烟气调质技术 在中国除尘技改中的应用

目 录 美国燃料技术公司介绍及其技术优势 中国的环保要求 电除尘器的除尘机理 高比电阻灰分的处理及烟气调质简介 使用烟气调质的优点 目 录 美国燃料技术公司介绍及其技术优势 中国的环保要求 电除尘器的除尘机理 高比电阻灰分的处理及烟气调质简介 使用烟气调质的优点 案例介绍及相关技术业绩

美国燃料技术公司 Fuel Tech, Inc. 全球科技领先公司 纳斯达克上市公司： FTEK 总部在美国芝加哥 子公司服务全球: 亚洲：北京福泰克环保科技有限公司 欧洲：意大利米兰 南美洲：智利圣地亚哥 全球科技领先公司 清洁能源的创新科技 大气污染物的减排和控制 燃烧性能优化及降低腐蚀 尖端技术的工程方案设计和服务 全球超过1000个机组的脱硝和除尘技术应用案例

无锡东方环境工程设计研究所 技术合作单位无锡市东方环境工程设计研究所有限公司，创建于1991年，是2008江苏省高新技术企业。2009年新建了无锡市山水城科教产业园25000平方办公研发大楼，胡埭工业园区12000平方中试工厂基地。

美国燃料技术公司 在全球的业务 各公司地点: 美国伊利诺依州、康涅狄格州、北卡罗来纳州、俄亥俄州、意大利米兰、智利圣地亚哥、中国北京 各公司地点: 美国伊利诺依州、康涅狄格州、北卡罗来纳州、俄亥俄州、意大利米兰、智利圣地亚哥、中国北京 商业遍及国家: 美国、比利时、加拿大、中国、哥伦比亚、委内瑞拉、多米尼加共和国、厄瓜多尔、捷克共和国、丹麦、英国 意大利、法国、德国、牙买加、墨西哥、波兰、葡萄牙、波多黎各、罗马尼亚、韩国、西班牙、土耳其、台湾

“一站式”高灵活性， 各种减排组合技术，提供最佳性价比 美国燃料技术公司／北京福泰克公司 “一站式”高灵活性， 各种减排组合技术，提供最佳性价比 畅硝® 热解法尿素转氨系ULTRA® 6 NH3 SCR 系统设计 7 畅硝® SNCR 4 8 烟气导流 装置GSG™ 高能量反应剂技术™ HERT™ 3 AIG 畅通节能法® TIF® 9 8 燃烬风 OFA 2 低氮燃烧器 LNB 少量 催化剂 1 畅硝® SNCR/SCR 混合法 5 10 烟气调质系统 序号 技术 脱硝率 性能 1 低氮燃烧器LNB 20~50% 6 畅硝® 热解法 ULTRA® 80~90%尿素SCR技术 2 燃烬风 OFA 30~50% 7 SCR 系统设计 最佳SCR性能 3 高能量反应剂技术™ HERT ™ 20~65% 8 GSG™ 严格满足SCR烟气流要求 4 畅硝® SNCR 9 畅通节能法™ TIFI™ 提高锅炉及汽轮机的性能和效率 5 畅硝® SNCR/SCR 混合法 50~90% 10 烟气调质系统 加强电除尘系统效率

国内电厂粉尘颗粒物主要解决方案 电除尘器 电除尘器+布袋除尘器 布袋除尘器 其它

中国的环保要求 国家烟尘排放标准日趋严格。 京津冀及周边地区是我国大气污染最严重的区域。 治理PM2.5，迫在眉睫！ “史上最严”的火电厂大气污染物排放标准 京津冀及周边地区是我国大气污染最严重的区域。 治理PM2.5，迫在眉睫！

电除尘器的除尘机理 （一） 除尘效率η = 1 – e- (A/Q*w)k 影响除尘效率的主要因素 A = 收集电极表面积 m2 Q= 电除尘器入口烟气流量 m3/s e =自然对数基数 W = 粒子驱进速度 m/s K=系数（0.4＜K ＜ 0.6 典型=0.5） 影响除尘效率的主要因素 1. A/Q=比收尘面积 SCA，m2/（m3/s） 2. W = 粒子驱进速度 m/s

电除尘器的除尘机理 （二） 电除尘器的多奇方程： W （驱进速度）= (qEp)/3πηd Ep = 电场强度（受限于电气设备和安全经济性） Η = 气体粘度（属于烟气特性） π = 3.1416 d = 粒径（与燃料性质，锅炉燃烧有关）

