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本實(shí)用新型涉及一種燃煤機(jī)組煙氣超低排放裝置，特別涉及一種燃煤電站超低排放環(huán)保島系統(tǒng)。一種燃煤電站超低排放環(huán)保島系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：電站鍋爐，用于協(xié)同控制煙氣中氮氧化物和氧化零價(jià)汞的SCR脫硝系統(tǒng)，空氣預(yù)熱器，用于協(xié)同控制煙氣中煙塵、三氧化硫和汞等污染物的靜電除塵器，用于協(xié)同脫除煙氣中二氧化硫、汞、氮氧化物和顆粒物污染物的濕法煙氣脫硫系統(tǒng)，用于協(xié)同脫除煙氣中細(xì)顆粒物（PM2.5）、三氧化硫和汞污染物的濕式靜電除塵系統(tǒng)，和煙囪幾個(gè)部分，上述裝置通過煙道依次相連。本實(shí)用新型在現(xiàn)有脫硫脫硝除塵裝置上進(jìn)行升級改造，達(dá)到單一裝置同時(shí)控制多種污染物，實(shí)現(xiàn)多種污染物協(xié)同控制的效果，節(jié)省了投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。

我國大氣污染形式較為嚴(yán)峻，2019年全國338個(gè)地級及以上的城市中，有239個(gè)城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo)，占70.7%。污染天氣頻發(fā)是現(xiàn)階段大氣污染治理的焦點(diǎn)和難點(diǎn)，其中工業(yè)排放是大氣污染的第一大排放源，包括二氧化硫、氮氧化物、煙（粉）塵等污染物排放。對此，國家出臺系列政策嚴(yán)控燃煤電廠排放標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)決打贏“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”。 浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)制多環(huán)境煙氣超低排放技術(shù)，對脫硫、脫硝、除塵、技術(shù)集成和其他多種廢氣處理均有針對性處理效果。其中，煙氣脫硫超低排放采用三種核心技術(shù)，電石渣－石膏法脫硫技術(shù)，在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)顯著增強(qiáng)脫硫效率，整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平；塔內(nèi)煙氣流場優(yōu)化技術(shù)，在解決塔內(nèi)旋流問題的基礎(chǔ)上大幅加強(qiáng)氣液平均分布：高效托盤技術(shù)，通過優(yōu)化開孔率、氣液比、煙氣流速進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)高效脫硫、除塵。煙氣脫硝技術(shù)采用中低溫脫硝，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的雙流體脫硝噴槍和脫硝高效響應(yīng)－反饋控制系統(tǒng)，首創(chuàng)的寬溫窗高抗性脫硝催化劑實(shí)現(xiàn)了90％以上的脫硝效率。煙氣除塵技術(shù)采用濕式電除塵技術(shù)，經(jīng)廠區(qū)改造后除塵效率顯著提高。項(xiàng)目為不同應(yīng)用環(huán)境下的煙氣排放控制均有針對性幫助，經(jīng)技術(shù)改造后均可實(shí)現(xiàn)排放達(dá)標(biāo)且減少成本。

一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 無焰燃燒是一種新型燃燒方式，無火焰鋒面和局部高溫區(qū)，溫度場在燃燒室內(nèi)分布均勻；燃燒過程N(yùn)Ox和碳煙生成得到顯著抑制；燃燒穩(wěn)定性好，燃燒噪音低，燃燒安全性好。 無焰燃燒尤其對NOx減排效果顯著。團(tuán)隊(duì)經(jīng)十余年研發(fā)，開發(fā)了針對氣體、液體及固體燃料，兼容常規(guī)有焰和新型無焰燃燒運(yùn)行的一體式燃燒器系列產(chǎn)品。對于天然氣燃料，應(yīng)用于中試及現(xiàn)場工業(yè)窯爐可實(shí)現(xiàn)天然氣無焰燃燒NOx原始超低排放；對于冶金煤氣燃燒，應(yīng)用于中試及鋼鐵廠實(shí)際窯爐可實(shí)現(xiàn)低熱值煤氣無焰燃燒NOx原始超低排放；針對液體（柴油）和固體（煤粉、生物質(zhì)、半焦殘?zhí)浚┤剂希瑧?yīng)用于中試燃燒爐，相比于常規(guī)有焰燃燒方式，可降低30%-75%的NOx排放。無焰燃燒NOx減排效果顯著優(yōu)于常規(guī)低氮燃燒技術(shù)。

