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7.1 颗粒物

7.1.1 颗粒物治理技术

目前国内外关于锅炉烟气除尘的方法很多,主要有机械式除尘器、过滤式除尘器、电 式除尘器。

(1)机械式除尘器

机械式除尘器以重力、惯性力和离心力作为除尘作用力,制成了重力除尘器、惯性除 尘器和离心除尘器。近几年随着环保要求的提高,新型离心除尘器渐渐面世,通常构造简 单、占地小、价格便宜、操作简单;材料性能好,耐高温、高压和防腐蚀;动能消耗较小,

工作效率很高;对材料的要求低,大颗粒粉尘也能吸入;易于回收再利用;设备便于管理。

通常 6 μm 以上的粉尘颗粒都可吸入,效率可达 80%。

一般常用的有旋风除尘器,利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将粉尘从气流中分 离出来的干式气-固分离装置。该类分离设备结构简单、制造容易、造价和运行费用较低,

对于捕集分离5~10 μm 以上的较粗颗粒粉尘,净化效率很高,但对于 5~10 μm 以下的较 细颗粒粉尘净化效率较低,所以旋风除尘器通常用于较粗颗粒粉尘的净化,或多用于多级 净化时的初步处理。

(2)过滤式除尘器

过滤式除尘器工作原理是把粉尘先收集起来,再使用过滤材料,把大颗粒粉尘过滤下

来,可分为空气除尘器、袋式除尘器和颗粒层除尘器。

一般生产中采用袋式除尘器,利用有机纤维或无机纤维过滤布将含尘气体中的固体粉 尘因过滤(捕集)而分离出来的高效除尘设备,除尘效率能高达 99%,因效率高、性能 好、操作容易一直受到市场青睐,但滤料需定期更换,从而增加了设备的运行维护费用,

劳动条件也差。

(3)电式除尘器

电式除尘器工作原理是用静电力把粉尘颗粒从气流中分离出来,特点是能量损耗小,

受到的阻力也小。电式除尘器的优点有工作容量大;粉尘处理效率高,可达到 99%;节 约能源损耗,花费少;适用于高温和腐蚀性高的烟气。电式除尘器通常用来收集颗粒细小 的粉尘,但装置投资费用较高,应用范围也较小。

7.1.2 颗粒物达标技术

本修订稿中燃煤锅炉颗粒物排放限值为 50mg/m3、30mg/m3;燃油锅炉颗粒物排放限 值为 30mg/m3;燃气锅炉颗粒物排放限值为 20mg/m3;生物质成型燃料锅炉颗粒物排放限 值为 30mg/m3、20mg/m3

(1)燃煤锅炉颗粒物执行执行 50mg/m3的排放标准,可采用的技术有:电除尘、袋 除尘、电袋复合除尘;执行 30mg/m3的排放标准,可采用的技术有:袋除尘、电袋复合 除尘。

(2)燃油锅炉采用燃烧控制的方式达标;如果不达标,需采用脱硫除尘装置进行处 理。

(3)燃气锅炉燃用清洁燃料即可满足本标准要求。

(4)生物质成型燃料锅炉可通过选取优质成型燃料,采用高效的专用生物质锅炉,

经旋风除尘+布袋除尘的二级除尘处理可满足本标准要求。

7.2 二氧化硫排放控制

7.2.1 烟气脱硫技术

烟气脱硫按脱硫过程可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫和煤转化中脱硫四 类方法。燃烧前脱硫技术一般是采取物理、化学或微生物方法把煤中含有的多余硫成分去

除。燃烧中脱硫一般是在煤燃烧时放入适量的脱硫剂,边燃烧、边脱硫。燃烧后脱硫是对 燃烧排放气体的烟气脱硫,是目前应用的最广、规模最大,也是最行之有效的脱硫方法。

烟气脱硫还有很多其他分类方式,按脱硫产物的回收状况分为回收法和丢弃法;按脱硫剂 的应用不同分为可再生法和不可再生法;按脱硫剂和脱硫产物的干湿状态又分为湿法、干 法和半干半湿法。