电除尘器的除尘机理 （三） 粉尘比电阻和除尘效率的关系图： 结论： 比电阻104Ω.cm～2×1010Ω.cm 最适合电除尘器收尘

电除尘器的除尘机理 （四） 每平方厘米面积上、沿高度方向上一厘米粉尘的电阻值，称之为粉尘的比电阻。它是衡量粉尘导电、放电性能的指标；当粉尘比电阻值超过1011Ω·cm后，带电粉尘在收尘极上所带电荷很难中和。而且会逐渐地在收尘极上形成负电场，电场强度逐渐升高，排斥带负电的粉尘靠近，使电收尘器的收尘效率下降。此现象称之为：反电晕现象。 1. 比电阻过高，颗粒荷电困难，更容易产生反电晕，不容易吸附，导致除尘效率显著下降 （影响除尘效率的主要因素） 2. 比电阻过低，荷电粉尘容易失去电荷，在震打除尘的时候，容易产生再飞散，除尘效率降低（影响除尘效率的次要因素）。

高比电阻灰分的处理及烟气调质简介 应用SO3和NH3系统－－烟气调质技术 增大ESP尺寸规模（大量增加成本） 采用布袋除尘器。（增加大量投资和运行费用） 去除因不当燃烧时引起飞灰C含量（需调整燃烧，效果有限） 更换燃料和产品（增加运行成本） 改变烟气温度（降低锅炉的热效率） 增加烟气湿度（腐蚀严重） 应用SO3和NH3系统－－烟气调质技术

烟气调质机理 烟气调质？ 英文: Flue Gas Conditioning (FGC) 表面上调整的是烟气，实质是针对烟气中的粉尘。烟气调质系统是通过注入调质剂来改变烟气或粉尘的一些物理化学特性，如粉尘的比电阻、粘性等，变难收尘为易收尘粉尘，从而提高电除尘除尘效率的装置。 烟气调质技术的应用，彻底改变传统电除尘被动适应粉尘及烟气工况参数的除尘技术模式，是电除尘技术的革命性革新。 SO3调质是目前燃煤电厂，水泥厂，冶金应用最广泛，也是最成熟可靠的技术。

烟气调质技术工作原理 烟气温度低于204℃ (400℉)时H2 SO4 和 H2O吸附在飞灰颗粒表面，从而影响粉尘比电阻。 钢铁企业粉尘成分主要以含铁粉尘和原料粉尘为主，粉尘密度一般在0.5～2.0t/m3，粉尘比电阻在5×108Ωcm以上，粉尘粒径主要在0.2～20μm。 烟气中的硫在锅炉中经过燃烧大部分生成SO2， SO2很小一部分氧化成 SO3 ，烟气中的SO3 和 烟气中的H2O结合生成 H2 SO4。 烟气温度低于204℃ (400℉)时H2 SO4 和 H2O吸附在飞灰颗粒表面，从而影响粉尘比电阻。 通常我们通过往烟气中喷射SO3 来降低粉尘比电阻

SO3和 NH3双重烟气调质技术 NH3 – 能使微细颗粒粘结成较大的颗粒，使之更易被ESP捕捉，降低末级电场的二次扬尘

硫(S)的特性 硫为淡黄色晶体，俗称硫黄。难溶于水，熔点112℃，沸点444.6℃。 硫磺不是危险品，2007年9月10日国家发改委发布硫磺的运输规定：为了方便硫磺的进口运输，除了液体硫磺要用规定的储罐车运输，固体硫磺可以作为普通货物运输。 固态是UN NO：1350 液态是UN NO：2448

SO3生产工艺流程 干硫磺 熔融硫磺 SO2 SO3 储仓 输送 熔化 计量 氧化炉 催化炉 注射

SO3烟气调质系统

双重烟气调质系统 SO3 硫磺 NH3 氨 双重烟气调质系统 — 同时且独立地喷射 SO3和NH3两种调质剂到烟气中

烟气调质的技术优势 SO3和NH3多种原料和储存方式的选择及 “双重” 烟气调质技术，可最大程度满足用户需求 液态硫磺 干硫磺 液氨、尿素热解制氨

东方环境烟气调质产品和服务 核心烟气调质系统 三氧化硫(SO3)喷射 氨喷射 氨和SO3双调技术 电除尘器优化和改造服务 电除尘器部件和控制优化 零部件 系统监督和优化 服务协议

