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前言煤炭燃烧引起的环境污染已成为我国经济可持续发展的严重障碍,火电厂排放的302和0是空气质量恶化酸雨危害日益严重的主要原因之。目前,我国酸雨面积已覆盖国土面积的30以上,70以上的城市空气质量处于3级或超3级标准,有7个城市进人全球十大污染最严重城市之列,每年因环境污染造成的经济损失已高达约2000亿元,环境保护形势非常严峻。
为了控制火电厂3,2排放和污染,自60年代起,世界主要发达国家开始进行大规模火电厂烟气脱硫。到80年代末,发达国家常规火电厂基本上已实现烟气脱硫技术的普及化,环保效益非常明显。
目前,应用最广的烟气脱硫技术是以湿法为代的石灰石灰石石膏湿法脱硫技术,约占总脱硫机组容量的85以上,其次是旋转喷雾法和炉内喷钙法等半干法和干法脱硫技术。前者主要应用于大中型火电机组,后者主要应用于中小型调峰和供热火电机组。
自80年代末起,烟气脱硫技术开始进人新的发展阶段。研究开发的重点是水平更综合投资和运行费用更低经济效果更好适应性和针对性更强功,必将对21世纪上半叶的脱硫市场格局产生重大持进行的火电厂烟气脱硫领域的几项重要技术的进展情况,并对这些技术在我国的发展应用前景进行分析预测。
1烟气循环流化床脱硫技术05该工艺采用循环流化床脱硫塔进行烟气脱硫。
在脱硫塔内,烟气中302与附着在烟尘及脱硫副产物颗粒面的脱硫剂石灰浆液发生反应而被脱除。
排出脱硫塔固体物,经旋风分离器分离后绝大部分返回脱硫塔进行再循环,继续进行脱硫。从旋风分离器顶部排出的烟气,经电除尘器净化后从烟道排出。消石灰浆液和水分别从反应器的底部喷入,其喷人量根据反应器的出口温度和脱硫率等参数进行控制。该技术的工艺流程1.该工艺中间试验在容量为10燃煤含硫量为2.63.5的美国1人的31沈电厂150机组旁路烟道上进行,试验研究工作已于1995年完成,试验结果的综合分析和评价如下环保性能。,采用电除尘器时,在,以3为。3,烟气中0质量分数为0.04,烟气温度控制在饱和温度以上4.41的条件下,系统脱硫率可达90;在33为1.4,烟气中广的质量分数为0.12,烟气温度控制在饱和温度以上10的条件下,系统脱硫率亦可达90,总除尘效率高达99.9.,采用布袋除尘时,在,5为1.4,烟气中,质量分数为0.12,烟气温度控制在饱和温度以上丈的条件下,系统脱硫率达96,总除尘效率达99.99.,2种除尘方式下,烟气中去除率高达98,1去除率高达96,大部分微量金属的去除率达99.脱硫副产物的主要成分是,3503,3504和未反应的石灰。,系统无废水排放,脱硫烟气般不需要再热即可排放。
根据目前已投入商用的脱硫装置的实际费用计算,该技术的综合投资费用和运行费用比传统湿法脱硫技术低得多。
商业应用前景分析。由于该工艺占地面积较少系统比较简单投资和运行费用较低对煤种200机组的脱硫技术改造,也可用于新建机组的烟气脱硫,因而有较广泛的市场应用前景。目前,该技术已在包括我国在内的国际脱硫市场得到较快的推广应用,但目前已投运的单机最大容量处于1等级水平,容量过大其经济性能将降低。
