新烟气排放标准下CFB锅炉SO2-NOX排放控制技术与策略研究.ppt

新烟气排放标准下CFB锅炉SO2/NOX排放控制技术与策略研究,中国华能集团清洁能源技术研究院高洪培黄中2011年8月12日丽江,一、CERI与TPRI二、背景及研究基础三、新环保排放标准下SO2排放控制策略四、新环保排放标准下NOX排放控制策略五、结论,主要内容,CERI,CERI与TPRI,中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司（HuanengCleanEnergyResearchInstitute）中国华能集团公司控股90西安热工研究院有限公司控股10,TPRI,西安热工研究院有限公司（ThermalPowerResearchInstitute）中国华能集团公司控股52中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司各控股12,2003五大发电集团重组成立西安热工研究院有限公司,2001国电热工研究院,1997国家电力公司热工研究院,历史沿革,1994电力工业部西安热工研究院,1965迁址西安成立西安热工研究所,1951始建于北京,燃料工业部电业管理总局中心试验所,TPRI,,组织机构,电站清洁燃烧国家工程研究中心,循环流化床锅炉技术部,煤粉锅炉技术部,锅炉系统及设备技术部,锅炉环保技术部,苏州锅炉燃烧及环保技术部,燃料与燃烧试验室,电站性能技术部,气轮机及热力系统技术部,电站化学技术部,电站水处理技术部,电站水处理药剂技术部,电站材料技术部,电站技术监督部,电站建设技术部,电站调试技术部,电站信息技术研究中心,电站信息及监控技术部,电站优化检修及软件技术部,自动化技术研究中心,现场总线与控制技术部,自动化工程与仿趄技术部,北京自动控制技术部,绿色煤电技术部,院长工作部,科研管理部,项目策划部,人力资源部,资产财务部,政工保障部,北京分公司业务管理部,教育培训部,后勤服务部,基建工程部,北京分公司,苏州分公司,其他院属公司,苏州国电热工研究院有限公司,西安国电水处理工程公司,西安国电电站控制工程有限公司,西安能泰高新技术总公司,西安热工院技术产业有限公司,西安锅炉压力容器检验检测研究所有限公司,西安国电热工发展有限公司,北京华能新锐控制技术有限公司,北京华能新锐软件技术有限公司,,,专业技术部门,职能管理部门,,派驻管理机构,,,,,,预算制管理服务部门,,,,整体划拨组建中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司,TPRI,简介,CERI,注册资本一亿元人民币主要从事与新能源及能源清洁高效转化有关的技术研发、技术转让、技术服务及相关产品销售；工程承包注册地点北京市昌平区小汤山工业园区249号定位我国乃至世界一流的清洁能源高精尖技术研发平台,研究领域,低质煤利用技术大型循环流化床锅炉技术、褐煤提质改性技术、煤炭综合利用技术绿色煤电及煤基多联产技术煤气化、煤气净化、煤气化制氢、煤气化制甲烷、燃料电池发电温室气体减排技术CO2捕集与处理技术、温室气体减排技术、低碳经济研究可再生能源发电技术发电新材料电站优化设计,CERI,基地建设,CERI,国家能源煤清洁低碳发电技术研发中心煤基清洁能源国家重点实验室,北京昌平“未来科技城”占地183500m2现有员工近百人，技术人员超过80,在研项目,CERI,超临界CFB锅炉技术350MW超临界CFB锅炉研发系统优化和节能改造技术对现役机组进行节能改造，提高汽轮机和锅炉效率电厂污染物控制技术重金属污染物脱除减排蒸汽温度达到700℃燃煤机组研制开展机组系统和主要设备设计方案研究建立高温材料开发和评价实验室绿色煤电技术250MWIGCC示范工程，电站级燃料电池开发,一、CERI与TPRI二、背景及研究基础三、新环保排放标准下SO2排放控制策略四、新环保排放标准下NOX排放控制策略五、结论,主要内容,CFB锅炉技术优势及快速发展,燃料适应性广炉内添加石灰石脱硫～850-900℃燃烧温度,NOX排放低残碳高灰浓度汞排放低灰渣综合利用,常规CFB锅炉SO2排放控制技术措施,炉内添加石灰石脱硫,CaCO3CaOCO2△H178kJ/molCaOSO2O2CaSO4△H-500kJ/mol,石灰石脱硫反应活性颗粒分布输送技术合适的Ca/S,常规CFB锅炉炉内添加石灰石脱硫,常规CFB锅炉SO2排放控制技术措施及优势,煤粉锅炉典型烟气湿法脱硫FGD,常规CFB锅炉NOX排放控制技术措施,～850900℃燃烧温度热力型NOX燃料型NOX低NOX,常规CFB锅炉NOx排放控制技术措施及优势,CFB燃烧低NOX技术优势,煤粉锅炉烟气脱硝SCR技术,煤粉锅炉烟气脱硝SNCR技术,,新建火力发电锅炉执行该限值使用高硫煤地区的现有火力发电锅炉执行该限值32003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的燃煤锅炉执行该限值,环保排放标准新旧比对,火力发电锅炉SO2最高允许排放浓度（单位mg/m3）,火电厂大气污染排放标准（GB13223-2003）,,,,,,火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物最高允许排放浓度单位mg/m3,CFB锅炉SO2/NOX排放现状,典型300MWCFB锅炉烟气NOX排放环保监测数据,,典型300MWCFB锅炉烟气SO2排放环保监测数据,,CFB锅炉SO2/NOX排放现状,CFB锅炉应用前景,135MW级在运近300台300MW级在运42台“十一五”，国家重点集中建设和开发十三个大型煤炭基地,净增煤炭入洗能力15亿吨。