章緒論1

節燃煤機組污染物排放及對環境的影響1

一、顆粒物2

二、氮氧化物3

三、硫氧化物4

四、汞及其他重金屬6

五、二氧化碳9

六、燃煤機組耗水及廢水10

第二節國內外燃煤機組污染物排放現狀11

一、我國環保政策及面臨形勢11

二、超低排放標準12

三、燃煤機組污染物控制技術13

參考文獻16



第二章NOx超低排放與控制技術17

節煤燃燒NOx生成機理17

一、熱力型NOx17

二、燃料型NOx19

三、快速型NOx20

第二節低氮燃燒技術21

一、爐內整體低氮燃燒技術21

二、直流低氮燃燒器技術24

三、旋流低氮燃燒器技術25

四、W型火焰低氮燃燒技術29

五、流化床低氮燃燒技術30

第三節爐後煙氣SCR脫硝技術30

一、SCR脫硝技術原理30

二、SCR繫統組成及設計31

三、SCR催化劑36

四、SCR流場優化及噴氨優化48

五、寬負荷脫硝52

六、氨逃逸控制技術56

第四節SNCR脫硝技術60

一、SNCR脫硝原理60

二、SNCR工藝繫統60

三、SNCR繫統應用64

四、SNCR/SCR聯合煙氣脫硝技術66

第五節SO2-NOx同時脫除技術68

一、高能輻射氧化法68

二、固相吸附再生技術69

三、濕法同時脫硫脫硝技術70

四、吸收劑噴射法71

五、H2O2催化氧化法72

第六節NOx超低排放工程實例72

一、SCR脫硝工程應用實例72

二、貧煤低氮燃燒器改造實例78

三、低氮燃燒器＋SCR改造實例85

四、蜂窩式SCR催化劑改為板式SCR催化劑87

五、SNCR SCR改造案例88

參考文獻90



第三章細顆粒物超潔淨排放技術93

節煤燃燒過程中顆粒物生成機理93

第二節爐內細顆粒物控制方法94

一、高嶺土等添加劑的應用95

二、混煤燃燒96

第三節尾部煙氣除塵技術97

一、靜電除塵技術97

二、布袋除塵技術105

三、電袋復合除塵114

第四節高效煙氣除塵技術117

一、濕式電除塵技術117

二、低低溫電除塵技術122

三、濕法脫硫塔高效除霧除塵技術126

四、細顆粒物團聚技術130

第五節SCR與脫硫繫統對細顆粒物的生成與脫除效應151

一、SCR對微細顆粒物排放的影響151

二、濕法脫硫對細顆粒物排放的影響153

第六節可凝結顆粒物及有色煙羽155

一、可凝結顆粒物155

二、有色煙羽161

第七節煙氣消白技術路線163

第八節粉塵超低排放改造案例174

一、干式電除塵器改造案例174

二、濕式電除塵案例179

三、濕式相變凝聚“雙深”技術協同濕式電除塵超低排放182

四、高效除霧除塵超低排放案例186

五、電凝聚器應用案例188

六、低低溫電除塵改造案例190

七、布袋除塵器改造案例192

八、靜電除塵改電袋復合除塵195

參考文獻196



第四章SOx超低排放技術201

節煤燃燒過程中SO2的生成與排放201

一、燃煤過程中SO2的生成201

二、煤燃燒SO2的排放202

第二節濕法脫硫技術203

一、濕法脫硫原理203

二、單塔單循環鈣法脫硫技術206

三、單塔雙循環鈣法脫硫技術224

四、雙塔雙循環鈣法脫硫技術225

五、其他濕法煙氣脫硫技術226

第三節干法脫硫技術234

一、電子束法234

二、活性炭/焦吸附法238

第四節半干法脫硫技術246

一、噴霧半干法煙氣脫硫247

二、循環流化床煙氣脫硫250

三、新型一體化工藝254

第五節SO3脫除與控制技術258

一、煙氣中SO3的形成及轉化258

二、燃煤電站煙氣SO3主要控制技術259

第六節SO2排放控制工程應用實例264

一、石灰石-石膏濕法脫硫——單塔超低排放工程實例264

二、石灰石-石膏濕法脫硫——雙塔超低排放工程實例272

三、活性焦吸附SO2工業應用實例275

四、煙氣循環流化床技術在燃煤機組的應用實例282

參考文獻286



第五章燃煤機組重金屬超低排放技術288

節煤及燃煤煙氣中重金屬的形態分布288

一、煤中重金屬的含量及賦存形態288

二、燃煤煙氣中重金屬的形態分布290

第二節燃燒前重金屬脫除技術295

一、洗選煤脫除重金屬295

二、低溫熱解技術297

第三節燃煤機組污染控制技術對汞等重金屬排放的影響298

一、選擇性催化還原（SCR）對重金屬脫除的影響298

