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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,*,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),關(guān)于燃煤電廠的藍(lán)煙,/,黃煙問(wèn)題,1,首次發(fā)現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙,首次發(fā)現(xiàn),SO,3,引起的藍(lán)煙是在,2000,年，美國(guó)電力公司的,Gavin,電廠的總計(jì)容量為,2600MW,鍋爐上安裝了,SCR,之后，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)藍(lán)煙現(xiàn)象,2,煙囪排放的酸性煙羽,3,高硫煤,SCR,鍋爐的煙羽,4,蘭煙,5,藍(lán)煙和處理后的煙羽,6,藍(lán)煙和處理后的煙羽,7,藍(lán)煙,8,藍(lán)煙和白煙,9,龍山電廠,600MW,機(jī)組,10,韶關(guān)電廠安裝濕法脫硫后的煙羽,11,韶關(guān)電廠安裝濕法脫硫后的煙羽,12,韶關(guān)電廠安裝濕法脫硫后的煙羽,13,韶關(guān)電

2、廠安裝濕法脫硫后的煙羽,14,國(guó)內(nèi)已報(bào)告出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙的電廠,利港,北京一熱,韶關(guān),北侖港,太原二熱,龍山,15,出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙的原因,煙氣中含有,SO,3,生成的硫酸氣溶膠,煙氣中亞微米粉塵顆粒，作為,H,2,SO,4,的凝結(jié)中心，加強(qiáng)了凝結(jié)過(guò)程,硫酸氣溶膠的直徑很小，對(duì)光線產(chǎn)生散射,瑞利散射,散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)的,4,次方成反比,顆粒直徑越小，對(duì)于短波長(zhǎng)的散射越強(qiáng)，因此使得煙羽呈現(xiàn)藍(lán)色；而在煙羽的另一側(cè)會(huì)呈現(xiàn)黃褐色，藍(lán)煙,/,黃煙實(shí)際上是一個(gè)問(wèn)題,16,影響出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙的因素,煙羽的顏色和不透明度（濁度）取決于：,氣溶膠的濃度、大小,太陽(yáng)光的角度,煙氣的溫度,大氣環(huán)境條件,經(jīng)驗(yàn)表

3、明，當(dāng)煙氣中的硫酸氣溶膠的濃度超過(guò),5-10ppm,就有可能會(huì)出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙，,10,20ppm,時(shí)，出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙的幾率很高,硫酸氣溶膠的濃度越高，顏色越濃而且煙羽的長(zhǎng)度也越長(zhǎng)，嚴(yán)重時(shí)甚至可以落地,17,SO,3,的源和匯（,1,）,在眾多影響煙羽濁度的因素中，只有,SO,3,及其生成的硫酸氣溶膠是可以由電廠控制的,SO,3,的形成和濃度取決于很多因素，而且這些因素在各個(gè)電廠之間有很大的不同，因此很難對(duì)煙氣中,SO,3,的濃度進(jìn)行預(yù)測(cè),影響,SO,3,的因素反映在燃料的成分、燃燒和其他污染物控制裝置的設(shè)計(jì)以及電廠的操作等許多方面，因此沒(méi)有一個(gè)普適的解決方案,18,SO,3,的源和匯（

4、,2,）,對(duì)于燃煤鍋爐，,SO,3,的產(chǎn)生受到多個(gè)系統(tǒng)的影響，包括,爐膛,SCR,系統(tǒng),空氣預(yù)熱器（,APH,）,靜電除塵器（,ESP,）,濕法脫硫系統(tǒng)（,FGD,）,在燃燒和煙氣調(diào)質(zhì)中生成,SO,3,的化學(xué)反應(yīng)的不同，會(huì)造成同一個(gè)電廠排放的,SO,3,的不同,19,SO,3,的源和匯爐內(nèi)（,3,）,所有含硫的燃料在燃燒過(guò)程中都會(huì)生成,SO,2,SO,2,會(huì)在鍋爐管壁上的積灰的催化作用下，與原子態(tài)氧（,O,）和分子態(tài)氧（,O,2,）反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為,SO,3,轉(zhuǎn)化的效率取決于下列因素：,燃料的成分,煙氣溫度,過(guò)?？諝饬?管壁積灰的成分,20,SO,3,的源和匯爐內(nèi)（,4,）,SO,2,轉(zhuǎn)化為,SO

