1、电除尘器烟气调质技术在火电厂中的应用威尔普创造美好生活环境威尔普能源威尔普能源 威尔普是火电厂煤粉尘和PM2.5综合治理的高科技企业，全球化的技术团队和管理团队，拥有多项国际技术专利，产品和服务遍及全球，是火电厂粉尘专业治理的开拓者和领导者。威尔普提供EPC绿色节能解决方案，治理火电厂四大粉尘污染源，包括（1 1）煤的储存（）煤的储存（2 2）输送转运（）输送转运（3 3）石子煤排放（）石子煤排放（4 4）电除）电除尘器排放尘器排放等发电过程中产生的粉尘。图1是铝合金穹顶方案，图2是防堵抑尘曲线落煤管方案，图3是石子煤负压输送方案，图4是电除尘器烟气调质方案。今天我们主要交流电除尘器烟气调质技
2、术方案。煤储存铝合金穹顶方案煤储存铝合金穹顶方案防堵抑尘曲线煤管方案防堵抑尘曲线煤管方案石子煤负压输送方案石子煤负压输送方案电除尘烟气调质方案电除尘烟气调质方案目目 录录一烟气调质原理二烟气调质系统三烟气调质系统应用四应用案例分析五环保部专家推荐六常见问题解答烟气调质原理烟气调质原理1.电除尘器效率和粉尘比电阻的关系A.众所周知，高比电阻粉尘会降低电除尘器效率，使烟囱排放超标。B.PM10PM2.5的微小粉尘颗粒也不容易被电除尘器收集，例如Al2O3含量高的 粉 尘，增 加PM8PM2.5的排放。总除尘效率（%）10099.5908580101010111012比电阻（-）烟气调质原理烟气调质
3、原理2.电除尘器效率和PM10-PM2.5的关系对于20um以上的粉尘颗粒，电除尘器的除尘效率接近100%，随着粉尘粒径的减小电除尘器的除尘效率逐渐降低，对于PM10以上的颗粒，去除率在99.9%以上，PM10以下去除率急剧下降，对PM2.5以下的粉尘，去除效率趋近于零。52.5101550909999.899.910020（um）效率（%）粉尘粒径-除尘效率曲线烟气调质原理烟气调质原理3.粉尘的比电阻温度曲线这是理想的粉尘比电阻温度曲线，在锅炉排烟温度范围内，粉尘比电阻高于电除尘器理想的收尘范围(1010-1011)时，电除尘器的效率降低，此时需要将粉尘的比电阻降至理想的范围内，来提高电除尘
4、器的除尘效率。5.OE+10比电阻的比电阻的理想范围理想范围烟气调质原理烟气调质原理4.烟气调质降低粉尘比电阻原理SO3H2OH2SO4粉尘颗粒粉尘颗粒H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4 烟气调质是向烟气中喷入微量的SO3气体，SO3与烟气中的水分子化合成H2SO4电解质分子附着在粉尘颗粒表面，降低粉尘比电阻，增加粉尘粘附电荷的能力，提高除尘器除尘效率。5.烟气调质前后粉尘比电阻对比曲线 左图是烟气调质前后粉尘比电阻的对比曲线图。相对于调质前的比电阻，微量的SO3调质后粉尘的比电阻下降约两个数量级，至电除尘器除尘的理想比电阻范围
5、内。烟气调质原理烟气调质原理 锅炉排烟温度范围 1010121210101313101011111010101010109 9100200300400温度温度 （）比电阻（比电阻（-）调质前理想的粉尘理想的粉尘比电阻范围比电阻范围微量SO3调质后烟气调质原理烟气调质原理6.烟气调质可以粘合PM10-PM2.5由于调质剂的作用,使PM8PM2.5的细微颗粒相互粘合成PM10以上的较大颗粒，容易被电除尘器收集,减小了PM2.5排放。粉尘颗粒粉尘颗粒H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4粉尘粉尘颗粒H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4