气体悬浮吸收反应器呈干燥的固体颗粒,在电除尘器中被捕集。如粉煤灰和脱硫副产物要进行综合利用,则可在管道喷人口前加装电除尘器对未脱硫的烟气进行除尘,位于喷入口后部的除尘器则专门用于捕集脱硫副产物。
该技术的工艺流程意2.处理烟气容量相当于73.5的工业范试验在美国印地安娜86;电厂进行,试验考核运行已于1994年完成,试验结果的分析和评也如下环保性能。在脱硫吸收剂浆液浓度为6 8,为22.5,烟气温度控制在149155,反应停留时间控制在23的条件下,脱硫率达到50以上。
经济性能。在机组容量为500胃燃煤含硫量为4脱硫率达到50的条件下,其投资费用不超过30美元,脱除502费用约300美元。
商业应用前景分析。由于该技术具有投资费用极低占地面积小适用煤种宽改造施工简便易行等特点,因此特别适用于对脱硫率要求不高50以下的老电厂的脱硫技术改造,也可用于新建电厂。该技术既可单独应用,也可和其它技术联合应用,在我国将具有定的应用前景。
除了05六外,烟气循环流化床脱硫还有其他的类似工艺技术,如采用喷石灰粉炉内直接喷石灰石粉煅烧灰渣面喷钙增湿活化等。在脱硫剂再循环分离方式上,除旋风分离外,还有电除尘器前端惯性分离等。目前应用业绩比较突出的技术主要有BischofiFMCFBg,ABBNffig7pfq FT56,GSA技术等。这些技术的工艺原理相似,即都采用高循环倍率高气固比的烟气循环流化床干式吸收法脱硫,其目的是为了延长脱硫剂在脱硫塔内的反应停留时间,提脱硫率和降低钙硫比,从而提系统的综合技术经济性能。该技术在我国火电厂的中小型机组工业锅炉及垃圾电厂将具有广泛的应用前景。
2烟气管道喷钙脱硫技术脱硫剂石灰浆液在空气预热器和电除尘器之间喷入烟道,浆液在管道内被高度雾化,从而达到与烟气中302均匀接触和反应。在反应过程中,浆液中3先进的烟气脱硫技术00该工艺采用特殊设计的集502脱除3503氧化结晶和脱硫剂石灰浆液制备功能于体的脱硫塔,具有设备结构紧凑脱硫率高综合费用较低等优点。其技术创新点为1干式石灰石粉直接喷入脱硫塔浆池内,省略了浆液设备系统,2通过位于液面下的旋转式气体分配设备使氧化空气在浆液中能达到均匀的分配,同时使浆液得到较彻底的搅拌19.
从而提高了氧化效果,3脱硫系统排放的废水直接喷入电除尘器前部,利用烟气自身的热能将废水蒸发,废水中所含的固态污染物绝大部分被除尘器捕集下来,因此无废水排放。该技术工艺流程3=单机容量为528撕的工业范试验已于1996年在美国完成,具体试验结果分析和评估如下环保性能。,该技术适用于中高硫煤含硫量2.0,4.5单机容量可达600的火电机组,在钙硫比为。0.07液气比控制在6.6 17.01的条件下,脱硫率超过95,系统可用率达99.5.,脱硫副产品石音完全符合墙面石裔板材的质量要求,脱硫石鸯纯度为95.699.7.基本无废水排放,为电厂实现零排放创造了有利条件。,所有酸性气体都被有效地去除,大量的微量元素也被去除而进人飞灰中,只有少量的HgB从烟囱排放。
经济性能。投资费用和设备占地约为常规湿式石灰石石膏法的50.
