节能环保与生态文明学术报告与产学研合作论坛 燃煤电厂超洁净排放技术应用现状及研究成果 张 勇 2014年11月30日 南京

一、国内超洁净排放技术应用现状 二、SCR脱硝技术研究成果 2

超洁净排放技术应用现状 超净排放技术是燃煤电厂执行以天然气为燃料的燃气轮机组的大气污染物排放限值。 今年9月，三部委发布的煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）规定：东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值；至2020年，东部地区现役30万千瓦及以上公用燃煤发电机组、10万千瓦及以上自备燃煤发电机组以及其他有条件的燃煤发电机组，改造后大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值。 今年10月，江苏省环保厅协调江苏省物价局出台文件，规定对达到燃气机组排放限值要求的燃煤发电机组实行电价加价政策，暂定为每千瓦时加价1分(烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别为0.4分、0.4分、0.2分)。 3

超洁净排放技术应用现状 技术路线 3层SCR催化剂 4层SCR催化剂 方案 脱硝系统 低NOx燃烧器+SCR催化剂 脱硝效率可以提升至85~90%，满足超净排放NOx＜50mg/Nm3要求。 双托盘、性能增强环、增加喷淋层、增加浆液泵等 新建机组 方案 脱硫系统 增加一座吸收塔 改造机组 脱硫效率达到98~99%，可满足超净排放SO2＜35mg/Nm3的指标要求。 烟气冷却器+五电场低低温静电除尘器+高效除尘FGD +湿式静电除尘器 方案 除尘系统 五电场旋转极板静电除尘器（末电场采用旋转极板）+高效除尘FGD+湿式静电除尘器 满足超净排放PM＜5mg/Nm3的要求。 4

超洁净排放技术应用现状 脱硝 脱硫 除尘 浙能嘉兴发电厂 采用低NOx燃烧器及SCR脱硝工艺。 烟囱出口NOx浓度＜20.5mg/Nm3。 采用高效海水脱硫技术。 烟囱出口SO2浓度＜2.86mg/Nm3。 脱硫 采用“电除尘器(ESP) +高频电源+ 旋转极板+湿式除尘器”。 烟囱出口烟尘浓度＜2.38mg/Nm3。 除尘 5

超洁净排放技术应用现状 脱硝 脱硫 除尘 浙能六横发电厂 采用低NOx燃烧器+SCR脱硝工艺。 烟囱出口NOx浓度＜26mg/Nm3。 采用石灰石-石膏湿法脱硫系统（托盘技术+增效环）。 烟囱出口SO2浓度＜25mg/Nm3。 脱硫 采用“电除尘器(ESP) +旋转极板+湿式除尘器”。 烟囱出口烟尘浓度＜5mg/Nm3。 除尘 6

超洁净排放技术应用现状 脱硝 神华国华舟山电厂 脱硫 除尘 采用低NOx燃烧器及SCR脱硝工艺。 烟囱出口NOx浓度＜20.5mg/Nm3。 采用高效海水脱硫技术。 烟囱出口SO2浓度＜2.86mg/Nm3。 脱硫 采用“电除尘器(ESP) +高频电源+ 旋转极板+湿式除尘器”。 烟囱出口烟尘浓度＜2.38mg/Nm3。 除尘 7

超洁净排放技术应用现状 脱硝 华能北京热电厂 脱硫 除尘 采用低NOx燃烧器+新增“SCR脱硝装置”技术。 烟囱出口NOx浓度＜20.5mg/Nm3。 脱硝 采取“新建石灰石-石膏湿法脱硫岛”和“烟塔合一”路线。 烟囱出口SO2浓度＜50mg/Nm3。 脱硫 采用“低低温+移动极板+电除尘增容+三相交流电控制技术”。 烟囱出口烟尘浓度从原来的35mg/Nm3左右下降到了8mg/Nm3左右。 除尘 8