6、粉尘颗粒粉尘颗粒H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4粉尘颗粒粉尘颗粒H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4 颗粒颗粒粉尘粉尘H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4H2SO4烟气调质系统烟气调质系统纯度99.99%的固态硫磺在硫磺罐中被蒸气溶化，由硫磺泵经计量装置输送到燃烧室中，与热空气燃烧生成SO2，SO2经过V2O5催化室生成SO3，SO3由布置在
7、烟道上的喷枪喷入烟道达到烟气调质的目的。1.烟气调质系统工艺流程图烟气调质系统烟气调质系统最佳的三氧化硫喷射量由锅炉负荷、烟气浊度和烟气温度等输入信号决定,整个系统由PLC控制,全自动运行。当燃煤煤种发生较大变化,需要调整系统喷射量时，只需根据实际情况调整“设定喷射量”即可完成对系统运行参数的调整。2.工作原理硫磺储罐包括：硫磺泵、蒸气加热装置、管道阀门等。3.调质系统硫磺储罐烟气调质系统烟气调质系统烟气调质系统烟气调质系统系统集成箱包括：系统风机、空气加热器、硫磺燃烧室、V2O5催化剂室、PLC控制柜、计量调整装置等组成。4.烟气调质系统集成箱截止阀调节阀流量计PLC控制柜空气加热器燃烧室催
8、化剂室系统风机烟气调质系统烟气调质系统每台炉根据烟道尺寸需要配置若干支喷枪。喷枪安装在空气预热器下游,电除尘器之前，每个烟道分叉之前的竖直或水平烟道上（根据现场实际情况而定）。每只喷枪与SO3管道连接处都装有热电偶温度计，用于监视喷枪的喷射温度。5 5.调质系统喷枪 20世纪60年代美国环保署开始限制火电厂粉尘排放，催生了电除尘器烟气调质的研发和应用。1972年世界第一台烟气调质装置在美国获得成功应用，经过40多年的发展，电除尘+烟气调质技术已经成为美国等西方发达国家解决火电厂粉尘排放超标的主流产品。其特点是投资少、运行成本低、除尘效率高、技术成熟、集成化程度高而成为国外燃煤电厂减少排放的主要
9、设备。目前全世界有超过600台以上的机组采用了SO3烟气调质技术，其中美国500余台，欧洲100余台，亚洲50余台。美国Pleasant Prairie电站2617MW机组于1973年设计，由于当时粉尘排放要求严格，最初的除尘设计方案包括袋式除尘器和电除尘器+烟气调质。经过经济技术论证，最终确定采用电除尘器+烟气调质技术，投入运行后，其电除尘器效率超过99.72%的设计值达到99.9%以上，排放浓度为28.3mg/m3。烟气调质在发达国家的应用烟气调质系统应用烟气调质系统应用在香港的应用香港是亚洲一颗璀璨的明珠，环境优美经济发达。是世界四大金融中心之一，香港环境署对空气品质的要求非常高。香港中
10、华电力公司下属两个发电厂青山电厂（4350MW、4610MW发电机组）和南丫发电厂（3250MW和5350MW机组）共16台机组，全部采用电除尘器+烟气调质系统。1997年16台烟气调质系统全部投入运行，粉尘排放低于10mg/m3。烟气调质系统应用烟气调质系统应用香港青山电厂 左图是青山电厂安装完7台 烟气调质系统的照片，冒烟表示最后1台未投入运行烟气调质机组的排放情况。2003年大唐国际托克托电厂期2600MW机组上烟气调质，就是考察的青山电厂烟气调质系统。烟气调质系统应用烟气调质系统应用内蒙古大唐国际托克托电厂8600MW机组全部采用烟气调质京能岱海电厂4600MW机组全部采用烟气调质同煤
11、大唐塔山电厂2600MW机组全部采用烟气调质大陆地区的应用调质投入前调质投入后应用案例分析应用案例分析2003年大唐托克托电厂考察完香港青山电厂后决定采用烟气调质系统治理粉尘排放，解决粉尘排放超标，通过环评验收。2004年7月7日期2X600MW机组烟气调质系统投入运行，粉尘排放分别是：#1炉电除尘器28.40mg/m3；#2炉电除尘器24.99mg/m3；#1、#2炉电除尘器主要设计参数：比收尘面积：87.49m2/m3/s总收尘面积：96000m2电场数：5电场设计烟气量：395104m3/h设计入口含尘浓度：20g/m3保证效率：99.78%应用案例分析应用案例分析检验项目大矿煤小窑煤全
