电厂烟气脱硫案例.pdf

1 环境工程案例库环境工程案例库 环境保护的法律条例环境保护的法律条例 电厂烟气脱硫案例电厂烟气脱硫案例 威廉港威廉港 编写本文受委托于: 德国技术合作公司 Dag- Hammarskjöld- Weg 1- 5 65760 Eschb?rn Germany 中德环境技术中心湖南 长沙湖南中国 作者: Ing.- Bür? Ralf Th?msen +49- 201- 848 53 21 Scharpenhang 66 : +49- 201- 848 53 22 45257 Essen +49- 163- 486 42 16 Germany E- mail: rth.Th?msen@t- ?nline.de 2 目录 1 发展和初期状况 1.1 1.2 德国标准和条例 欧盟标准和条例 4 7 2 威廉港电厂 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 威廉港电厂 FGD 系统 技术参数 投资成本和运行费用 运行经验 环境的影响 10 14 16 21 21 22 3 罗斯托克电厂 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 罗斯托克电厂 FGD 系统 技术参数 投资成本和运行费用 运行经验 环境的影响 23 26 29 31 32 33 4 V?erde 电厂 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 V?erde 电厂 FGD – 系统 技术参数 投资成本和运行费用 运行经验 环境的影响 35 38 41 45 45 46 5 Set?za (CZ)电厂 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 Set?za 电厂 CFB – FGD 系统 技术参数 投资成本和运行费用 运行经验 环境的影响 48 50 54 55 56 56 3 1 发展和初期状况发展和初期状况 1.1 德国标准和条例德国标准和条例 1.1.1 排放限制 1960 / 1970 年德国官方颁布了空气技术条例Technical Directive Air它对 粉尘的排放作了限制但对 SOX 和 NOX的排放没有作限制这个条例通常适用于工 业电厂 1970 年初人们发现了大面积的森林被破坏人们认为这些破坏与空气污染密切 相关尤其是 SOX排放引起的酸雨在这个时期其中 SOX总排放量的 60是从火 电厂排放的 大型火电厂the Large C?mb?sti?n Plant简称 LCP条例的第一部草案于 1978 年颁布1983 年西德对现存的和新建电厂制定了大型火电厂条例这个条例对粉 尘SOX,NOX CO 和卤素规定了排放标准 1990 年颁布了一部修订的条例对各类焚烧厂垃圾污泥畜体等产生的排 放物作出了规定只要使用了这些辅助燃料这个条例就适用 不管燃料的含硫量多少到 1988 年 7 月 1 日要求超过 30 万千瓦300 MW 的机组须达到相关排放标准到 1993 年 7 月 1 日要求 50 到 300 MW 的机组须达 到相关排放标准 两德统一后原东德大于 300 MW 的机组最迟在 1996 年 7 月 1 日前必须达到相 关排放标准小于 300 MW 的机组必须于 2001 年达到相关排放标准 到达烟囱排放口的烟气必须达到最低温度 72°C 或者烟气必须经过一个冷却塔 排放到 1984 年 7 月 1 日电厂业主必须宣布改造锅炉以适应新的排放标准或者选 择在 1993 年 4 月 1 日之前更换锅炉机组燃煤染油或燃气的电厂必须达标对超 标排放的锅炉机组的罚款是无法预知的 表 1.1: 1983年颁布的对于新建电厂和现有电厂的LCP条例 固体燃料固体燃料 液体燃料液体燃料 锅炉型号锅炉型号 烟气成分烟气成分 mg/m³ 标态标态 干干 % O2 mg/m³ 标态标态 干干 % O2 粉尘 ≤ 50 2) 5–71) ≤ 50 3 粉尘 Σ (As, Cd, Co, Cr, Ni, Pb) ≤ 0.05 5–71) ≤ 2.0 3 CO ≤ 250 5–71) ≤ 175 3 NOX (换算为 NO2) ≤ 800- 1,8001) 5–71) ≤ 450 3 > 300 MW 卤素 - 氯化物 - 氟化物 ≤ 100 ≤ 15 5–71) ≤ 30 ≤ 5 3 3 50 – 300 MW - 氯化物 - 氟化物 ≤ 200 ≤ 30 5–71) ≤ 30 ≤ 5 3 3 > 300 MW ≤ 400 85% 3) 5–71) ≤ 400 3 100 – 300 MW SOX (换算为 SO2) ≤ 2,000 60% 3) 5–71) ≤ 1,700 60% 3) 3 4 50 – 100 MW ≤ 2,000 5–71) ≤ 1,700 3 50 – 300 MW CFB- 锅炉 ≤ 400 75% 3) 7 1) 取决于燃烧系统 2) 吹灰过程也如此 3) 最小脱硫效率 湿式烟气脱硫系统要生产出适于销售的石膏必然会排放出一定量的废水必须限 制废水中的可溶组分诸如氯氟和一些痕量元素 从电厂或烟气脱硫系统产生的废水在排放到公共下水管道河流或湖泊之前必 须达到污水管理条例第 47 条所规定的要求 表 1.2: 废水管理条例第47条的要求 参数参数 mg/l 可过滤的物质 30 COD - CaO 作为吸收剂 - CaCO3 作为吸收剂 80 150 硫酸盐 2,000 亚硫酸盐 20 氟化物 30 镉 0.05 铬 0.5 铜 0.5 铅 0.1 汞 0.05 镍 0.5 亚硫酸盐 0.2 锌 1.0 在德国生产可利用的副产品是烟气脱硫应用的一个基本部分一般是不填埋的 从 1995 年起每年燃煤电厂产生了 220 万吨的石膏而且几乎全部得到利用 从干法或半干法烟气脱硫系统产生的固体废物仍然很难得到利用然而在东欧 波兰捷克共和国却越来越多地倾向于这一技术在这些国家每年产生 150 万吨 的固体废物 必须强调的一点是 LCP 条例为地方权威部门提供了最小排放标准的框架在很 多情况下地方权威部门制定了更严格的排放标准并带头促进最佳实用技术的应 用 1.1.2 排放量的减少 由于实施了 LCP 条例西德电厂排放的 SOX的量从 1983 年的 155 万吨减少到 1995 年的 11 万吨在东德电厂 SOX的排放量从 1990 年的 184 万 吨( 在两德统一时) 减少到 1995 年的 91 万吨 这些数字表明在西德 SO2排放量从 1983 年的 7.8 g/kWh 下降到 1995 年的 0. 