超洁净排放技术应用现状 脱硝 天津北疆电厂 脱硫 除尘 采用“低NOx燃烧器+SCR烟气脱硝”。 脱硝装置效率不低于85%，烟囱出口NOx排放浓度≤ 45mg/Nm3。 脱硝 采用“石灰石-石膏湿法单塔双循环工艺”。 脱硫效率不低于99.1%，烟囱出口SO2排放浓度≤30mg/Nm3。 脱硫 采用“低低温静电除尘器+湿式静电除尘器”。 综合除尘效率不低于99.96%，烟囱出口固体颗粒物排放浓度≤5mg/Nm3。 除尘 9

超洁净排放技术应用现状 脱硝 上海外高桥第三发电厂 脱硫 除尘 采用SCR脱硝工艺,装设3层催化剂。 烟囱出口NOx浓度＜15mg/Nm3。 采用川崎公司的逆流喷雾塔。 烟囱出口SO2排放浓度≤50mg/Nm3。 脱硫 采用常规静电除尘器,高频电源改造。 除尘器出口烟尘浓度≤20mg/Nm3。 除尘 10

研究成果 SCR脱硝主反应式：NOx+NH3 N2+H2O 工艺路线 核心技术 催化剂 300～400 ℃ 还原剂分布 催化剂性能 系统集成 11

研究成果 1.准确预测氧化氮通量的全系统数模方法 传统方法 技术创新 以连接烟道和SCR反应器为模拟对象，入口条件均一，即均匀的速度场和浓度场。 根据NOx的平均值均匀喷氨。 技术创新 提出包括锅炉及脱硝装置的全系统数模方法，获得SCR反应器喷氨处的烟气流速、NOx浓度分布，并通过要点试验进行验证； 以非均匀喷氨代替传统均匀喷氨，确保反应器内氨氮比分布均匀。 全场NO浓度分布 12

研究成果 2.还原剂快速混合方法及装置 传统方法 技术创新 技术特点 大尺度涡流混合器； 小尺度喷氨格栅； 结合大尺度涡流混合器和小尺度喷氨格栅的优点，发明了风帽式喷氨混合装置； 通过均流变径节流孔+高速等径射流孔的组合方法，实现了小尺度快速均匀混合。 技术特点 能形成高强度、强对流、旋涡式流场； 可以缩短混合距离； 用于低狭长形烟道锅炉效果更突出。 风帽式喷氨混合装置结构 13

研究成果 3.还原剂精确调控方法及装置 传统方法 技术创新 技术特点 喷氨母管上各点喷氨量无主动差异性； 在BMCR工况下，以反馈信号为依据，统一调配。 技术创新 发明了直行程喷氨格栅和一种基于烟气量自动调节氨气流量的喷氨均混装置； 提出了流量无极变速的调节方法，实现喷氨量的精确调控。 喷氨格栅及其调节 技术特点 通流截面完全与行程呈正比； 调节范围无死区； 流量变化连续，易于控制。 14

研究成果 4.与现有锅炉系统的集成优化与防堵技术 传统方法 600MW锅炉SCR反应器 技术创新 技术特点 优化方案 忽略气固之间的相互耦合作用； 只考虑气相侧的流场均匀性。 600MW锅炉SCR反应器 技术创新 提出了SCR反应器中气固两相流场计算与协同优化方法； 依据计算结果，设置整流构件，优化气固两相流场，实现飞灰浓度均匀分布。 技术特点 优化方案 反应器内颗粒分布均匀，不积灰。 15

研究成果 ■工程应用一 中国环境保护产业协会，是由国家环保部直管的唯一的环保行业协会，曲格平任名誉会长 “北京西山新干线公司和东南大学联合在顺义区城北…………氮氧化物控制工程，目前运行情况良好，氮氧化物排放浓度可控制在50mg/m3以内，脱硝效率可稳定在90%左右，氨逃逸可低于1ppm。” 16

研究成果 ■工程应用二 无锡惠联热电有限公司 1号炉SCR脱硝性能考核试验报告，西安热工研究院有限公司（2012.10） 氨逃逸率为 2.43ppm （1.84mg/m3） SO2/SO3转化率 为0.54% 脱硝效率高 达90.9% 西安热工研究院是原国家电力部直属的能源动力方面的权威科研机构。 17

谢谢各位专家！ 18