1、燃煤电厂多污染物同时控制技术的研究进展环01迟彤 吴迪 付浩李天然 张卓然吴迪：前期文献调研李天然：前期文献调研迟彤（组长）：前期文献调研我们组内的分工付浩：PPT制作与展示张卓然：文献总结与分析全体组员：投票选出研究课题进行新设备技术设想写感悟与反思3421 1展示思路探究背景探究背景我们为什么要去搞多污染物控制我们为什么要去搞多污染物控制探究目的探究目的我们提出这个问题为了怎样的结果我们提出这个问题为了怎样的结果探究背景：Why did we choose it 国家标准严格化火电厂火电厂大气污染物排放大气污染物排放标准标准( (GB 132232011GB 132232011) )： 大
2、幅大幅提高了燃煤发电厂烟尘、提高了燃煤发电厂烟尘、SOSO2 2、NONOX X等污染物等污染物的排放限值规定，并首次提出了重金属汞排放限的排放限值规定，并首次提出了重金属汞排放限值低于值低于0.03 mg/m30.03 mg/m3的要求的要求 单独脱除单独脱除技术技术：没有没有考虑到烟气中多种大气污染物之间相互关联、考虑到烟气中多种大气污染物之间相互关联、相互影响的因素相互影响的因素。多种单项目控制技术简单多种单项目控制技术简单的叠的叠加占地大、运行费用高、结构复杂、运行风险大加占地大、运行费用高、结构复杂、运行风险大单独脱除不经济 为了达到国家日渐严格的标准、降低运行成为了达到国家日渐严格
3、的标准、降低运行成本，开发高效、经济的多种污染物协同脱除本，开发高效、经济的多种污染物协同脱除技术并进行系统集成已成为一个重要研究课技术并进行系统集成已成为一个重要研究课题。题。协同脱除大势所趋探究目的：What shall we achieve从从探寻最理想的火电厂烟气多污染物控制技术的出发点，探究协同控制技探寻最理想的火电厂烟气多污染物控制技术的出发点，探究协同控制技术的发展现状术的发展现状。对对各种技术进行去除效果、经济成本、应用可行性等方面的比选各种技术进行去除效果、经济成本、应用可行性等方面的比选。在在已有资料的基础上进一步提出自己的设想，构思更合理的多污染物控制已有资料的基础上进一
4、步提出自己的设想，构思更合理的多污染物控制技术技术。探究探究多污染物控制技术的发展趋势和烟气处理设备的发展多污染物控制技术的发展趋势和烟气处理设备的发展前景，总结前景，总结烟气烟气多污染物控制技术的重要性和必要性多污染物控制技术的重要性和必要性。3421 2展示思路改进改进单项控制技术附加多污染物控制价值单项控制技术附加多污染物控制价值全全方面高效去除方面高效去除寻求效率与经济的平衡寻求效率与经济的平衡二 . 方案简介脱硫脱硝简单脱硫脱硝简单组合组合CT-121CT-121钙基吸收法钙基吸收法络合吸收法络合吸收法光催化氧化光催化氧化湿法氧化吸收湿法氧化吸收SNRBSNRB同时脱硫同时脱硫脱硝脱
5、硝电子束法电子束法脉冲电晕等离脉冲电晕等离子子法法碳基吸附碳基吸附WSA-SNOX工艺ECO法将传统的脱硫脱硝技术集成在一套设备中。将传统的脱硫脱硝技术集成在一套设备中。如：如：wet-FGD+SCRwet-FGD+SCR对半干法脱硫技术中的钙基吸收剂进行改质。方对半干法脱硫技术中的钙基吸收剂进行改质。方法有提高吸收剂碱性、增大比表面积、添加氧化法有提高吸收剂碱性、增大比表面积、添加氧化剂等。剂等。湿法湿法脱硫溶液脱硫溶液中中加入络加入络合吸收剂合吸收剂, , 增大增大NONO的液相的液相溶解度。溶解度。Fe (Fe () ) EDTAEDTA络合物吸收，洗涤液再生络合物吸收，洗涤液再生循环利