5、,3,主要發(fā)生在輻射受熱段和對(duì)流段，轉(zhuǎn)化率大約在,1,對(duì)于一個(gè)典型的爐膛，如果煙氣中的,SO,2,的濃度為,2000ppm,，那么在省煤器出口處的煙氣中，,SO,3,的濃度大約為,20ppm,21,在,SCR,中使用的是釩基催化劑，會(huì)將部分,SO,2,氧化為,SO,3,轉(zhuǎn)換率取決于催化劑的種類(lèi)和煙氣的溫度，溫度越高，產(chǎn)生的,SO,3,就越多,一般轉(zhuǎn)換率大約為,0.5,1.5,，對(duì)于,SO,2,含量為,2000ppm,的煙氣，會(huì)在,SCR,的出口增加,20ppm,的,SO,3,SO,3,的源和匯,SCR,（,5,）,22,SO,3,的源和匯空預(yù)器（,6,）,空氣預(yù)熱器是,SO,3,的匯，即會(huì)減少

6、,SO,3,SO,3,的減少量取決于煙氣的溫度和空預(yù)器的類(lèi)型，回轉(zhuǎn)式還是管式,煙氣的冷卻速度越快，空預(yù)器出口的煙溫越低，,SO,3,的減少量越大,通?？疹A(yù)器對(duì),SO,3,的脫除率為,10,15,要注意的是，在煙溫降低的同時(shí)，生成,H,2,SO,4,風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增大,23,SO,3,的源和匯,ESP,（,7,）,靜電除塵器也是,SO,3,的匯，會(huì)減少,SO,3,的含量,減少的程度取決于煙氣溫度和飛灰的成分,如果飛灰對(duì),SO,3,的脫除率太高，會(huì)影響,ESP,的除塵效率,通常對(duì),SO,3,的脫除率為,10,15,24,SO,3,的源和匯,FGD,（,8,）,濕法洗滌塔會(huì)減少,SO,3,的排放,由于經(jīng)過(guò)

7、濕法洗滌之后的煙氣溫度低于硫酸的露點(diǎn)溫度，因此煙氣中的,SO,3,都以硫酸霧的形態(tài)排出,洗滌塔對(duì),SO,3,的脫除效率取決于洗滌塔的設(shè)計(jì)，尤其是塔內(nèi)的溫度剖面，脫除率通常為,30,40,由于吸收塔對(duì)于硫酸氣溶膠的脫除很差，因此煙氣中大部分的轉(zhuǎn)換成為硫酸的,SO,3,都會(huì)從煙囪排入大氣,在煙囪的測(cè)量中很難將,SO,3,和硫酸分開(kāi)，因此一般這兩個(gè)組分的量是不分開(kāi)計(jì)算的,25,計(jì)算實(shí)例（,1,）,假定某電廠的燃煤含硫量為,1%,煙氣中的,SO2,的濃度大約為,800ppm,煙氣中的,SO2/SO3,轉(zhuǎn)換率按,1.5%,計(jì)算，,SO3,濃度為,12ppm,如果,SCR,的轉(zhuǎn)換率為平均,1.5%,，那么

8、,SCR,出口的,SO3,濃度為約,24ppm,空預(yù)器的,SO3,脫除率假定為,10%,，靜電除塵器的脫除率為,10%,，濕法除塵器的脫除率為,30%,，總的脫除率為,45%,煙囪的入口的,SO3/,硫酸濃度為,13.2ppm,26,計(jì)算實(shí)例（,2,）,除了不安裝,SCR,之外，其它條件同前例,爐膛出口的,SO3,濃度為,12ppm,空預(yù)器、靜電除塵器和濕法,FGD,的總的脫除效率為,45%,煙囪入口的煙氣中的,SO3/,硫酸的濃度為,6.6ppm,27,計(jì)算結(jié)果分析,對(duì)于燃煤含硫量為,1.5%,，即使不安裝,SCR,，只安裝靜電除塵器和濕法,FGD,，煙囪入口的煙氣中的,SO3/,硫酸濃度就

9、將,10ppm,，就會(huì)有很高的可能出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙,28,控制,SO,3,的策略的三步曲（,1,）,在了解了,SO,3,形成和電廠各系統(tǒng)對(duì),SO,3,的影響之后，可以采取一個(gè)分成,3,個(gè)步驟的控制策略,第一步：是弄清在現(xiàn)有電廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中,SO,3,的產(chǎn)生和脫除的情況；需要進(jìn)行一些測(cè)試，以便了解各個(gè)子系統(tǒng),SO,3,的增加和減少的實(shí)際情況。檢查試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)是否和電廠的歷史數(shù)據(jù)相一致是非常重要的,29,控制,SO,3,的策略的三步曲（,2,）,第二步：評(píng)估所提出的改變電廠設(shè)備和運(yùn)行方式對(duì),SO,3,排放的影響,這就需要以項(xiàng)目中的電廠的具體條件和類(lèi)似配置的電廠的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究一個(gè)最有可能發(fā)