商业应用前景分析。由于该技术具有费用低脱硫效率高,适应煤种含硫量和机组负荷变化范围大等特点,因此具有很强的竞争力。作为现行烟气脱硫技术的换代技术之,在未来我国大中型火电机组脱硫市场上将具有较好的应用前景。
热烟气溢水箱4吸收塔除雾器吸收剂再循环2石儋干燥的石灰石粉喷射空气旋转分配器消石灰至改水处置器4021烟气脱硫技术12100工艺采用独特的鼓泡反应器来替代传统的湿式脱硫洗涤塔,整个脱硫和石儋结晶过程全部在个反应器内完成。与传统湿法相比,该工艺在机械和化学方面都较简单,投资和运行费用也低得多。其工艺流程4.锅炉排烟除尘后,经特殊的气体分配设备,从鼓泡反应器液面下进人,烟气中的302和吸收剂浆液进行接触反应生成,3503;氧化空气从鼓泡反应器的底部进入,经分配管线均匀分配到浆液中,使3503氧化为水石裔。
该工艺对除尘的要求较低,在粉尘浓度条件下,也能很好地运行并获得要求的脱硫率。通过不同的除尘方式组合,该技术不仅可副产质量石裔,也可用于脱硫副产物抛弃的简易脱硫及老电厂技术改造。
对该工艺规模为燃煤含硫量为2.4的试验结果综合分析和评估如下,1063500106的条件下,系统的脱硫率达90以上,石灰石的利用率达97以上。,烟气中的和1去除率高达95,微量金属的去除率达80,98,由和,1去除率低于50去除率低于70.脱硫副产品石膏的质量完全满足墙板和水泥拌料的要求。
旦上层盖板,下层盖板空气空气分配器经济性能。与常规湿法脱硫工艺相比,该技术的投资和运行费用有相当幅度的降低。如脱硫副产物回收利用,即鼓泡反应器在低粉尘浓度的条件下运行,系统可用率达97,如脱硫副产物不回收利用,即鼓泡反应器在粉尘浓度的条件下运行,系统可用率为95.
商业应用前景分析。由于该工艺具有系统简单运行可靠费用低适用范围广等特点,因而具有相当好的市场应用前景,迄今该技术已在7个国家总容量超过8 200的火电机组上得到应用。该技术将是现有石灰石石裔法的有力竞争和替代技术,预计到2010年该技术在新建和在役电厂的脱硫市场上将占领相当大的份额,在我国有广泛的应用前景。
5,0同时脱硫脱硝技术050技术是种干式脱硫剂可再生硫资源回收利用的排烟同时脱硫脱硝技术,它适用于中高硫煤火电机组,其工艺流程5.锅炉排烟经电除尘器除尘后,进入吸收剂流化床,802和0在其中被吸附在高比面积含Na2C03的铝质吸收剂上,净化后的烟气经布袋除尘器除尘后从烟囱排放。
吸收剂达到定的吸收饱和度后,被移至再生器内进行再生。首先,吸收剂被热空气加热而将所吸收室内,在燃烧过程中,由于化学反应平衡的作用而使得到分解,同时也抑制厂热力的生成。在802再生器内,高温下的吸收剂和甲烷反应生成浓度的5,2和3气体,这些气体经过硫转换器而转换成元素硫。元素硫可深加工成液态5,2,也可用于生产其他高附加值的副产品。该工艺的脱硫率和脱硝率分别可达到98和75.目前该技术规模为150燃煤含硫量为3.4的工业范试验仍在进行之中,详细的技术经济评估待试验完成后进行由于该技术采用可再生的脱硫脱硝方式,脱硫副产品在市场上有稳定需求且价格较高,因而不存在脱硫副产物的次污染和处置问,亦无废水排放。该技术在新老电厂都能应用,特别适用于容量在75以上的燃用中硫煤的电厂使用,具有较强的市场竞争力。
68从同时脱硫脱硝技术30,技术是种干式同时脱硫脱硝技术,其工艺流程6.锅炉排烟首先经效布袋除尘器除尘,以尽可能减少其后部5,2转化器内催化剂的清洁频率。布袋除尘器出口的排烟经加热后进人NOx催化反应器,在存在氨的条件下,JOx被催化还原成无害的氮气和水。在第2级催化反应器内,502被氧化成503,所形成的803气体在随后的特殊玻璃管冷凝器内,经降温水合而浓缩凝结成液体硫酸并从气体中分离出来。脱硫率的低由催化剂床层烟气的空间流速和床层的温度决定。由于脱硫反应器位于脱硝反应器的后部,因此从脱硝反应器泄漏是放热反应,所以该工艺有利于提高机组的热效率。
烟囱该工艺的脱硫率和脱硝率分别可达到95和90,其副产品硫酸主要用于磷铵肥料的化工原料和钢铁工业的酸性试剂。由于该工艺不必使用常规108胃机组上采用旁路烟气的方式进行了规模为35的工业范试验,完成了8000的考核运行,共副产约560,1符合市场标准的氏504.另外,还进行了适应机组负荷变化的试验,即进行了75100和0设计容量的系列试验。具体试验结果环保性能。,在入口烟气302浓度处于2000,104水平时,其302去除率般都超过95.