6、用。循环利用。在气体在气体喷射喷射鼓泡反应器内加入脱硫浆液。特色是鼓泡反应器内加入脱硫浆液。特色是气液传质面积大、接触时间长。对气液传质面积大、接触时间长。对NOxNOx只有附带脱只有附带脱除作用。除作用。利用利用TiOTiO2 2等催化剂在光照下产生的活性自由基氧等催化剂在光照下产生的活性自由基氧化化SOSO2 2与与NONOX X，然后用吸收剂吸收。，然后用吸收剂吸收。2.1 为了事半功倍而做出的探索脱硫脱硫脱硝简单脱硝简单组合组合CT-121CT-121钙基吸收法钙基吸收法络合吸收法络合吸收法光催化氧化光催化氧化钙基吸收法钙基吸收法络合吸收法络合吸收法光催化氧化光催化氧化CT-121CT
7、-121SOSO2 2去除效率去除效率96.7%96.7%99%99%97.5%97.5%99%99%NONOx x去除效率去除效率61.5%61.5%60%60%49.6%49.6%有一定控制作用有一定控制作用汞去除效率汞去除效率可协同控制可协同控制 43%43%尘去除效率尘去除效率 60%60%其他去除率其他去除率占地面积占地面积降低能耗、减少设备降低能耗、减少设备投资、节约运行成本投资、节约运行成本 比比FGDFGD占用场地节约占用场地节约35%35%运行成本运行成本节约运行成本节约运行成本较高较高比比FGDFGD节约节约50%50%设备成本设备成本减少设备投资减少设备投资较低较低较高较
8、高比比FGDFGD节约节约20%20%目前应用目前应用还处于实验研究阶段，还处于实验研究阶段，未进行实际的工程应未进行实际的工程应用。用。处于研发和实验阶处于研发和实验阶段，亚铁螯合剂进段，亚铁螯合剂进行了一些中试。行了一些中试。 尚处于实验探尚处于实验探究阶段究阶段供货台数：供货台数：5555日本外：日本外：1010国家国家 18 18台台国内查到两台：国华广国内查到两台：国华广东台山电厂东台山电厂是否催化是否催化否否是（是（SCRSCR）是是否否其他其他1 1 低低p pH H下运行，防止下运行，防止结垢堵塞；结垢堵塞；2 2 允许电除尘器停运允许电除尘器停运部分电场来节约电力部分电场来节
9、约电力3 3不需要化学需氧量，不需要化学需氧量，这使产生的废水危害这使产生的废水危害性很小性很小, ,可排放。可排放。用乙二胺合钴溶液用乙二胺合钴溶液作为吸收液可将烟作为吸收液可将烟气中的气中的SOSO2 2 和和NO NO 分分别转化为硫铵和硝别转化为硫铵和硝铵，这些均为有用铵，这些均为有用肥料，实现了资源肥料，实现了资源的有效利用。的有效利用。节能型高效净节能型高效净化污染物处理化污染物处理工艺工艺1 1 低低p pH H下运行，防止结下运行，防止结垢堵塞；垢堵塞；2 2 允许电除尘器停运部允许电除尘器停运部分电场来节约电力分电场来节约电力3 3不需要化学需氧量，不需要化学需氧量，这使产生
10、的废水危害性这使产生的废水危害性很小很小, ,可排放。可排放。二 . 方案简介脱硫脱硫脱硝简单脱硝简单组合组合CT-121CT-121钙基吸收法钙基吸收法络合吸收法络合吸收法光催化氧化光催化氧化湿法氧化吸收湿法氧化吸收SNRBSNRB同时脱硫同时脱硫脱硝脱硝电子束法电子束法脉冲电晕等离脉冲电晕等离子子法法(PPCP)(PPCP)碳基吸附碳基吸附WSA-SNOX工艺ECO法由于由于NONO难溶于水，考虑利用氧化剂将其氧化为难溶于水，考虑利用氧化剂将其氧化为NONO2 2再吸收；氧化剂也有助于重金属的脱除。再吸收；氧化剂也有助于重金属的脱除。冷却烟气加入适量氨，接受高能电子照射；生成冷却烟气加入适