5 g/kWh在东德 SO2排放量从 1990 年 的 25 g/kWh 减少 到 1995 年 的 12 g/kWh 5 图 1.1: 在德国SO2排放量的减少 1.2 欧盟标准和条例欧盟标准和条例 1.2.1 排放限制 针对电厂排放的烟气有两个欧洲排放限制条例 条例88/609/EGW 到 1990 年 3 月 30 日大型火电厂条例 88/609 必须列入国家法律范围这项条例 包含 ⇒ ⇒ 1993 年1998 年和 2003 年现有电厂每年最大排放量 ⇒ ⇒ 新建电厂 SO2, NOX和粉尘的排放限值 条例2001/80/EC 欧盟 LCP- 条例于 2001 年 11 月 27 日开始生效这项条例对在 1987 年 7 月 1 日 之前和之后审批的电厂作了不同的规定 ⇒ 现有电厂现有电厂1987 年 7 月 1 日之前审批的电厂 ⇒ 新电厂新电厂包含两类定义如下 老新电厂老新电厂: 在 1987 年 7 月 1 日和 2002 年 11 月 27 日之间审批在 2003 年 11 月 27 日之前 投入运行 新新电厂新新电厂: 在 2002 年 11 月 27 或之后审批在 2003 年 11 月 27 日或之后投入运行 19801982 198519861987 19881989199019911992 19931994199505001,0001,5002,0002,5003,0003,50010³ 吨/年年6 表 1.3:电厂分类 审批审批 投入运行投入运行 现有电厂 1987 年 7 月 1 日之前 老新电厂 在 1987 年 7 日 1 日和 2002 年 11 月 27 日之间 和和 2003 年 11 月 27 日之前 新新电厂 在 2002 年 11 月 27 日或之 后 或或 在 2003 年 11 月 27 日或之 后 对于现有的电厂现有的电厂 要达到新 LPC 条例的要求有三种选择如下 a. 到 2008 年 1 月 1 日这些电厂必须达到与老新电厂老新电厂同样的标准 b. 最为另一选择对于这些电厂欧盟成员国必须制定一个国家减少排放量计划 要求对所有在 2000 年 1 月 1 日运行的现有电厂至少减少如 a同样多的排放国 家减少排放量计划也必须考虑环境空气质量AAQ国家排放限值 NEC和 综合环境保护IPPC的规定 c. 如果运营商同意在 2008 年 1 月 1 日到 2015 年 12 月 31 日之间运行时间不超过 20000 小时并且在 2004 年 6 月 31 日之前送交书面声明到权威部门那么现有的 电厂将会免去 a) 或 b)的要求这是合法的没有违背 AAQ 和 IPPC 的规定 表1.4:在2007年12月31日之后现有电厂的排放标准 液体燃料的排放标准液体燃料的排放标准1) 浓度浓度: mg/m3 (标态标态, 干干, 3 Vol%-O2) 热量热量 MWth SOX NOX 粉尘粉尘 50-100 1700 450 50/100 100-300 1700 450 50/100 300-500 1700- 400 450 50/100 >500 400 400 50 1)与 2001/80/EC 相关 到 2003 年规模大于 300 MW 的电厂 SO2 和 NOX年排放量须确定下来和通报 从 2004 年开始所有超过 50 MW 的电厂 SO2, NOX 和粉尘年排放量须确定下来和 通报此外与净热值相关的燃料年消耗量也须通报 表1.5:连续测量的结果 值值 限度限度 小时平均值 小时平均值的 5可以超过排放标准的 200% 日平均值 日平均值不能超过排放标准 月平均值 月平均值不能超过排放标准 1.2.2 有效性突然故障 7 权威部门应制定条款以便烟气净化装置发生故障或崩溃时可采取相应的措施在 系统崩溃时在 24 小时内应转入正常的运行或电厂必须燃烧低硫燃料无论如何都 要在 48 小时内告知权威部门 任何情况下每年累积的运行时间应超过 120 小时小时只有在电力短缺等情况下才 能免责8 2 威廉港电厂威廉港电厂 2.1 威廉港电厂威廉港电厂 发电厂选址的主要参数包括发电厂的规模和燃料也包括燃料和冷却水的供给 威廉港电厂位于德国的北海岸煤的供应是通过附近的工业和电厂使用的码头实现 的冷却水是从北海得到的由于潮汐这个地区水交换约为 500 百万吨 由于排放 的热量使水温意想不到的大大增加 电厂最开始有一台发电能力为 720 MW 的锅炉机组在 1982 年和 2000 年经两次扩 建后发电能力为 850 MW燃料主要为来自 南非和波兰的无烟煤但出于经济考虑使 用了世界各国的资源自从 1977 年这台锅 炉的部分烟气经过了烟气脱硫系统Flue Gas Desulphurisation简称 FGD的净 化自从 1985 年全部的烟气经过了 FGD 系 统的处理这个电厂是在德国第一个上 FGD 系统的电厂它是所有其他电厂的榜样 ⇒ ⇒ 电厂名 威廉港 ⇒ ⇒ 地址 。