱硫脱硝一 体化技术、臭 氧脱硫脱硝脱 汞技术…….
实施末端治理
活性焦技术、钠 法吸收技术、有 机催化技术…….
提升现有 环保设施 系统控制 作用
专用的多 污染物协 同控制设 施
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
活性焦多污染物控制技术可同时脱除SOx、NOx、煤粉灰、汞、二恶英，优点如下： 在多种污染物脱除上，具有成本效益； 占地面积小，耗水量少、耗电量少； 能够脱除SO3； 通过少量的改造就可以应用到现有设备上； 不会产生固体废弃物，使用后的活性焦粉可以作为原料或燃料；
吸附系统
再生系统
副产品回收系统
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
起源于 德国
德国的BF公司 和WKV公司
70年代在日 本研发推广
中国发展 活跃
约5个燃煤电厂 最大机组600MW
日本的住友重 工株式会社、 三井矿山株式 会社 电源开发株式 会社
上海克硫 国电南自 煤炭科学研究
院总院 国电清新 中电投远达 香港兆能公司
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
2.3 有机催化综合清洁技术 以色列Lextran开发了一种独特的烟气处理专利技术，已获欧盟及美国 专利。 Lextran的有机催化技术在同一脱硫塔内能同时完成脱硫、脱硝、脱汞 的三效合一烟气减排系统； 有机催化三效合一技术的核心是采用了有机催化剂------一种专利生产 的含有亚硫酰基（>S=O）官能团的一类非常稳定的乳状液有机化合物。
2.2 钠法多污染物协同控制技术
NaHCO3 与 SOx 反 应 生 成 硫 酸 钠； NO被喷入的氧化剂氧化后， 与NaHCO3反应生成硝酸钠； 零价汞被喷入的氧化剂氧化成 二价汞，有利于后面的溶液吸收。
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
以500 MW 机组，燃煤含硫量为2.6% 为例，对湿式脱硫＋SCR脱硝与Airborne 技术进行经济分析
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
有机催化工艺系统特点 对燃料含硫量无限制，允许并鼓励用户使用高硫燃料以降低生产成本； 克服了传统湿法工艺中脱硫效率不高、运行不稳定、容易堵塞结垢、副产品没 有利用价值等问题； 催化剂在整个流程中不发生化学形状的变化，可长期循环使用； 工艺流程中无二次污染，真正做到以环保方式解决环保问题。
报告提纲
1
概况
2 多污染物协同控制技术
3
国电集团研究现状
4
结束语
一、概况
二次污染
细粒子，O3
上风向输送
多相反应
大气氧化剂 (O3, OH)
hv
HC、NOx
细粒子 (SO42-,NO3-)
SO2, NOx等
PM10、PM2.5
天然源
通
人为源
量
更高浓度的细 粒子，O3
输送,影响
复合污染
沉降
一次污染
多种污染物 多种污染类型叠加
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
以回收式为主，可以同时脱除SO2、SO3、NOx和汞， 其脱除效率均高于90%， 含硫量越高越有利； 该技术具有相当成熟度； 已经获得公认。
Airnorne公司在美国肯塔基州 完成了5MW机组试验； pH值控制在8.0-8.3 氧化剂的种类 SO2/NOx 摩尔比
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
NO氧化是脱硝关键 氧化剂为臭氧或者过氧化氢
有 机 催 化 剂 与 亚 硫 酸 、 亚 硝 酸 之 结合成稳定络合物，加入氨制得化 肥； 有 机 催 化 剂 对 汞 等 重 金 属 具 有 极 强的物理吸附效果
吸收塔系统、烟气系统、氧化 系统、过滤分离系统、中和剂 及催化剂供给系统、催化剂回 收系统、副产品回收系统、公 用系统、控制系统
Hg0吸附于活性焦的微孔 中，Hg2+与生成的硫酸反 应，生成硫酸盐
活性焦协同 控制技术
脱硝
脱硫
根据吸附理论，由于 SO2的 分子直径、沸点 、 偶 极 距 等 都 大 于 NO ， SO2优先被吸附。
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
多污染物协 同控制技术
发展先进的发电 技术
对于新建 机组，采 用高效发 电机组
国家环境保护“十二 五”规划明确要求 “实 施多种大气污染物综 合控制”，“加快环境 管理体制机制创新， 有效控制区域性复合 型大气污染”。
燃煤多种污染物进行协同控制已成为今后一段时期内电力行业的重要任务
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
2.1 活性焦多污染物协同控制技术
脱汞
当 喷 入 NH3 时 ， 活 性 焦 降 低 了 NO 与 NH3 反 应 活 化 能 ， 通 过 活 性焦的催化作用和表面生成的官 能 团 的 还 原 作 用 ， 将 NOx 还 原 成N2
多尺度污染（局地与区域） 相互作用
多种过程耦合
多种污染物协同控制
一、概况
《纲要》把“煤的清洁 高效开发利用、液化及 多联产”和“综合治污 与废弃物循环利用”分 别列为能源和环境领域 的优先主题。
国务院《关于推进大气 污染联防联控工作改善 区域空气质量指导意见》 首次明确多种污染物联 合控制的要求。
湿法脱硫＋SCR 钠法
脱硫效率（％） 95 99
脱硝效率（％） 90 70
脱汞效率（％） 70 70
年度总费用 总投资（ $/kW） 成非本燃（料m运il转ls/维kW修h）（副m产il物ls/$k7W7/hton）
年度总费用 mills/kWh
（副产物 $130/ton ）
湿法脱硫＋SCR
307
7.29
15.0
15.0
钠法
243
5.07
11.2
7.7
二、燃煤电厂多污染物协同控制技术
美国能源部拟在新墨西哥建设300MW机组容量的大 型示范装置， 含硫量为1.56% ； 建设期2008年－2010年，2011年－2015年开始运行 总投资7000万美元，(DOE: 1970万美元)。 技术指标为脱硫效率99.5% ，SO3脱除效率98%，脱 硝效率90%，脱汞效率90%。 年产硫酸铵肥料79755吨，硝酸铵6793 吨。