12、水分 10.99.8工业分析煤样水分Mad(%)4.084.03煤样灰分Aad(%)24.6323.68煤样挥发分Vad(%)27.0228.34煤样固定碳FCad(%)44.2743.95元素分析煤样碳Cad(%)55.8056.55煤样氢Had(%)3.463.55煤样氮Nad(%)0.950.94煤样全硫St,ad(%)0.540.58煤样氧Oad(%)10.5410.67根据煤样分析：灰分Aad=24.63%，全硫St,ad=0.54%，灰/硫7 煤中含硫量低，导致灰的比电阻高，需烟气调质。煤中含硫量低，导致灰的比电阻高，需烟气调质。煤样分析结果应用案例分析应用案例分析灰样分析表明Al
13、2O3含量高达到50.53%，Al2O3是造成PM10-PM2.5细微颗粒粉尘比例增加的重要原因，PM10以下细微颗粒粉尘不利于电除尘器收集，除尘效率大幅降低。调质前烟囱粉尘排放在444-634mg/m3之间，除尘效率不到97%，排放严重超标。成分SiO2 Al2O3其他合计干基重量（%）38.6050.5310.87100调质前灰样分析应用案例分析应用案例分析监测项目单位位置1炉A除尘器1进口、2出口1炉A除尘器3进口、4出口次数1234512345烟尘浓度mg/m3 进口10911.19949.816169.615152.511612.412096.112643.014636.211687
14、.712692.6出口46.134.029.628.043.322.028.527.012.315.1除尘效率 99.699.699.899.899.699.899.899.899.999.9调质后#1炉A电除尘器粉尘排放浓度烟气调质投入运行后A侧除尘器粉尘平均排放浓度：28.59mg/m3，除尘效率：99.77%调质后#1炉B电除尘器粉尘排放浓度监测项目单位位置1炉B除尘器5进口、6出口1炉B除尘器7进口、8出口次数1234512345烟尘浓度mg/m3 进口12901.712610.515165.812124.114527.612068.113043.912940.913371.31383
15、1.6出口37.752.324.947.328.030.316.812.814.917.0除尘效率99.799.599.899.699.899.899.999.999.999.9应用案例分析应用案例分析B侧除尘器粉尘平均排放浓度：28.20mg/m3，除尘效率：99.79%A、B两侧电除尘器平均排放浓度：28.40mg/m28.40mg/m3 3，除尘效率：99.78%99.78%应用案例分析应用案例分析调质后#2炉A电除尘器粉尘排放浓度监测项目单位位置2炉A除尘器1进口、2出口2炉B除尘器3进口、4出口次数1234512345烟尘浓度mg/m3 进口12347.016037.712698.5
16、13383.115988.412198.612910.414170.710768.913248.0出口46.323.828.621.436.314.349.410.611.213.9除尘效率99.699.899.799.899.899.999.699.999.999.9A侧除尘器粉尘平均排放浓度：25.58mg/m3，除尘效率：99.80%应用案例分析应用案例分析调质后#2炉B电除尘器粉尘排放浓度监测项目单位位置2炉B除尘器5进口、6出口2炉B除尘器7进口、8出口次数1234512345烟尘浓度mg/m3 进口9188.612654.015338.29922.410978.115763.812