产生5.36亿吨低热值煤600MW级超临界CFB锅炉机组示范电站示范成功必将促进一批600MW级超临界CFB锅炉立项建设适应新标准的环保排放问题SO2/NOX排放控制,煤炭功能区划分,油页岩,石煤,十三个大型煤炭基地,已完成包括无烟煤\贫煤\烟煤\褐煤\煤矸石\煤泥\石油焦\油页岩\石煤\生物质燃料等上百种燃料的燃烧脱硫排放特性CFB试烧试验研究完成华能集团“高温型CFB锅炉1MWthCFBC试验台试验研究”，提出了燃用无烟煤和贫煤的燃烧效率高、低负荷稳燃能力强和环保成本低的300MW高温型CFB锅炉技术方案。完成优化设计的CFB锅炉炉内石灰石脱硫系统,并成功应用于数个工程,脱硫效率达90以上。,已完成的试验研究及工程应用,1MWthCFBC试验台,热功率1MWth；炉膛高度23m,国内最高（ABB-CE3MWth，18m；燃烧脱硫反应过程和实炉相当一致；已完成32个工程项目46种煤、32种石灰石的燃烧脱硫试验；有燃烧各种类型燃料的丰富经验；试验数据对大型CFB锅炉设计具有重要指导作用。,大型CFB燃烧试验台,大量的燃料燃烧排放特性研究,一、CERI与TPRI二、背景及研究基础三、新环保排放标准下SO2排放控制策略四、新环保排放标准下NOX排放控制策略五、结论,主要内容,现有CFB锅炉技术条件下对新标准的适应性研究,,CFB燃烧完全满足新标准NOX低于100mg/Nm3的要求,CFB燃烧100NOX300mg/Nm3采用SCR脱硝,特低硫煤CFB燃烧完全满足新标准SO2低于100mg/Nm3的要求,CFB燃烧炉内添加石灰石完全满足新标准SO2低于100mg/Nm3的要求,（折算）高硫煤CFB燃烧炉内添加石灰石满足不了新标准SO2低于100mg/Nm3的要求炉内脱硫尾部二次脱硫或考虑灰渣综合利用，炉内不脱硫,,DENCFB脱硝系数1,DESCFB脱硫系数1,适应于我国不同燃料特点的CFB锅炉发展策略研究,,特低硫煤CFB燃烧或复以炉内适度脱硫完全满足乐意新标准NOXSO2低于100mg/Nm3的要求常规设备常规设计,石灰石品质特性对CFB锅炉发展策略的启示,K值为14.35,K值为57.73,石灰石品质特性对CFB锅炉发展策略的启示,6种石灰石源对比分析,分离器对CFB锅炉发展策略的启示,某项目240t/h飞灰中位径d50为46.12μm洛阳华润220t/h飞灰中位径d50为24μm山东恒通240t/h飞灰中位径d50为21μm湖南耒阳240t/h飞灰中位径d50为26.94μm,石灰石系统增容方案石灰石喷口,,,,输送系统改造对CFB锅炉发展策略的启示,脱硫系统改造后（135MW负荷下）入炉煤含硫量为2.41时，烟气中SO2的排放浓度为80mg/Nm3脱硫率高达97.2,输送系统改造对CFB锅炉发展策略的启示,增湿脱硫塔设在空预器后除尘器前塔内布置水冷换热面，冷却介质为凝结水烟气和再循环飞灰由塔底进入并充分混合塔的下部喷入雾化水增湿,增加增湿脱硫塔对CFB锅炉发展策略的启示,一、CERI与TPRI二、背景及研究基础三、新环保排放标准下SO2排放控制策略四、新环保排放标准下NOX排放控制策略五、结论,主要内容,现有CFB锅炉技术条件下对新标准的适应性研究,,CFB燃烧完全满足新标准NOX低于100mg/Nm3的要求,CFB燃烧100NOX300mg/Nm3采用SCR脱硝,特低硫煤CFB燃烧完全满足新标准SO2低于100mg/Nm3的要求,CFB燃烧炉内添加石灰石完全满足新标准SO2低于100mg/Nm3的要求,（折算）高硫煤CFB燃烧炉内添加石灰石满足不了新标准SO2低于100mg/Nm3的要求炉内脱硫尾部二次脱硫或考虑灰渣综合利用，炉内不脱硫,,DENCFB脱硝系数1,DESCFB脱硫系数1,新标准条件下CFB燃烧NOX达标排放脱硝工艺开发,SNCR方法应用于CFB燃烧脱硝的关键技术,尿素与NO的还原反应2NO2NH31/2O2→2N23H2O2NOCONH221/2O2→2N2CO22H2O,尿素水溶液在最佳温度区域的滞留时间在喷射位置尿素水溶液与烟气的混合程度尿素滞留时间0.53s最佳氨氮比烟气中部分SO2转化为SO3，引发酸腐蚀和积灰,,NH3SO3H2O→NH4SO4/NH42SO4,CFB锅炉NOX的排放控制研究,一、CERI与TPRI二、背景及研究基础三、新环保排放标准下SO2排放控制策略四、新环保排放标准下NOX排放控制策略五、结论,主要内容,现有条件下CFB锅炉仍具有一定的环保优势日益严格的环保标准将是CFB锅炉发展的机遇与挑战应针对不同机组类型和运行条件完成策略选择脱硫尽可能提高炉内脱硫效率必要时可采取尾部增湿现有机组直接增设尾部脱硫弊大于利脱硝大部分机组易于实现NOx100mg/Nm3超标机组可采用SNCR技术（对应效率可达55）,结论,谢谢,中国华能集团清洁能源技术研究院北京市海淀区知春路甲48号盈都大厦A-22高洪培电话13609209096029-82102335传真029-82102556邮件gaohongpei,会后联系方式,黄中电话13636706755029-82102325传真029-82102556邮件huangzhong,