10、生的,SO,3,生成和脫除的概要描述,為了得到優(yōu)化的控制策略，需要借助一些分析工具，比如,CFD,來(lái)研究多種工況下的控制效果,30,控制,SO,3,的策略的三步曲（,3,）,第三步：在可用的,SO,3,控制工藝中進(jìn)行選擇,這些可選工藝包括：,改用低轉(zhuǎn)換率的,SCR,催化劑,在,SCR,下游進(jìn)行吸收劑噴射，可用的吸收劑有：,消石灰,氫氧化鎂漿液,亞硫酸氫鈉,倍半碳酸鈉（,Sodium Sesquicarbonate,）,實(shí)際上是在濕法脫硫之前又加了一個(gè)干法脫硫裝置,31,CFD,模式研究的意義,CFD,模式研究可以讓決策者比較各種控制措施之間的性能風(fēng)險(xiǎn),例如在各種不同負(fù)荷下，爐膛上部和下部的工況

11、，,CFD,可以模擬漿液噴射的效果并提供,SO,3,控制技術(shù)的基本設(shè)計(jì)的一些考慮,可以預(yù)先進(jìn)行一些特殊的設(shè)計(jì)和運(yùn)行考慮，比如噴射位置和漿液噴入流量，都可以進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì),32,弄請(qǐng)幾個(gè)概念,電廠的藍(lán)煙,/,黃煙問(wèn)題主要是由兩個(gè)因素造成的,煙氣中,SO3,的濃度過(guò)高,采用了濕法煙氣脫硫工藝，使得煙氣中的水分處于飽和狀態(tài)，,如果不形成硫酸的氣溶膠，,SO3,是無(wú)色的氣體，即使,SO3,很高，也不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙。這就是不采用濕法脫硫的電廠不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙原因,濕法,FGD,即使安裝了,GGH,，由于再熱后的煙氣溫度仍低于煙氣的硫酸露點(diǎn)溫度，因此不能解決藍(lán)煙,/,黃煙問(wèn)題,33,弄請(qǐng)幾個(gè)概

12、念,藍(lán)煙,/,黃煙是否是由,NOx,引起的？,煙氣中,95%,以上的,NOx,是,NO,，,NO,是無(wú)色透明的氣體,NO,在空氣中會(huì)被氧化生成棕黃色的,NO2,，在空氣中氧化速度很慢，但是在有臭氧存在的條件下，可以很快被氧化,美國(guó)紐約州的一個(gè)電廠，發(fā)現(xiàn)在離煙囪出口較遠(yuǎn)處出現(xiàn)了黃煙，當(dāng)僅僅出現(xiàn)在夏季，即臭氧季節(jié),很多案例是在安裝,SCR,之后，,NOx,的濃度大大降低后才出現(xiàn)了藍(lán)煙,/,黃煙問(wèn)題，因此在邏輯上也不成立,很多電廠發(fā)現(xiàn)，只要停運(yùn)濕法,FGD,，就不會(huì)出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙了，這證明了藍(lán)煙,/,黃煙是由于濕法,FGD,引起的,34,弄請(qǐng)幾個(gè)概念,藍(lán)煙,/,黃煙是否對(duì)人體有害？,由于硫酸的出

13、口濃度只有,ppm,數(shù)量級(jí)，經(jīng)過(guò)大氣的稀釋之后，沒(méi)有證據(jù)發(fā)現(xiàn)低濃度的硫酸氣溶膠對(duì)人體有害,但是硫酸氣溶膠和煙氣和大氣中的金屬微粒相結(jié)合，形成可吸入物，這些可吸入物對(duì)人體的毒害非常強(qiáng)，是目前關(guān)注的重點(diǎn),硫酸氣溶膠對(duì)環(huán)境的影響,大氣中的可吸入作為煙氣中的硫酸氣溶膠凝結(jié)中心并形成霾，降低了大氣的能見(jiàn)度,35,干法煙氣脫硫的優(yōu)點(diǎn),干法煙氣脫硫?qū)τ?SO3,的脫除效率很高，一般可達(dá)到,90%,以上,干法脫硫后的煙氣酸露點(diǎn)溫度大大降低，一般在,60C,以下，因此未脫除的,SO3,不會(huì)生成硫酸氣溶膠，不可能出現(xiàn)藍(lán)煙,/,黃煙,干法煙氣脫硫的煙溫高于煙氣水露點(diǎn)溫度，因此一般不會(huì)產(chǎn)由水蒸氣形成的白色可見(jiàn)煙羽,干法煙氣脫硫?qū)煹篮蜔焽铔](méi)有腐蝕問(wèn)題，也不會(huì)在煙囪周?chē)纬蔁焽栌?36,最終的決策,在選擇了對(duì)項(xiàng)目適用的控制工藝之后，需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以便選出性?xún)r(jià)比最好的，并能滿(mǎn)足環(huán)保要求的方案,37,