11、量氨，接受高能电子照射；生成含氧酸结合氨生成铵盐。含氧酸结合氨生成铵盐。与电子束法原理基本相同与电子束法原理基本相同，区别在于该法用窄脉，区别在于该法用窄脉冲电场形成冲电场形成非平衡等离子体非平衡等离子体状态，产生高能电子。状态，产生高能电子。在布袋除尘器之前喷入钙基脱硫剂与氨。生成的在布袋除尘器之前喷入钙基脱硫剂与氨。生成的亚硫酸钙在外层布袋被滤除，亚硫酸钙在外层布袋被滤除，NONO在内层布袋被催在内层布袋被催化还原。化还原。2.2 多管齐下提高去除效率的尝试具有良好具有良好吸附吸附性能，本身可以脱硫；碳基材料还性能，本身可以脱硫；碳基材料还可以作为催化剂（可以作为催化剂（SCRSCR）的载
12、体；因此可以一举多）的载体；因此可以一举多得。得。湿法氧化吸收湿法氧化吸收SNRBSNRB同时脱硫同时脱硫脱硝脱硝电子束法电子束法脉冲电晕等离脉冲电晕等离子子法法(PPCP)(PPCP)碳基吸附碳基吸附湿法氧化吸收湿法氧化吸收法（氯酸）法（氯酸）电子束法电子束法脉冲电晕等脉冲电晕等离子法离子法碳基吸附法碳基吸附法SNRBSNRB同时脱硫脱硝同时脱硫脱硝除尘技术除尘技术SO2SO2去除效率去除效率95%95%90%90%80%80%90%90%80%80%NONOx x去除效率去除效率95%95%80%80%80%80%80%80%90%90%汞去除效率汞去除效率较高较高较高较高尘去除效率尘去除
13、效率 较高较高较高较高99%99%其他去除率其他去除率其他重金属较高其他重金属较高去除率去除率 其他重金属其他重金属HClHCl 84% HF 95% 84% HF 95%运行成本运行成本较高较高高高高高高高较高较高设备成本设备成本较高较高高高高高一般一般容量为容量为250MW250MW的机组装的机组装备该系统的投资费用备该系统的投资费用为为233233美元美元/kW/kW目前应用目前应用 我国成都我国成都热电厂建热电厂建立了电子立了电子束脱硫脱束脱硫脱硝示范工硝示范工程程尚处于实验尚处于实验阶段，实验阶段，实验研究不充分研究不充分活性炭同时脱硫活性炭同时脱硫脱硝技术已成功脱硝技术已成功应用于
14、太钢应用于太钢烧结机组，但烧结机组，但我国此类技术大我国此类技术大多处于实验室研多处于实验室研究阶段。究阶段。迄今该技术仅完成中迄今该技术仅完成中间试验，尚无大规模间试验，尚无大规模工业应用。（工业应用。（20112011年）年）是否催化是否催化是是是是否否是是是（是（SCRSCR）其他其他对对设备设备的的腐蚀较腐蚀较强强，设备需加防，设备需加防腐内衬，增加了腐内衬，增加了投资；吸收液制投资；吸收液制备的方法采用电备的方法采用电解工艺，技术水解工艺，技术水平较高，且存在平较高，且存在运输较困难的问运输较困难的问题。题。在脱除重在脱除重金属方面金属方面也具有很也具有很大的潜力大的潜力 效率受烟气