②在人口烟气NOx浓度处于500xl06,700xl06水平时,其去除率平均达到94.,布袋除尘器的除尘效率达99以上,烟尘排放浓度非常低,般小于1副产品氏304的纯度超过美国联邦政府的级标准。,空气毒性试验明大部分微量元素都被布袋除尘器捕集,但仍有相当部分的8和几乎全部的甩未被捕集而从烟囱排出。
然而,对于和,揭蚱涑R杂谢,镄问酱嬖冢,此该系统能对其进行较好的去除。,因该工艺不使用碱性脱硫剂,故不存在次污染物的排放和处置问,也不存在增加,2排放的问。,脱硫催化剂还可减少的排放。
经济性能。以美元不变价计,对燃煤含硫为3.2容量为500的火电机组,该工艺的投资费用预计为305美元评,相应增加的运行费用为0.
61美分4或脱除502费用为219美元1.
商业应用前景分析。该技术可用于所有燃煤燃油和燃气的电站锅炉和工业锅炉的烟气脱硫脱硝。由于该工艺同时具有很的脱硫率和脱硝率,加上基本不排放次污染物,特别是无固体废渣和废水排放问,副产品吒304具有良好的商业市场,使得该技术具有相当大的吸引力。目前,该技术已在大型火电机组上得到商业应用。199年,丹麦燃烧石油焦的机组亦采用该技术进行环境保护处理。另外,出505163电厂也将该工业不范试验装置作为该厂永久性环保设施继续投人运行。该技术在我国的高硫煤地区和大城市附近的电厂有较好75,只,8,1同时脱硫脱硝除尘技术该工艺的特点是利用温布袋除尘器达到1台设备同时脱硫脱硝和除尘的目的。烟气中的802是通过在布袋除尘器前的烟道内喷人钙基或钠基脱硫剂并利用布袋外面的过滤层脱除的。0的脱除是通过向烟道内喷人氨气,然后由设置在布袋内部的选择性催化还原剂5,0来实现的。在催化反应器内,502被催化剂中所含的钒催化氧化成503用寿命。除尘是通过布袋的自身特性完成的,采用陶瓷纤维滤袋和玻璃纤维滤袋都能满足技术要求。
其工艺流程7.
规模为5的中间试验已于1995年在俄亥俄州的3,1公司的68,1电站的5号机组上完成,整个试验共运行了约2 300试验结果的分析和评估如下3控制在2.0,喷钙反应温度控制在426454达80.②如采用NaHC03作脱硫剂,在Na2S控制在1.,反应温度控制在218丈的条件下,其脱硫率达80.,氨硝比以吒控制在9,反应温度控制在426454的条件下,脱硝率达90,且氨的泄漏量不超过5父106.除尘效率达99以上,试验测试的均值为9989.,烟气中册和10的脱除率分别约为84和95.,该工艺为干法烟气净化,无废水排放。
经济性能。以1994年美元不变价格计算,燃煤含硫量3.5容量为250的机组装备该系统的投资费用为233美元kW.
