中国燃煤汽锅烟气规画技术的需要与评估
摘要:中国是中国燃煤大国,SO2排放量不断多年逾越2000万t,燃煤电厂汽锅以及燃煤工业汽锅SO2排放量约占天下SO2排放量的汽锅70%。对于“十五”时期中国燃煤汽锅规画技术的烟气市场需要、钻研以及运用现状、规画行业睁开情景妨碍了综述。技术从调解能源妄想、评估公平运用做作气,中国自动睁开以及实施清洁煤技术,燃煤拟订增长火电厂脱硫国产化的汽锅配套政策三方面临燃煤汽锅烟气传染规画提出了对于策以及建议。
关键词:燃煤汽锅 烟气规画 需要与评估
中国是烟气燃煤大国,燃煤占一次能源破费总量的规画75%摆布。随着经济睁开,技术煤炭破费量削减,评估二氧化硫排放量不断削减,中国已经不断多年二氧化硫排放量逾越2000万t,居天下首位,导致我国酸雨以及二氧化硫传染日益严正。当初我国降水pH小于5.6的邦畿面积,已经占总面积的30%摆布,已经有约60%的都市面景空气中二氧化硫年平均浓度逾越国家《情景空气品质尺度》的二级尺度值或者日均浓度逾越三级尺度值[1]。
据报道,到2000年尾天下火电厂装机容量以及发电量分说抵达3.19亿kW以及1.37万亿kW·h,每一年耗用煤炭近5亿t,排放二氧化硫约800万t[2];天下现有燃煤工业汽锅50余万台,年耗用煤炭4亿t,排放二氧化硫约640万t[3]。上述两种燃煤汽锅二氧化硫排放量约占天下二氧化硫排放量的70%,是影响我国都市空气情景品质以及组成酸雨、二氧化硫传染的主要传染源。
1 中国燃煤汽锅烟气传染规画技术的需要
1.1 “十五”时期大气传染的规画目的与使命
据“十五”妄想,2005年,二氧化硫、尘(烟尘及工业粉尘)等主要大气传染物排放量将比2000年削减10%。二氧化硫排放量操作在1800万t;尘(烟尘以及工业粉尘)排放量操作在2000万t。酸雨操作区以及二氧化硫操作区二氧化硫排放量比2000年削减20%,排放量操作在1053万t之内。工业二氧化硫排放量操作在1450万t;烟尘排放量操作在850万t;粉尘排放量操作在900万t。呵护都市面景,改善重点地域的情景品质,70%以上的都市空气中二氧化硫浓度抵达国家空气情景品质二级尺度;50%地级以上都市空气品质抵达国家二级尺度。
1.2 “十五”时期大气传染规画投资预料
中国以燃煤为主的能源组成抉择了防治烟尘以及二氧化硫传染是防治大气传染的重点。《国家情景呵护“十五”重点工程名目妄想》中重点工程名目约1137个,总投资为2620亿元。其中,大气名目182个,投资为974亿元,占总投资的37.2%。当初大气名目已经实现投资197.5亿元,占大气名目总投资的20.3%。大气名目中搜罗清洁能源替换名目84个,需投资482亿元,占大气名目投资的49.5%;会集供热名目47个,需投资230亿元,占大气名目投资的23.6%;传染规画名目51个,需投资261.6亿元,占大气名目投资的26.9%。从大气名目投资的地域扩散来看,改善北京市大气情景的名目25个,投资466亿元,占天下总投资的47.8%;建树“两控区”内37个燃煤电厂的脱硫工程,削减二氧化硫排放量能耐105万t/a,需投资120亿元。
1.3 火电厂烟气传染规画市场预料
凭证国家环保总局《两控区酸雨以及二氧化硫传染防治“十五”妄想》,接管的无关火电厂脱硫措施是:(1)严厉操作新建火电厂二氧化硫排放。“十五”时期两控区内将投产燃煤火电厂的装机容量为36050 MW,其中妄想脱硫的机组装机容量为11924 MW。(2)实用削减现有火电厂约3000万kW机组二氧化硫排放,实现达标排放。“十五”时期,除了接管换烧低硫煤以及关停小火机电组外,估量约有1/4的机组需妨碍烟气脱硫。
据此两项估量需装置脱硫配置装备部署的火机电组装机容量,凭证种种脱硫工艺单元造价平均为600元/kW合计,我国两控区2001~2005年火电厂脱硫市场需要见表1[4]。