先进的烟气流场模拟和化学反应模型 先进的烟气流场模拟和化学反应模型，提前预知喷射效果更简单、更可靠的系统设计 可预测的性能分析 烟气流速模型 三氧化硫/氨分配 煤和灰份评估 烟气调质 喷射速率优化 25 ppm 三氧化硫分配

系统设备模块化设计，集装箱式安装 完全由制造商制造,组装和测试 减少现场安装时间和费用 无需另找或制造厂房

集装箱内部设备布置

完善的工程服务（一） 现场服务 设备监理 失败关键分析 操作和维修指导 启动和优化

完善的工程服务（二） 测试 系统性能分析 工艺分析 催化剂性能 解决问题 调查 矫正 优化

使用烟气调质系统的优点 1.可以不必对原电除尘器进行大规模钢结构和电极板改造（局部性能优化），就可以提高电除尘器的除尘效率，满足环保要求，大量降低工程造价和工期。 （老厂改造） 2.可以减少电除尘器的投资费用，节省工程投资成本，节省设备空间，适合现场空间受限的工程项目。（新旧均可） 3.在电袋除尘器中使用，可以增加预除尘除尘率，降低布袋除尘量，从而延长布袋的使用寿命，降低设备运行费用。 4.可以使生产装置在较短停机的情况下，完成改造，满足排放要求，提高电厂的经济效益。（特别适用老厂改造） 5.电除尘器除尘99%以上时，单位电晕功率激增。采用烟气调质后用电减少，节约电除尘器的运行费用。 6.对于采用LNB+OFA的锅炉，由于缺氧燃烧造成烟气中有大量的未燃碳(>10%) ，影响电除尘器的除尘效率，加装烟气调质系统可以显著提高除尘效率，满足排放要求。

案例介绍及相关技术业绩（一） 国华准格尔电厂烟气双调质项目 二期2×330MW,双室5电场 S 0.43%，SiO2+Al2O3 > 89%，Na2O+MgO < 0.25% 双调质，系统由融硫系统， SO3生产模块，SO3喷射系统， NH3分配计量系统、喷射系统等组成 NH3由尿素热解制氨系统提供

案例介绍及相关技术业绩（二） 低运行费用： 硫磺价格约1000元/吨，年耗硫磺约550吨，机组年烟气调质运行费用约65万。 与采用电除尘器改造年运行费比较 该工程如采用纯电除尘器方案，电除尘器按增加一个电场考虑。单台炉增加6台2.0A/72kV高压电源，6台2.0A/72kV高压电源的年运行（300天）电耗计算如下： ① 2.0A/72kV高压电源的输入功率为：206（KVA） ② 总电耗（运行系数取：0.67）： 6×（206×7200）×0.67=5962464（KWh） ③ 年电耗费用（每千瓦时按人民币0.25元计算）： 则节约电耗费：5962464×0.25=1490616（元）≈150(万元) 结论： 采用烟气调质配套电除尘器，比采用纯电除尘器方案可节省年运行费约85(万元)，而且减少了新增电场的投资。

布袋、电除尘及烟气调质综合比较 比较内容 布袋除尘 电除尘器 电除尘器+FGC 烟气温度 敏感，绝不能超温 对效率有影响 湿度 非常不利 荷利，防腐 很有利，防腐 含02和SOX 影响滤料寿命 有利 非常有利 含尘浓度 效率稳定，影响寿命 效率有一定变化 可以适应一定范围浓度变化 气流均布 敏感，效率稳定但影响布袋寿命 敏感，对效率影响较大 敏感，对效率影响较 大 粒径 影响大，效率受一定影响 对效率影响大 粘度 影响较小 比电阻 无影响 对效率影响很大 影响非常小 硬度 影响寿命 几乎无影响 化学成分 影响滤料选择 对效率影响较大 对效率有一定影响 维修 工作量大 工作量较大 非常小 经济费用 (同等效率） 投资高，占地小，运行费用 高 投资较商，占地大，运 行费用较低 投资较小，占地较小 运行费用最低 设备故障对运行的影响 对锅炉负荷率影响较大 暂时维持运行，负荷率影响小 可以在线检修，负荷率影响较小 综合评价 较好（高效率要求） 好 很好

适用于中国北方地区低硫， 高灰，酸性灰份煤种， 解决粉尘比电阻过高造成电除尘器除尘效率下降， 烟气调质技术 适用于中国北方地区低硫， 高灰，酸性灰份煤种， 解决粉尘比电阻过高造成电除尘器除尘效率下降， 是燃煤锅炉及冶金行业除尘技改中 性价比最高的选择