商业应用前景分析。该技术可用于新建或现役电站锅炉和工业锅炉的烟气净处理。由于具有同时脱硫脱硝和除尘性能,该技术可以进行多种方8应用前景预测在未来10年内,湿法脱硫仍将是大中型火电机组脱硫的主要技术手段。然而,常规湿法脱硫的技术发展速度很快,如本文介绍的人00和07121技术,由于在工艺流程和脱硫塔结构及功能方面已有较大突破,其投资和运行费用得到较大幅度的降低,具有较强的经济竞争力,预计将逐渐取代现有的石灰石石裔法脱硫工艺,在我国亦将有较广泛的应用前景。
在中小火电机组脱硫方面,与现有脱硫技术如喷雾干燥法和炉内喷钙法等工艺相比,烟气循环流场强度则为10 6丁的量级。实际上,输电线路发生的电晕及其瞬间的电磁辐射变化,可能产生对无线电通讯的干扰影响,但电晕现象会在项目投人运行后逐步减弱并趋向稳定。此外还涉及些环境生态问,如输电线路走廊的建立及维护需要对大树木等植被进行清除;当输电线路与鸟类尤其是大鸟输电线路经林区湿地自然保护区等敏感区域时也需慎重考虑。
4开展输变电项目环评工作的设想1宣传有关环保要求。在国家环保总局18号令发布后,对10万以上的输变电建设项目均要求进行环评。目前电力部门有些单位和人员对有关要求及程序不太了解,当地群众对此类项目心存顾虑,因此应对有关部门人员进行政策宣传及教育,以便更好地开展此类工作。
2按照技术规范开展环评工作。环评单位及工作人员应了解国家环保总局及电力行业的有关要求规范,如环评中应参考出14 1998500超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范,以利于环评大纲及报告书的编制。
3进步完善有关规定。企业及有关的管理建设单位要遵守政府的相关规定,执行相应的建设项目审批程序和环保要求,项目建设前要得到环保部门的认可。电力行业要对有关的电磁辐射环境影响问作进步的研究,为今后的环评工作提供更有力的依据。同时,要加强与环保部门的联系合作,对高压输变电项目中的某些环评要求进行更深人的探讨。如对环境影响相对较弱范围比较明确便而行之有效的环评程序,以加快环评进程。
硫资源综合利用型脱硫工艺,如30,1和NOXSO技术,由于其脱硫副产品为硫元素产品,如硫磺浓硫酸和液体802等,市场价值较高,市场需求稳定且用途较广泛,在我国西南部硫煤电厂,以及脱硫石儋市场需求不足脱硫副产物堆放受到限制的城市附近电厂,亦有较好的应用前景。
对于机组剩余寿命较短年运行时间较少设备改造场地受到限制对脱硫率要求不高矣50的中小电厂,管道喷钙技术则是种简便易行的环保措施。该技术单独使用或和其他技术联合使用,如低氮燃烧技术,还可达到同时脱硫脱硝的目的,预计该技术在我国应有较好的发展前景。
同时脱硫脱硝包括除尘体化技术,如5风只,36,1同时脱硫脱硝除尘技术,由于其综合经济效益比分别进行脱硫脱硝除尘好,且系统较简单,占地面积也少,旦在工程技术上取得实质性突破,将具有相当的市场竞争力。
来瘃+年地仇3能障湛俄法美的冰学家在俄罗斯的南极考察站进行超深钻探并对其钻取物进行了分析。之所以选择南极洲,是因为这里素的含量后发现,在过去的42万年中,全球气候变冷和变暖相互交替,有明显的周期性。
专家认为,地球气温变化的个完整周期为12万年,地球气候变暖最近的个高峰约在1.7万年前,而现在已开始降温3这种降;益是个缓慢的过程,人类的活动及火山爆发等自然灾害都不足以改变地球气候变化的总趋势。
这批冰学家的全球变冷观点可说是另种声音,但这并不影响世界各国为阻止日益严重的地球,宣效应而采取的对策和行为。