15、组成效率受烟气组成的影响较大的影响较大1 1 干法干法 不排水不排水2 2要求烟气温度为要求烟气温度为400-400-500500，需采用特殊的，需采用特殊的耐高温陶瓷纤维编织耐高温陶瓷纤维编织的过滤袋，因此成本的过滤袋，因此成本较高。较高。二 . 方案简介脱硫脱硫脱硝简单脱硝简单组合组合CT-121CT-121钙基吸收法钙基吸收法络合吸收法络合吸收法光催化氧化光催化氧化湿法氧化吸收湿法氧化吸收SNRBSNRB同时脱硫同时脱硫脱硝脱硝电子束法电子束法脉冲电晕等离脉冲电晕等离子子法法碳基吸附碳基吸附WSA-SNOWSA-SNOX X工艺工艺ECOECO法法（电催化氧化）（电催化氧化）通过电催化氧
16、化作用（ECOTM），将SO2、NO、汞氧化成SO3、NO2和氧化汞，再用氨水洗涤剂吸收；吸收后的烟气经过湿式静电除尘器除尘除雾；吸收了酸的氨水在副产品回收系统中被除去汞及灰渣，制成固体氮肥。2.3 经济与效率的平衡性探求SNOX工艺由 SCR 脱氮单元、SO2催化氧化单元、硫酸冷凝塔三部分组成，采用氨为还原剂，在催化剂作用下首先将 NOx还原为 N2；然后通过催化氧化将 SO2转化为 SO3，并用浓硫酸将其吸收。WSA-SNOWSA-SNOX X工艺工艺ECOECO法法（电催化氧化）（电催化氧化）ECOECOWSA-SNOXWSA-SNOXSO2SO2去除效率去除效率97%97%98%98%
17、NONOx x去除效率去除效率90%90%95%95%汞去除效率汞去除效率8090%8090% 尘去除效率尘去除效率99.9%99.9%基本被脱除基本被脱除其他去除率其他去除率其他重金属其他重金属 占地面积占地面积较传统装置减小很多较传统装置减小很多SCR SCR 脱氮单元、脱氮单元、SO2SO2催化氧化单元、硫酸冷催化氧化单元、硫酸冷凝塔三部分组成凝塔三部分组成 感觉中等偏大感觉中等偏大运行成本运行成本较高较高较少较少 设备成本设备成本150150美元美元/kW/kW；分别安装各种；分别安装各种污染物控制设备的一半污染物控制设备的一半估计中等估计中等目前应用目前应用俄亥俄州实现商业规模俄亥俄
18、州实现商业规模试验试验目前已在国外大型火电机组上得到商业应用目前已在国外大型火电机组上得到商业应用是否催化是否催化否否是是 催化还原催化还原NOxNOx的氨的氨其他其他ECOECO系统技术联合使用并且使系统技术联合使用并且使其各尽其能。其各尽其能。1 1根据烟气中的过剩水含量，硫可再生为根据烟气中的过剩水含量，硫可再生为w(H2SO4)93%96%w(H2SO4)93%96%的商品级浓硫酸的商品级浓硫酸2 2不产生固体废渣和废水等二次污染物，尤不产生固体废渣和废水等二次污染物，尤其是完全没有其是完全没有CO2CO2气体的产生气体的产生3 3 特别适合于对燃烧高硫燃料特别适合于对燃烧高硫燃料EC
19、O法详述放电反应器 SO2SO3 NONO2 Hg0Hg(II)氨水洗涤器 去除高价态污染物（硫酸、NO2、氧化汞）湿式电除尘 吸收酸雾、颗粒物质与氧化汞Hg(II)534213展示思路CT-121CT-121鼓泡式吸收塔烟气脱硫工艺技术鼓泡式吸收塔烟气脱硫工艺技术SNRBSNRB同时脱硫脱硝除尘技术同时脱硫脱硝除尘技术ECOECO（电催化（电催化氧化氧化技术）技术）WSA-SNOWSA-SNOX X工艺工艺0 0101020203030404050506060707080809090100100SO2脱除率NOx脱除率除尘率汞去除率占地面积成本ECOWSA-SNOxCT-121SNRB三 .
