燃煤电厂的蓝烟黄烟如何消除.ppt

关于燃煤电厂的蓝烟/黄烟问题 * 首次发现蓝烟/黄烟 首次发现SO3引起的蓝烟是在2000年， 美国电力公司的Gavin电厂的总计容量为2600MW锅炉上安装了SCR之后，发现出现蓝烟现象 * 烟囱排放的酸性烟羽 * 高硫煤＋SCR锅炉的烟羽 * 兰烟 * 蓝烟和处理后的烟羽 * 蓝烟和处理后的烟羽 * 蓝烟 * 蓝烟和白烟 * 龙山电厂600MW机组 * 韶关电厂安装湿法脱硫后的烟羽 * 韶关电厂安装湿法脱硫后的烟羽 * 韶关电厂安装湿法脱硫后的烟羽 * 韶关电厂安装湿法脱硫后的烟羽 * 国内已报告出现蓝烟/黄烟的电厂 利港 北京一热 韶关 北仑港 太原二热 龙山 * 出现蓝烟/黄烟的原因 烟气中含有SO3生成的硫酸气溶胶 烟气中亚微米粉尘颗粒，作为H2SO4的凝结中心，加强了凝结过程 硫酸气溶胶的直径很小，对光线产生散射 瑞利散射——散射强度与波长的4次方成反比 颗粒直径越小，对于短波长的散射越强，因此使得烟羽呈现蓝色；而在烟羽的另一侧会呈现黄褐色，蓝烟/黄烟实际上是一个问题 * 影响出现蓝烟/黄烟的因素 烟羽的颜色和不透明度（浊度）取决于： 气溶胶的浓度、大小 太阳光的角度 烟气的温度 大气环境条件 经验表明，当烟气中的硫酸气溶胶的浓度超过5-10ppm就有可能会出现蓝烟/黄烟，10－20ppm时，出现蓝烟/黄烟的几率很高 硫酸气溶胶的浓度越高，颜色越浓而且烟羽的长度也越长，严重时甚至可以落地 * SO3的源和汇（1） 在众多影响烟羽浊度的因素中，只有SO3及其生成的硫酸气溶胶是可以由电厂控制的 SO3的形成和浓度取决于很多因素，而且这些因素在各个电厂之间有很大的不同，因此很难对烟气中SO3的浓度进行预测 影响SO3的因素反映在燃料的成分、燃烧和其他污染物控制装置的设计以及电厂的操作等许多方面，因此没有一个普适的解决方案 * SO3的源和汇（2） 对于燃煤锅炉，SO3的产生受到多个系统的影响，包括 炉膛 SCR系统 空气预热器（APH） 静电除尘器（ESP） 湿法脱硫系统（FGD） 在燃烧和烟气调质中生成SO3的化学反应的不同，会造成同一个电厂排放的SO3的不同 * SO3的源和汇－炉内（3） 所有含硫的燃料在燃烧过程中都会生成SO2 SO2会在锅炉管壁上的积灰的催化作用下，与原子态氧（O）和分子态氧（O2）反应，转化为SO3 转化的效率取决于下列因素： 燃料的成分 烟气温度 过剩空气量 管壁积灰的成分 * SO3的源和汇－炉内（4） SO2转化为SO3主要发生在辐射受热段和对流段，转化率大约在1％ 对于一个典型的炉膛，如果烟气中的SO2的浓度为2000ppm，那么在省煤器出口处的烟气中，SO3的浓度大约为20ppm * 在SCR中使用的是钒基催化剂，会将部分SO2氧化为SO3 转换率取决于催化剂的种类和烟气的温度，温度越高，产生的SO3就越多 一般转换率大约为0.5－1.5％，对于SO2含量为 2000ppm的烟气，会在SCR的出口增加20ppm的SO3 SO3的源和汇－SCR（5） * SO3的源和汇－空预器（6） 空气预热器是SO3的汇，即会减少SO3 SO3的减少量取决于烟气的温度和空预器的类型，回转式还是管式 烟气的冷却速度越快，空预器出口的烟温越低，SO3的减少量越大 通常空预器对SO3的脱除率为10－15％ 要注意的是，在烟温降低的同时，生成H2SO4风险就会增大 * SO3的源和汇－ESP（7） 静电除尘器也是SO3的汇，会减少SO3的含量 减少的程度取决于烟气温度和飞灰的成分 如果飞灰对SO3的脱除率太高，会影响ESP的除尘效率 通常对SO3的脱除率为10－15％ * SO3的源和汇－FGD（8） 湿法洗涤塔会减少SO3的排放 由于经过湿法洗涤之后的烟气温度低于硫酸的露点温度，因此烟气中的SO3都以硫酸雾的形态排出 洗涤塔对SO3的脱除效率取决于洗涤塔的设计，尤其是塔内的温度剖面，脱除率通常为30－40％ 由于吸收塔对于硫酸气溶胶的脱除很差，因此烟气中大部分的转换成为硫酸的SO3都会从烟囱排入大气 在烟囱的测量中很难将SO3和硫酸分开，因此一般这两个组分的量是不分开计算的 * 计算实例（1） 假定某电厂的燃煤含硫量为1% 烟气中的SO2的浓度大约为800ppm 烟气中的SO2/SO3转换率按1.5%计算，SO3浓度为12ppm 如果SCR的转换率为平均1.5%，那么SCR出口的SO3浓度为约24ppm 空预器的SO3脱除率假定为10%，静电除尘器的脱除率为10%，湿法除尘器的脱除率为30%，总的脱除率为45% 烟囱的入口的SO3/硫酸浓度为13.2ppm * 计算实例（2） 除了不安装SCR之外，其它条件同前例 炉膛出口的SO3浓度为12ppm 空预器、静电除尘器和湿法FGD的总的脱除效率