二、除塵技術對重金屬污染物的脫除300

三、濕法脫硫脫除重金屬306

四、超低排放協同重金屬脫除310

第四節重金屬專項脫除技術313

一、汞氧化控制技術313

二、吸附劑脫除重金屬318

第五節燃煤機組汞排放控制技術應用情況331

一、燃煤機組超低排放改造前後汞排放331

二、飛灰基改性吸附劑噴射脫汞333

三、污染物控制設備對汞脫除測試334

參考文獻336



第六章CO2減排技術343

節CO2基本性質343

一、物理性質343

二、化學性質343

第二節CO2減排與控制技術344

一、清潔高效燃煤發電技術344

二、富氧燃燒技術345

三、化學鏈燃燒技術352

四、超臨界水熱燃燒技術358

第三節CO2捕集技術360

一、燃燒前碳捕集360

二、燃燒後碳捕集363

三、火電廠碳捕集利用工程案例373

第四節CO2封存與利用379

一、物理封存與利用379

二、化學封存與利用387

三、生物封存與利用389

四、超臨界CO2發電技術390

參考文獻393



第七章燃煤機組廢水零排放技術396

節火電廠給排水現狀396

第二節火電廠水資源利用及處理397

一、鍋爐補給水397

二、循環冷卻水處理技術412

三、凝結水精處理415

第三節火力發電廠廢水處理及回用技術418

一、廢水集中處理418

二、灰渣廢水處理回用技術420

三、脫硫廢水處理421

四、其他廢水分類處理回用技術434

第四節節水技術436

一、汽輪機凝結水回收437

二、煙氣深度節水減排技術440

三、新水源利用441

四、水務管理444

第五節火電廠廢水零排放及餘熱回收應用實例445

一、濕式相變凝聚除塵、節水及煙氣餘熱回收一體化繫統應用445

二、電廠脫硫廢水處理實例453

三、脫硫廢水煙氣餘熱蒸發零排放工程設計與應用456

四、華能某電廠廢水零排放繫統459

五、濮陽豫能發電公司廢水“零排放”項目方案460

六、熱電廠煙氣餘熱熱泵回收繫統工程應用462

七、新特能源某電廠脫硫廢水自回用及零排放處理技術465

參考文獻467

近三十年來在國民經濟高速發展的同時，也產生了嚴重的環境污染問題。空氣污染、水污染、土壤污染等已經嚴重影響了人們的健康，且正在嚴重制約著國家的可持續發展。環境污染治理已刻不容緩。

我國一次能源中，煤炭占絕大部分（65%～70%），而其中大型燃煤鍋爐消耗煤炭超過總消耗量的1/2，燃煤排放污染物（SOx、NOx、微細粉塵、SO3、NH3、重金屬等）是造成大氣污染的主要原因之一。所以，國家從戰略角度出發，針對大型火電廠燃煤量大、設備集中、有條件處理等各方面因素，要求大型燃煤鍋爐優先實現超低排放。

在政府的強力推動下，各大電廠都在積極制訂超低排放技術路線並進行改造實施。但目前開發的超低排放技術和設備推廣應用較快，有些還沒有經過足夠的運行實踐檢驗，針對不同區域、不同煤種、不同燃燒方式鍋爐排放污染物處理技術還沒有足夠的時間驗證，一些進口的技術和設備也沒有考慮到國內煤質的復雜性等，導致有些技術和設備投運後帶來一繫列問題。在此大環境下，非常有必要進行各種技術路線的交流，互相對照，問題分析，以便更好地改進技術。

在此大背景下，本書在總結整理燃煤機組常規NOx、SOx、細顆粒物超低排放處理技術的基礎上，還特別增加了氨逃逸、SO3、汞及其他重金屬等污染物排放、CO2、燃煤機組廢水零排放等技術和應用。結合筆者在微細顆粒物脫除——濕式相變凝聚技術、深度減排和深度節水技術，NOx超低排放——劣質煤低氮燃燒器改造技術與SCR流場優化等方面的工作，努力完善燃煤機組的超潔淨處理技術。同時本書還收集彙總了近幾年全國各大電廠超低排放改造技術路線及方案資料，全面介紹了大型鍋爐煙氣主要污染物控制技術及工程應用，基本包含了國內目前效果較好的超低排放先進技術。另外，感謝王文慧女士在材料整理過程中所做的工作和付出的巨大努力。

本書理論與工程應用結合，具有較強的技術應用性和針對性，各大型燃煤機組可從本書中選擇適合自己的技術路線；對已經完成了超低排放改造的電廠，也可借鋻國內其他更先進的技術，解決現有設備可能存在的問題。本書可供燃煤、電力行業技術人員、工程人員和管理人員參考，也可供高等學校環境科學與工程、熱能與動力工程等相關專業的師生參閱。

限於編著者水平和編著時間，書中難免有不足或疏漏之處，敬請讀者批評指正。



編著者

2019年10月