17、716.713989.413869.113485.2出口22.538.036.229.231.311.221.718.419.815.7除尘效率99.899.799.899.799.799.999.899.899.899.9B侧除尘器粉尘平均排放浓度：24.40mg/m3，除尘效率：99.80%A、B两侧电除尘器平均排放浓度：24.99mg/m24.99mg/m3 3，除尘效率：99.80%99.80%环保部专家推荐环保部专家推荐烟气调质技术在大唐托克托电厂的成功应用，受到了国家环保部的认同。2005年8月18日，由环保部环境工程评估中心在内蒙古呼和浩特市召开了燃煤发电厂电除尘器烟气调质系统技
18、术评估会他们对烟气调质技术给予了高度评价。环保部环评中心专家推荐产品环保部专家推荐环保部专家推荐环保部专家推荐环保部专家推荐与会专家名单常见问题解答常见问题解答1、烟气调质是否会增加硫氧化物的排放？答：不会A.下表是实际监测的数据，表中可以看出烟气调质不会增加硫氧化物的排放检测位置检测项目含硫2.5%含硫0.5%含硫0.5%采用SO3调质电除尘器入口SO2（ppm）1856371371SO3（ppm）1944+15电除尘器出口SO2（ppm）1856371371常见问题解答常见问题解答B.以一台600MW机组加烟气调质为例：(a)、锅炉每小时的燃煤量约为300吨，煤的含硫量为0.5，则每小时进
19、入锅炉中的硫为1500公斤。(b)、烟气调质系统消耗的硫磺约为50公斤/小时，仅是燃煤含硫量的3%，而且97%以上转化为SO3，SO3活性极强立即与烟气中的水化合生成硫酸盐电解质，沉淀在粉尘表面被除尘器收集下来，所以，不会增加硫氧化物的排放。3%3%调质硫调质硫97%97%煤中硫煤中硫1、烟气调质是否会增加硫氧化物的排放？答：不会常见问题解答常见问题解答答：没有答：没有 烟气调质运行时，PLC自动控制系统随时监控电除尘器入口烟气温度，当烟气温度降低并接近于酸的露点温度时，调质系统会自动停止SO3喷射，以防止腐蚀。通过机组大小修，对托克托电厂已运行八年多的8台烟气调质电除尘器进行检查，没有发现任
20、何设备腐蚀现象。2、烟气调质对电除尘和尾部烟道有无腐蚀？常见问题解答常见问题解答3、烟气调质是否会影响灰的综合利用？答：不会答：不会 根据我们对实际运行机组加装调质后的粉煤灰监测统计结果，粉煤灰中SO3的最大残留含量仅为0.6。远低于我国用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB/T1596-2005）中SO3含量小于3%的要求。4、烟气调质适用哪些煤种？常见问题解答常见问题解答 答：适用于任何煤种答：适用于任何煤种 由于SO3的喷入，降低了粉尘的比电阻，改善了粉尘的吸湿性，提高了粉尘的粘附力，烟气中的细微颗粒由于相互碰撞，形成较大颗粒，同时减少了振打产生的二次扬尘，提高了电除尘器的除尘效率。对于所有煤
21、燃烧产生的粉尘，都可以利用SO3在其表面镀上一层H2SO4薄膜，使其表面比电阻趋于一致，在粉尘的理想比电阻范围内，便于电除尘器捕集。这与煤质不发生冲突，所以适用于任何煤种。常见问题解答常见问题解答5.烟气调质设备投资和年运行费用(以600MW机组为例)A.设备投资:800万B.年运行费用：约100万（按年运行6000小时）类别 小时消耗年消耗单价年费用（万元）电能40kw240万kw0.5元/kw12硫磺50kg300t2500元/t75维护 20合计（万元）107单位烟气调质优势总结烟气调质优势总结1.设备投资少；2.年运行费用低；3.占地面积小；4.改造无需停炉；5.安全可靠免维护设计；6.自动化程度高；40多年的国内外运行经验证明，烟气调质是提高电除尘效率的最佳有效途径，性价比高，完全可以满足30mg/m3的排放要求。是治理火电厂粉尘污染和PM2.5排放的理想选择。谢谢大家！