(1)干法脱硫技术

一般采用可循环再生的吸附材料,来除掉烟气中的 SO2,用水清洗后可以重复使用。

吸附装置脱硫的效率很高,并且烟气的温度很低,不会造成二次污染。一般吸附颗粒的大 小有严格要求,避免因颗粒过大造成吸附口堵塞和中毒。弊端是吸附剂反复利用,清洗麻 烦,花费较大。

(2)湿法脱硫技术

较传统、技术较成熟有效的脱硫方法,应用范围最广,规模最大,全球范围内 85%

的脱硫装置都是湿法脱硫装置。一般不同的吸收剂决定着不同的湿法脱硫方法,常见的有 石灰石法、石灰-石膏法、双碱法、镁法、氨法、氢氧化钠法、海水法和亚硫酸钠循环吸 收法等,其中石灰/石灰石-石膏法烟气脱硫技术是目前发达国家也是全世界应用数量最多、

运行最稳定的烟气脱硫技术。此外膜法和微生物法还处在研究阶段,未正式投入使用。

(3)半干半湿法脱硫技术

技术特点是采用石灰作为脱硫剂,循环利用脱硫灰中的碱性物质。由锅炉出来的烟气 进入烟道,与蒸汽输送的脱硫剂、脱硫灰混合,并进入脱硫反应塔,在烟道和脱硫塔内分 别设有水雾喷嘴,烟气在塔内与水雾、脱硫剂、脱硫灰接触,实现气、液、固三相的充分 混合,达到烟气脱硫目的。

(4)新型材料烟气治理技术

新型材料逐渐被应用于锅炉烟气的治理,例如玻璃纤维技术,材料具有较好的耐酸性、

耐湿性,尺寸稳定,伸长率小,通过特殊工艺处理的玻纤滤料,光滑不易容尘。新型滤料 的研制能有效缓解国内燃炉对国外高温滤料的依赖,促进国内高温滤料发展。

7.2.2 二氧化硫

本修订稿中燃煤锅炉二氧化硫排放限值为 300mg/m3、200mg/m3;燃油锅炉二氧化硫 排放限值为 200mg/m3;燃气锅炉二氧化硫排放限值为 50mg/m3;生物质成型燃料锅炉二

氧化硫排放限值为 50mg/m3、30mg/m3

(1)燃煤锅炉二氧化硫的控制首先选用低硫煤,通过煤炭洗选和合理配煤,降低煤 炭的含硫量控制在 0.6%以下。执行 300mg/m3 的排放标准,应采用低硫煤(硫分<0.6%),

并安装脱硫效率超过 35%的烟气脱硫装置,或改燃清洁能源;执行 200mg/m3 的排放标准,

应采用低硫煤(硫分<0.6%),并安装脱硫效率超过 60%的烟气脱硫装置,或改燃清洁能 源。如果不达标,安装脱硫效率达到 90%-95%的高效湿法脱硫装置,或改燃清洁能源,

或使用循环流化床锅炉实施炉内喷钙技术加尾端湿法脱硫工艺可实现达标排放。

(2)燃油锅炉可通过燃用低硫份油或清洁能源替代达到本标准限值;如果自然排放 不能达标,采用脱硫装置进行处理。

(3)燃气锅炉燃用清洁能源可基本实现达标;如果自然排放不能达标,安装烟气脱 硫设施进行处理。

(4)生物质成型燃料由可燃质、无机物和水分组成,硫元素仅占 0.05%左右,且根 据生物质成型燃料锅炉有关研究显示,生物质颗粒成型燃料锅炉在完全燃烧的情况下,二 氧化硫排放介于 0-25 mg/m3之间。生物质成型燃料锅炉可通过选取优质成型燃料,在完 全燃烧的情况下,不采用相关处理手段其排放也能达到本标准限值;如果不达标,采用脱 硫装置进行处理。

