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光化学烟雾会使大气能见度降低,对人眼睛喉咙有强烈的刺激作用,并会产生头痛呼吸道疾病恶化,甚至会造成死亡。
在大气中可形成硝酸和细颗粒硝酸盐,同硫酸和细颗粒硫酸盐起发生远距离输送,从而加速了区域性酸雨的形成。
燃煤电厂是对大气污染物贡献量较大的行业之,为改善大气环境质量,保护生态环境,对实现火电行业可持续发展,加快循环经济发展,实现总量控制目标和污染物消减目标,消除和减轻环境污染局面都具有重要意义。
项目改造目标根据最新颁布的火电厂大气污染物排放标准要求,自年月日起,现有燃煤火力发电锅炉排放浓度,应控制在以下的要求,同结合现有热电厂锅炉排放浓度锅炉投运时间,热电厂号锅炉际氮氧化物排放监测浓度在,确定本次脱硝改造目标为号锅炉氮氧化物排放浓度小于。
工作简要过程年月日,受兴隆鹏生有限公司委托,由河北诚誉喷雾技术有限公司开展兴隆鹏生热电有限公司锅炉烟气脱硝技改项目的可行性研究。
年月日,河北诚誉喷雾技术有限公司脱硝专业人员到热电厂进行实地考察,并听取公司相关人员的调研汇报,同时与公司热电厂相关技术人员进行了充分沟通。
并根据建设单位要求,对国内脱硝工程进行全面的调研和收集资料年月日年月日,项目组进行有针对性的分析和研究,完成了本项目烟气脱硝改造可行性研究报告初稿的编写并向建设单位征求意见年月日,与电厂相关人员进行技术交流,补充收集资料。
年月日,完成低氮燃烧系统改造及脱硝改造工程可行性研究报告的编制工作。
在编制可行性研究报告的工作过程中,我院得到了兴隆鹏生热力有限公司热电厂以及相关单位的大力支持和帮助,在此并感谢大家的支持。
兴隆鹏生热力有限公司热电厂参加人员名单姓名职务专业职称姓名职务专业职称本项目可研编制阶段河北诚誉喷雾技术有限公司参加人员名单姓名职务专业职称姓名职务专业职称郭娟宝工艺设计助工张立刚电气主工工程师热电厂概况厂址与电厂建设概况厂址位置兴隆县地处河北省东北部,承德市南部,长城北侧。
北纬度分至度分,东经度分至度分。
全县疆界为多平方公里。
东与迁西宽城两县交界,西与北京平谷密云两县接壤,北与承德县相邻,南隔长城蓟县遵化毗连,是京津唐承四市的近邻。
县政府驻地兴隆镇距首都北京公里,距省会石家庄公里,距承德市公里。
工程地质与水文气象全县年平均气温在之间。
县境多山,气温垂直变化明显。
冬季盛吹西北季风,寒冷月平均气温为,夏季吹东南季风,天气炎热多雨,七月平均气温在以上,无霜期约为天。
年际变化大,地区差异大,降水由北向南递增,东西走向的山脉迎风坡降水较多,背风坡降水少。
由此可见,全县降水丰沛,雨热同期,对农林牧各业生产较为有利。
兴隆河流较多,多源于县内中部山地,呈辐射状向邻县分流。
主要河流有滦河柳河撒河黑河等。
其中柳河最长,源于兴隆县西南六里坪山东叶品,在本县柳河口注入滦河。
交通运输铁路运输条件兴隆县交通十分便利,京承铁路纵贯兴隆全境。
公路运输条件是京建津围公路的必经之路,距离京津唐承均在两小时车程之内。
电厂建设概况现有热电厂装机容量为机组,建设规模为台和台次高压循环流化床锅炉,配台背压式汽轮发电机和台背压式汽轮发电机。
本工程环评于年月,由河北省环保厅批复。
脱硝还原剂选择还原剂特性火电厂脱硝还原剂选择是整个脱硝系统中很重要的个环节。
目前,世界上脱硝系统最常用的还原剂有三种液氨氨水和尿素。
无水氨的特性亦名液氨,为规定之危险品,危险物编号。
无色气体,有刺激性恶臭味。