我國天然氣資源相對短缺，英美等國“煤改氣”解決灰霾的成功經(jīng)驗(yàn)難以復(fù)制。燃煤機(jī)組能否達(dá)到燃?xì)馀欧畔拗祵?shí)現(xiàn)超低排放，對破解我國燃煤污染和能源安全的挑戰(zhàn)具有極其重要的意義。針對燃煤污染治理從達(dá)標(biāo)到超低的高效率、復(fù)雜煤質(zhì)的高適應(yīng)、系統(tǒng)運(yùn)行的高可靠和低成本等國際性難題，該項(xiàng)目發(fā)明了多活性中心高穩(wěn)定性催化劑及再生改性一體化技術(shù)，大幅提升了催化劑的抗中毒、低溫活性、協(xié)同汞氧化等性能；發(fā)明了溫-濕系統(tǒng)調(diào)控多場強(qiáng)化顆粒物／SO3 脫除技術(shù)，通過“凝結(jié)—團(tuán)聚—荷電—遷移”多過程強(qiáng)化，解決了 0.1~1μm 細(xì)顆粒脫除效率低的難題；發(fā)明了多污染物高效協(xié)同脫除超低排放系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜煤質(zhì)和復(fù)雜工況下多污染物低成本超低排放。該項(xiàng)目獲授權(quán)發(fā)明專利 34 件（獲中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng) 2 項(xiàng)），制訂國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)共 15 項(xiàng)，發(fā)表論文 103 篇，他引 1038 次；建成了首個(gè)燃煤機(jī)組超低排放示范工程，排放濃度顯著優(yōu)于世界最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)，被國家能源局授予“國家煤電節(jié)能減排示范電站”；支撐建設(shè)了國家級 2011 協(xié)同創(chuàng)新中心。發(fā)明成果已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，累計(jì)裝機(jī)容量超 1 億千瓦，大幅削減了燃煤污染物，全面提升了燃煤污染治理技術(shù)水平，推動(dòng)和支撐了國家燃煤電廠超低排放戰(zhàn)略實(shí)施，近三年新增銷售109.6 億元、新增利潤 11.9 億元。項(xiàng)目完成人受邀在達(dá)沃斯論壇介紹“燃煤污染治理”的中國方案，為解決全球燃煤污染挑戰(zhàn)起到了示范和推動(dòng)作用。技術(shù)和產(chǎn)品已輸出歐美和“一帶一路”國家，贏得了國際聲譽(yù)。

垃圾焚燒煙氣具有高污染性和成分復(fù)雜性，開發(fā)高效的垃圾焚燒尾氣凈化技術(shù)與工藝受到國內(nèi)外研究者的高度重視。本技術(shù)成果包括： （1）新型錐形半干法噴霧脫酸塔構(gòu)建； （2）廉價(jià)吸附劑開發(fā)及吸附劑噴射裝置優(yōu)化； （3）垃圾焚燒爐內(nèi)SNCR脫硝優(yōu)化及爐后低溫SCR脫硝聯(lián)合脫硝； （4）半干法-濕法耦合型垃圾焚燒超低排放凈化系統(tǒng)集成。

我國是世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國，鋼鐵行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中具有重要的“戰(zhàn)略地位”，推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放是助力打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重要舉措。為滿足鋼鐵行業(yè)污染治理水平不斷提高的需求，項(xiàng)目組從協(xié)同吸收、催化凈化、集并吸附的原理多角度開發(fā)適用于改造提效的基于半干法多污染物中低溫協(xié)同催化凈化技術(shù)和基于濕式鎂法的多污染物協(xié)同吸收與副產(chǎn)物資源化技術(shù)，適用新建企業(yè)的基于干