从表1可能看出,2001~2005年间,我国火电厂需装置脱硫配置装备部署的火机电组容量19424 MW摆布,市场需要总规模约116.5亿元,平均每一年达23.3亿元。假如以2000年天下要求脱硫机组容量11000 MW为基数,则2001~2005年需要装置脱硫配置装备部署的火电厂容量平均每一年削减22.6%。
电除了尘器是规画燃煤汽锅烟气中粉尘的主导配置装备部署。据测算,“十五”时期,天下对于电除了尘器的需要总份量为107万t。按9700元/t计,总产值将抵达103亿元。其中到2005年,我国火电厂装机容量将抵达2.86亿kW。从2000年至2005年新增火电厂装机容量为4846万kW,所需电除了尘器总份量为32万t,对于旧有机组刷新还需18.2万t,合计50.2万t,此时其总产值为48.7亿元。
表1 2001-2005年两控区内火电厂脱硫市场预料
2001~2005年新建、扩建以及改建火机电组 | 现有超标排纵火电厂机组 | 合 计 | |
装机总容量(MW)妄想或者需装置脱硫装置的装机容量(MW) | 3605011924 | 300007500 | 6605019424 |
脱硫单元造价(元/kW) | 600 | — | |
脱硫市场需要(亿元) | 71.5 | 45.0 | 116.5 |
2 中国燃煤汽锅烟气脱硫技术钻研以及运用睁开趋向
早在20世纪70年月我国就开始了火电厂以及工业汽锅脱硫技术的钻研,先后睁开了10多项差距工艺以及差距规模的试验钻研。主要有:含碘活性炭吸附脱硫技术、旋转喷雾干燥脱硫技术、磷胺复合肥料脱硫技术、炉内喷钙增湿活化脱硫技术、湿式脱硫除了尘一体化技术等,取患了阶段性钻研下场,有的技术已经患上到工业性运用,积攒了珍贵的履历。在此同时,还引进了一批工艺成熟、技术先进的脱硫工艺以及装置,详见表2[4]。
我国操作火电厂二氧化硫排听使命起步较晚,到2000年尾,天下投运以及在建脱硫机组规模逾越1000万kW。1998~2000年审批的大型火电建树名目中,有839万kW机组要求配套脱硫装置,到2000年尾,已经投入运行的火电厂脱硫工程容量达501.5万kW,占火电厂装机总容量的2.1%,详细搜罗:在6个火电厂的7台机组(共105万kW)建树了6种差距工艺的脱硫树模工程,在9个火电厂的16台机组(共396.5万kW)建树了商业化脱硫配置装备部署,估量每一年可削减二氧化硫20万t以上。在501.5万kW投入运行的机组中,国电公司所属电厂约占70%。我国火电厂6个烟气脱硫树模工程见表3[5]。
当初,我国火电厂二氧化硫规画技术仍处于对于种种工艺的工程树模阶段。经由10多年的钻研开拓以及工程树模,我国对于天下上现有的烟气脱硫技术的一些主要规范都妨碍过钻研以及试验。主要技术有:循环流化床烟气脱硫技术、炉内喷钙尾部增湿活化脱硫技术、旋转喷雾干燥烟气脱硫技术、氨法烟气脱硫技术及湿式脱硫除了尘技术等。重点睁开熄灭高硫煤机组或者装机容量大于200 MW机组,脱硫功能大于90%的湿式石灰石-石膏法脱硫工艺,以及适用于熄灭含硫量小于2%,装机容量小于200 MW,脱硫功能大于75%的半干法以及其余用度较低的成熟工艺。适量睁开适用产热量大于14 MW的工业汽锅以及炉窑,脱硫功能大于70%,低老本、运用寿命以及坚贞性较好的湿式脱硫除了尘一体化配置装备部署。睁开低氮熄灭技术、等离子体法烟气脱硫脱硝技术及工程配套配置装备部署、石灰石(石灰)-石膏法、炉内喷钙以及种种浅易湿法脱硫技术[5]。
表2 引进的脱硫工艺以及装置部份情景汇总
引进单元 | 工艺流程 | 规模 | 脱硫剂 | 功能/% | 运行光阴 | 技术提供方 | |
烟宇量(m3·h-1) | 汽锅 | ||||||
乐成油田南化工场 | 氨-硫铵法 | 2100000 | NH3 | 90 | 1979 | 日本东洋公司 | |