液态氨变气态氨时会膨胀倍,并形成氨云。
氨蒸气与空气混合物爆炸极限最易引燃浓度和遇高温以上时有爆炸的危险,氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。
氨水的特性氨水与无水氨都属于危险化学品。
氨溶液含氨的氨溶液,危险货物编号为。
含氨为危险货物品名表危险化学品名录版规定之危险品,危险物编号为。
含氨的氨溶液,危险货物编号为用于脱硝的还原剂通常采用浓度的氨水。
无色透明液体,易分解放出氨气,温度越高,分解速度越快,可形成爆炸性气氛。
若遇高热,容转变为高价氧化物,然后形成和。
在有氨注入的情况下,进步生成硫酸氨和硝酸氨等细颗粒气溶胶。
产物用常规方法或布袋收集,完成从气相中的分离。
锅炉排放的烟气首先经过级除尘,去掉左右的粉尘。
之后将烟气降温到目前降温的方法有两种是热交换器,二是喷雾增湿降温。
在电厂采用了种干底喷雾技术。
般增湿后的烟气含在左右。
降温后的烟气与化学计量比的氨混合进入等离子体反应器,反应产物由二次除尘设备收集。
采用或布袋均可,但选择布袋更优。
最后洁净的烟气从烟囱排出。
电晕放电法与电子束辐照法是类似的方法,只是获得高能电子的渠道不同,电子束法的高能电子束是由加速器加速得到。
后者的活化电子则由脉冲流柱电晕的局部强电场加速得到。
该方法的脱除率相当可观,其投资和运行费用也相对较低,但目前由于脉冲电源等技术尚不成熟,因此,距离大面积工业应用还有段距离。
湿法烟气同时脱硫脱硝技术传统湿法烟气脱硝有两大类,类是利用燃煤锅炉已装有烟气洗涤脱硫装置的,只要对脱硫装置进行适当改造,或调整运行条件,就可将烟气中的在洗涤过程中除去。
另类是单纯的湿法洗涤脱硝。
由于须加将氧化为的设备,虽然效率高,但系统复杂,用水量大,并有水的污染,因此燃煤锅炉很少采用。
下面简单介绍同时脱硫脱硝的湿式系统石灰石膏法采用生石灰消石灰和微粒碳酸钙制成吸收液,并加入少量硫酸将吸收液的值调到,则在洗涤反应塔里会发生下面的反应氨石膏法在洗涤反应器中在加入,则会发生下面的反应传统湿式系统的普遍缺点是结构和系统复杂运行成本和初投资较高。
但近年来研究的电化学辅助脱硝生物辅助脱硝技术等,有望在脱硝技术上取得新的突破。
应该指出,同时脱硫脱硝技术虽说具有良好的发展前景,但目前还远不如单独脱硫脱硝技术成熟,且脱硝率也低于单独方式,还有待于进步的研究。
脱硝工艺选择的原则根据以上对脱硝工艺的简要介绍,本项目控制排放有很多种方法,各种脱硝工艺项目投资和脱硝效率各不相同,选择何种脱硝工艺般可根据以下几个方面综合考虑排放浓度必须满足国家最新排放标准和当地政府对环保的要求。
脱硝工艺要适用于项目已经确定的煤质条件并考虑燃煤来源变化的可能性。
脱硝工艺要做到技术成熟设备运行可靠,并有较多成功的运行业绩。
根据项目的实际情况,尽量减少脱硝装置的建设投资运行费用。
脱硝装置应布置合理。
脱硝还原剂有稳定可靠的来源。
脱硝工艺还原剂水和能源等消耗少,尽量减少运行费用。
检修和维护费用小。
脱硝装置对电厂锅炉运行的影响最小。
脱硝工艺的选择主要技术路线根据热电厂提供资料,热电厂号锅炉实际氮氧化物排放监测浓度在之间,由以上数据可以看出排放浓度号锅炉均不满足火电厂大气污染物排放标准中的要求。
根据年月日实施的火电厂氮氧化物防治技术政策环发号规定,加强电源结构调整力度,加速淘汰及以下燃煤凝汽机组,继续实施上大压小政策,积极发展大容量高参数的大型燃煤机组和以热定电的热电联产项目,以提高能源利用率。