化石燃料燃燒氮氧化物超低排放控制技術(shù):系統(tǒng)研究了動(dòng)力鍋爐爐內(nèi)再 燃/先進(jìn)再燃及選擇性非催化還原技術(shù);針對傳統(tǒng)釩基催化劑脫硝溫度窗口窄、 釩易揮發(fā)、有毒等問題，開發(fā)了多種中低溫鐵基選擇性催化還原脫硝催化劑;在 常規(guī)鐵基催化劑和新型磁性鐵基催化劑進(jìn)行了系統(tǒng)研究，有望形成一種中低溫鐵 基選擇性催化還原新技術(shù);并對動(dòng)力裝備選擇性催化還原脫硝技術(shù)中噴氨優(yōu)化進(jìn) 行了相關(guān)研究，以克服氮氧化物超低排放時(shí)氨逃逸及空預(yù)器堵塞等問題;目前， 圍繞新型選擇性催化還原脫硝催化劑申請相關(guān)發(fā)明專利 7 項(xiàng)，授權(quán) 3 項(xiàng)。

垃圾焚燒煙氣具有高污染性和成分復(fù)雜性，開發(fā)高效的垃圾焚燒尾氣凈化技術(shù)與工藝受到國內(nèi)外研究者的高度重視。本技術(shù)成果包括：（1）新型錐形半干法噴霧脫酸塔構(gòu)建；（2）廉價(jià)吸附劑開發(fā)及吸附劑噴射裝置優(yōu)化；（3）垃圾焚燒爐內(nèi)SNCR脫硝優(yōu)化及爐后低溫SCR脫硝聯(lián)合脫硝；（4）半干法-濕法耦合型垃圾焚燒超低排放凈化系統(tǒng)集成。該成果獲教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

氮氧化物（NOx）是主要的大氣污染物質(zhì),也是PM2.5的重要前體物。國內(nèi)外研究和治理經(jīng)驗(yàn)表明，控制區(qū)域性PM2.5污染是一項(xiàng)難度非常大的系統(tǒng)工程，必須在綜合分析基礎(chǔ)上，提出有針對性的控制對策，才能有效緩解區(qū)域PM2.5污染。 針對北京市《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》地方標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于燃油（氣）工業(yè)鍋爐的排放限值2016年4月1日起實(shí)施的新要求，研究開發(fā)了深度冷凝-低溫等離子體燃?xì)忮仩tNOx超低排放組合工藝，達(dá)到顆粒物10mg/m3、二氧化硫20mg/m3、氮氧化物30mg/m3的燃?xì)忮仩t煙氣排放限值指標(biāo)，可提升鍋爐熱效率11%。全年120天共節(jié)約天然氣量為108864m3,以北京工業(yè)天然氣價(jià)格3.23元/立方米計(jì)算，可以節(jié)約天然氣投資108864×3.23=351630元，投資回報(bào)期為1.2年。

本實(shí)用新型涉及一種低成本燃煤煙氣多種污染物超低排放系統(tǒng)，主要包括氮氧化物梯級控制系統(tǒng)、半干法煙氣凈化系統(tǒng)和濕式靜電深度凈化系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過梯氮氧化物梯級控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)NOX濃度排放小于50mg/Nm3；通過半干法煙氣凈化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)SO2脫除效率90%以上，SO3脫除效率90%以上，酸性氣體脫除效率95%以上，粉塵小于30mg/Nm3；通過濕式靜電深度凈化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PM小于5mg/Nm3、SO2脫除效率達(dá)到50%以上。本實(shí)用新型通過將濕式靜電深度凈化系統(tǒng)中含塵廢水用于石灰石消化及半干法煙氣凈化系統(tǒng)吸收劑增濕活化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)廢水近零排放，最終實(shí)現(xiàn)燃煤電站煙氣污染物排放濃度PM小于5mg/Nm3、SO2小于35mg/Nm3，NOX小于50mg/Nm3，在廢水近零排放的條件下主要污染物達(dá)到超低排放要求。