7.3 氮氧化物

7.3.1 烟气脱氮技术

对于燃烧产生的 NOx 污染的控制主要有燃烧前燃料脱氮、燃烧中改进燃烧方式、燃 烧后烟气脱氮 3 种方法。

(1)燃料技术

燃料脱氮技术在锅炉 NOx 控制领域目前仍未很好开发利用,有待今后进一步研究。

(2)燃烧中改进燃烧方式

燃烧中改进燃烧方式和生产工艺脱氮技术国内外已做了大量研究,其在锅炉 NOx 控 制技术实现大规模商业化应用的主要为低氮燃烧技术,包括低 NOx 燃烧器技术(LNBs)、

空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术等。燃烧中脱硝一般采用对燃烧过程进行控制,以 减少 NOx 生成。如采用低氮燃烧器、低氧燃烧、浓淡偏差燃烧、烟气再循环、空气分级

燃烧、燃料分级燃烧(再燃烧)等。它是用抑制燃烧过程中 NOx 的产生或造成缺氧富燃烧 的燃烧区,使已生成的 NOx 部分还原。先进的再燃烧技术可降低 85%氮氧化物。

(3)燃烧后烟气脱氮方式

燃烧后处理是指对排放出的烟气进行脱硝处理,主要包括干法的有选择性催化还原法 (SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)和湿法的氧化吸收法、吸附法等,其在锅炉 NOx 控 制技术实现大规模商业化应用的主要为还原法烟气脱硝技术主要有选择性催化还原法 (SCR)烟气脱硝技术和选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝技术。

选择性非催化还原法(SNCR)的特点是反应温度范围较窄,效率一般在 50~80%,不 需要使用催化剂,费用较低,但温度不容易控制在脱硝有效范围,而不在该温度范围内,

氨气容易氧化或逃逸,造成 NO 浓度增加或氨污染。

选择性催化还原法(SCR)的特点是技术成熟,需要催化剂,增加了装置和占用空间,

投资和操作费用大,未反应的还原剂有二次污染问题,烟气中 SO2易与 NH3、N2发生反 应生成硫酸铵,造成催化剂堵塞和中毒,其普遍使用的还原剂是氨,近年来也使用尿素、

氨水。其脱硝效率高,脱硝率可达 80%~90%。

7.3.2 氮氧化物达标技术

本修订稿中燃煤锅炉氮氧化物排放限值为 300mg/m3、200mg/m3;燃油锅炉氮氧化物 排放限值为 250mg/m3、200mg/m3;燃气锅炉氮氧化物排放限值为 200mg/m3、150mg/m3; 生物质成型燃料锅炉氮氧化物排放限值为 200mg/m3、150mg/m3

(1)燃煤锅炉氮氧化物控制首选的是优化燃烧、烟气再燃、优化炉膛设计等方案,

不宜采用尾端治理技术。执行 300 mg/m3的排放标准,采用优化燃烧、合理配风、烟气再 燃等技术;执行 200 mg/m3的排放标准,在优化燃烧、合理配风、烟气再燃等技术的基础 上采用优化炉膛设计等高效节能环保锅炉。

(2)燃油锅炉氮氧化物使用高效低 NOX燃烧技术以降低 NOX的生产和排放,可达 到本标准限值。

(3)燃气锅炉采用低 NOX燃烧技术,可达到本标准限值。

(4)生物质成型燃料锅炉可通过控制燃料中氮含量,选取优质木屑作为燃料基础上 采用低 NOX燃烧技术,可达到本标准限值。

7.4 汞及其化合物

7.4.1 汞及其化合物治理技术

对于工业锅炉而言,采取与脱硫、除尘的协同控制可实现对汞及其化合物的去除。一

对于工业锅炉而言,采取与脱硫、除尘的协同控制可实现对汞及其化合物的去除。一

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