在役燃煤机组氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求的电厂,应进行低氮燃烧技术改造。
对在役燃煤机组进行低氮燃烧技术改造后,其氮氧化物排放浓度仍不达标或不满足总量控制要求时,应配置烟气脱硝设施。
烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术选择性非催化还原技术联合脱硝技术及其他烟气脱硝技术。
热电厂现有号锅炉投运日期均在年以后。
根据火电厂氮氧化物防治技术政策规定,燃用烟煤或褐煤且投运时间不足年的在役机组,宜选用选择性非催化还原技术或其他烟气脱硝技术。
本项目从国家脱硝技术路线看,需要采用选择性非催化还原技术或联合脱硝技术。
主要技术特点烟气脱硝技术特点选择性非催化还原技术反应机理选择性非催化还原技术是当前治理中采用且具有定前途的炉内脱硝技术之。
在没有催化剂,温度在范围内,氨为还原剂时,发生反应当温度过高时会发生反应当温度低于时,反应不完全,氨的逃逸率高,造成二次污染,导致脱硝效率降低。
也可以采用尿素或者氨水为还原剂,加水配成定浓度的溶液,直接喷入的烟气中,达到与喷氨样的效果。
影响反应的因素还原剂喷入点的选择喷入点必须保证使还原剂进入炉膛内适宜反应的温度区间,这个温度范围存在与锅炉燃烧室和省煤室的过热器区域。
温度高,还原剂被氧化成,烟气中的含量不减少反而增加温度低,反应不充分,造成还原剂流失,对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。
需要利用计算机模拟和流体力学的知识来模拟锅炉内烟气的流场分布和温度分布,以此为设计依据来合理选择喷射点和喷射方式。
停留时间因为任何反应都需要时间,所以还原剂必须和在合适的温度区域内有足够的停留时间,这样才能保证烟气中的还原率。
实验研究表明停留时间从增加到,最大还原率从上升到了左右。
图工艺示意图适当的摩尔比摩尔比对脱除率影响也很大。
根据化学反应方程,摩尔比应该为,但实际上都要比大才能达到较理想的还原率,已有的运行经验显示,摩尔比般控制在之间,最大不要超过。
摩尔比过大,虽然有利于脱除率增大,但氨逃逸加大又会造成新问题,同时还增加了运行费用。
根据美国环保署等人做的还原率与反应温度和停留时间的关系的实验结果,图为脱除率与摩尔比的关系图,从中可以看出,当摩尔比小于,随摩尔比增加,脱除率显著增加,但摩尔比大于后,增加就很少。
④还原剂和烟气的混合两者的充分混合是保证充分反应的又个技术关键,是保证在适当的摩尔比下得到较高的还原率的基本条件之。
只有在以上四方面的要求都满足的条件下,脱除才会有令人满意的效果。
大型电站锅炉由于炉膛尺寸大锅炉负荷变化范围大,从而增加了对这四个因素控制的难度。
国外的实际运行结果表明,应用于大型电站锅炉的的还原率只有。
根据美国环保署所做的还原率与锅炉容量之间关系的统计结果,随着锅炉容量的增大,的还原率呈下降的趋势。
以上四个方面的因素都涉及到了还原剂的喷射系统,所以在中还原剂的喷射系统的设计是个非常重要的环节。
工艺以炉膛为反应器,可通过对锅炉的改造实现,建设周期短,投资成本和运行成本与其它烟气脱硝技术相比都是比较低的,适合于对中小型锅炉的改造。
对于电站锅炉,投资成本和运行成本依据排放浓度的不同二有所差异,特别是运行成本与烟气原始浓度关系十分巨大,因为在工艺中,还原剂成本所占的份额达到以上。
技术的特点由于技术的方案需要确