南京钢铁厂 | 碱式硫酸铝法 | 51800 | H2SO4 | 1981 | 日本同以及公司 | ||
Al2(SO4)3 | 95 | ||||||
Al(OH)3 | 1990 | ||||||
沈阳平明公司 | 喷雾干燥法 | 50000 | 石灰 | 85 | 1992 | 丹麦NIRO公司 | |
重庆珞磺电厂 | 湿石灰石-石膏法 | 1087000 | 石灰石浆 | 95 | 1993 | 日本三菱公司 | |
1087000 | 95 | 1995 | |||||
山东德州电厂 | 荷电干罗致剂喷射法 | 75t/h | Ca(OH)2 | 60-70 | 1995 | 美国ALANCO公司 | |
重庆短寿化工场 | JBR喷射鼓泡法 | 61000 | 电石渣 | 70 | 1995 | 日本千代田公司 | |
山东潍坊化工场 | 浅易石灰石膏法 | 100000 | 消石灰浆 | 70 | 1995 | 日本三菱公司 | |
山东黄岛电厂 | 浅易喷雾干燥法 | 300000 | 生石灰,煤灰 | 70 | 1995 | 日本三菱公司 | |
太原发电厂 | 小型高速平流式 | 600000 | 石灰石 | 80 | 1996 | 日今日立公司 | |
广西南宁化工场 | 浅易石灰石石膏法 | 50000 | Ca(OH)2 | 70 | 1996 | 日本川崎公司 | |
南京下关电厂 | 炉内喷钙增湿活化法 | 795000 | 石灰石 | 75 | 1997 | 芬兰IVO公司 | |
成都热电厂 | 电子束法 | 300000 | NH3 | 80 | 1997 | 日本茬原制作所 | |
深圳西部电厂 | 淡水脱硫 | 1100000 | 淡水 | 90 | 1998 | 瑞典ABB公司 | |
衢州化工场 | 增湿灰循环脱硫 | 300000 | 电石渣 | 80 | 2000 | 瑞典ABB公司 |
表3 我国火电厂烟气脱硫树模工程
名目 | 重庆珞璜电厂一期 | 太原第一热电厂 | 山东黄岛电厂 | 南京下关电厂 | 深圳西部电厂 | 成都热电厂 |
机组(MW) | 2×360 | 200 | 100 | 2×125 | 200 | 200 |
汽锅(t/h) | —— | 1035 | 670 | 410 | 670 | 670 |
工艺 | 石灰石石膏 | 浅易石灰石 | 旋转喷雾干燥法(SDA) | 炉内喷钙尾部增湿活化(LIFAC) | 淡水洗涤法 | 电子束法(EBA) |
相助方 | 日本三菱重工 | 日本EPDC | 日本EPDC | 芬兰IVO | 瑞典ABB | 日本荏原 |
投资额(万元) | 26600 | 13100 | 7406 | 12352 | 21500 | 9430 |
单元造价(元/kW) | 320* | 650 | 889 | 494 | 717 | 1050 |
脱硫老本(元/kg) | 0.945 | 1.27 | 4.486 | 1.844 | / | 1.0 |
脱硫率(%) | >95 | >80 | 70 | 60-85 | 92-95 | 82 |
修筑-开工年份 | 1988-1994 | 1994-2000 | 1992-1999 | 1993-2000 | 1996-1999 | 1995-1998 |
*其中外汇部份按1993年外汇汇率合计
当初已经具备了确定的脱硫配置装备部署制作以及配套能耐。如石灰石-石膏湿法脱硫零星中,除了GGH、采样与检测元件及操作零星等专用配置装备部署外,大少数通用配置装备部署及老例电器配置装备部署国内均能制作。部份引进外洋技术破费的产物,其品质与外洋尺度挨近,而价钱则大幅度飞腾。从总体上来说,我国与发达国家比力,差距比力清晰。脱硫配置装备部署大多从外洋进口,导致脱硫投资大大削减,限度了脱硫技术在国内火电厂的奉背运用[5]。