20、 技术比选 CT-121CT-121法脱硫效率不错，成本与占地都具有法脱硫效率不错，成本与占地都具有优势。但是对于优势。但是对于NONOX X和重金属的去除能力有限。和重金属的去除能力有限。目前国内外均有应用。目前国内外均有应用。 ECOECO法不但对各类污染物去除效率高，而且运法不但对各类污染物去除效率高，而且运行成本低、占地小，特别适合现有燃煤电厂行成本低、占地小，特别适合现有燃煤电厂的改造。目前已在国外大型火电机组得到商的改造。目前已在国外大型火电机组得到商业应用。业应用。 SNRBSNRB法对于硫、硝、尘都有较高的去除率。法对于硫、硝、尘都有较高的去除率。问题在于价格太高，且除汞效果不
21、理想。目问题在于价格太高，且除汞效果不理想。目前尚未投入实际应用前尚未投入实际应用 WSA-WSA-S SNONOX X法优势在于硫、硝、尘集成高效去法优势在于硫、硝、尘集成高效去除，且不产生二次污染物。缺点是烟气硫含除，且不产生二次污染物。缺点是烟气硫含量少则失去制酸优势。目前已在国外得到商量少则失去制酸优势。目前已在国外得到商业应用。业应用。563424展示思路多污染物治理系统集成控制是国际走向多污染物治理系统集成控制是国际走向国内控制重点转向脱硝、脱汞国内控制重点转向脱硝、脱汞国家标准限值硫国家标准限值硫、尘日趋尘日趋严格严格全方位考虑令设备和技术达到整体最优全方位考虑令设备和技术达到整
22、体最优Fang Ping、Cen Chao-Ping等人对加入尿素、KMnO4反应条件下的SO2、NOx、Hg0去除效率进行了研究，发现SO2和Hg0的脱除率可达98%以上，NOx脱除率在53%以上。随着KMnO4的增加，NOx和Hg0去除率还能进一步提升；而增加尿素量和温度可以提高NOx的去除率。研究表明了尿素-KMnO4法是多污染物同时控制的一项极具吸引力的技术。M.K.Mondal、 V.R.Chelluboyana研究了使用NaClO溶液在磁力搅拌反应器模拟下的烟气流中的SO2和NOx脱除效率。结果表明在pH5.8、313K、NaClO溶液浓度为0.01 M情况下，SO2和NOx去除率
23、分别可达100%与92%。这项技术的优势在于NaClO十分廉价易得。四 . 最新技术介绍(2013年)尿素尿素- -高锰酸高锰酸钾洗气脱除工钾洗气脱除工艺艺NaClONaClO低成本低成本硫硫- -氮联合脱氮联合脱除除5634 5展示思路4五 . 新技术新设备设想设计与标准适应的设备降低已有技术的成本改善新兴技术的短板单污染物控制的简单组合叠加无法达单污染物控制的简单组合叠加无法达到要求，多污染物控制技术会成为主到要求，多污染物控制技术会成为主流。流。讨论讨论与空想只能开拓思路，无法帮助与空想只能开拓思路，无法帮助我们解决问题。我们解决问题。展示思路564能能应用的技术才是好的技术。应用的技术
24、才是好的技术。6六 . 感想感想&反思从最初的选题到最后报告的形成，每一个过程我们小组都进行了详实的讨论和细致的工作。遇到了问题，大家一起来解决；没有了思路，大家一起来思考。我们在已知的十几种技术的基础上，探索了新的技术发展可能的方向，以及现有技术的改进方法。在这个过程中，我们良好分工，积极思考，高效讨论，大幅度地调动我们已知的各个方面的知识，甚至尝试将水处理所学到的处理模型应用到大气的处理中。这诚然只是无据之言和纸上谈兵，但每位组员都从中收获到了快乐和满足。在探索的过程中，我们激发了内心深处的好奇心，淡去了种种功利心，仅仅是为我们面对的科学技术本身而激动，而深思，而争辩，而欣喜。参考文献1
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