HJ 1178-2021 工业锅炉污染防治可行技术指南.pdf

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HJ 1178-2021 工业锅炉污染防治可行技术指南.pdf简介:

HJ 1178-2021,全称为《工业锅炉污染防治可行技术指南》,是中国环境保护部(现改为生态环境部)发布的一项环境标准。该指南主要针对工业锅炉的污染防治工作,提供了一系列的技术和管理措施,旨在指导和推动工业锅炉在运行过程中减少污染物排放,提高能源利用效率,实现环境与经济的双重效益。

该指南涵盖了工业锅炉的设计、运行、维护、改造和淘汰等各个环节,内容包括:锅炉能效提升技术、燃烧优化技术、烟气治理技术、废水和固废处理技术、环境影响评价与管理等。具体内容包括了污染源的识别、污染物排放控制要求、污染物治理设施的运行维护管理、环境影响的监测与评价等。

通过遵循HJ 1178-2021的技术指南,工业锅炉使用者可以有效控制烟尘、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物的排放,对于促进工业锅炉的绿色发展,保护环境,实现可持续发展具有重要意义。

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4热力生产工艺与污染物产生

4.1.1锅炉热力生产工艺主要包括燃烧系统、贮存系统、制备与输送系统、辅助系统和污染防治系统 等。典型锅炉热力生产工艺流程及主要产污节点见附录A。 4.1.2燃烧系统的燃烧方式主要包括火床燃烧(以链条炉和抛煤机炉为代表的层燃炉)、火室燃烧(室 燃炉)、流化床燃烧(流化床炉);贮存系统主要包括燃料料仓/储罐、燃料堆场、粉煤灰库、脱硫副产 物库、灰渣场等;制备与输送系统主要包括燃料制备装置、燃料上料装置、燃料输送装置等;辅助系统 主要包括软化水制备系统和冷却水系统;污染防治系统主要包括废气、废水、固体废物和噪声污染防治 系统等。 4.1.3燃料主要包括煤、 油、天然气和生物质成型燃料 4.1.4锅炉热力生产过程中使用的化学药剂主要包括脱硫剂(石灰石、石灰、氧化镁、氢氧化镁、氢 氧化钠、碳酸钠等)、脱硝还原剂(尿素、氨水等)未 和水处理药剂(混凝剂、助凝剂、絮凝剂等)。 4.2污染物的产生 4.2.1 废气中污染物主要包括颗粒物、 二氧化硫(SO2)、氮氧化物 (NO)、 汞及其化合物等。其中颗 粒物主要来源于燃烧系统、贮存系统、制备与输送系统;SO2、NOx、 汞及其化合物产生于燃烧系统。 典型工业锅炉炉膛出口烟气污染物浓度见附录B。 4.2.2废水主要包括湿法脱硫废水、软化水再生废水和锅炉排污水等生产废水。 4.2.3固体废物主要包括飞灰、炉渣、脱硫副产物等一般工业固体废物, 废钒钛系催化剂、废离子交 换树脂等纳入《国家危险废物名录》或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险 特性的危险废物。 4.2.4噪声主要来源于燃烧系统(送风机等)、制备与输送系统(磨煤机、破碎机、皮带输送机等)、 污染防治系统(增压风机、脱硫剂循环泵等)以及辅助系统(工艺水泵等)。

4.1.3燃料主要包括烧

1锅炉使用单位应优先选用符合国家或地方相关标准及政策要求的低硫分和低灰分的燃料, 然料燃烧产生的颗粒物、SO2、汞及其化合物的浓度。 2锅炉使用单位宜选择低氮燃烧效果好的炉型及燃烧设备。 3锅炉使用单位应加强对低氮燃烧设备的定期维护、保养,以确保其运行稳定《植物纤维石膏渣空心砌块应用技术规程 CECS 201:2006》

1低氮燃烧设备是低氮燃烧技术的载体。低氮燃烧技术主要包括低氮燃烧器、炉膛整体空气 技术、烟气再循环技术等,具有投资成本低、运行维护方便等特点。采用该技术时,还应协同

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氧化碳等碳的不完全燃烧产物。 5.2.2低氮燃烧器适用于室燃炉,根据燃烧方式可分为扩散式燃烧器(包括燃料分级低氮燃烧器、空 气分级低氮燃烧器)和预混式燃烧器。 5.2.2.1扩散式燃烧器通过物理结构的优化将空气和燃料分层、分阶段送入炉膛实现分级燃烧,扩大 然烧区域、降低火焰温度,减少NO.生成。采用扩散式燃烧器的燃煤、燃油、燃天然气、燃焦炉煤气 和燃高炉煤气的锅炉NO产生浓度可分别控制在200~600mg/m3、100~300mg/m3、60~200mg/m²、 200~500mg/m3和30~200mg/m3。 5.2.2.2预混式燃烧器适用于燃天然气锅炉,根据降低NOx生成的原理可分为贫燃预混燃烧技术与水 冷预混燃烧技术。贫燃预混燃烧器利用高过量空气降低火焰温度,同时燃烧器采用金属纤维等结构分割 火焰,稳燃的同时可使温度分布均匀,减少NOx生成;采用该技术,NOx产生浓度可控制在20~80mg/m3。 水冷预混燃烧器采用间接冷却的方式将火焰根部的热量从高温区带走,降低预混火焰温度,减少NO 生成;采用该技术,NOx产生浓度可控制在20~50mg/m。 5.2.3炉膛整体空气分级燃烧技术适用于层燃炉、燃煤室燃炉和燃油室燃炉,通过分层布置的燃烧器 将燃烧所需空气逐级送入燃烧火焰或火床中,使燃料在炉内分级分段燃烧,减少NO,生成。采用该技 术的层燃炉、燃煤室燃炉和燃油室燃炉的NOx产生浓度可分别控制在200~400mg/m3、200~400mg/m 和100~300mg/m3 5.2.4烟气再循环技术适用于流化床炉、层燃炉和室燃炉,通过将锅炉尾部的低温烟气作为惰性吸热 工质引入火焰区,降低火焰区的温度和燃烧区的含氧量,减缓燃烧热释放速率,减少NO.生成。该技 术通常与其他低氮燃烧技术结合使用,

化碳等碳的不完全燃烧

6.1烟气污染治理技术

6.1.2颗粒物治理技术

6.1.2.1 于式电除尘技术

通过合理设计烟气流速、比集尘面积等参数,实现除尘效率96%~99.9%。烟气流速宜取0 m/s,当比集尘面积不小于100m²/(m3/s)时,干式电除尘器出口颗粒物浓度可达50mg/m3以

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6.1.2.2袋式除尘技术

通过合理选择滤料种类、过滤风速等参数,实现除尘效率99%~99.99%。当采用常规针刺毡滤料, 过滤风速不大于1.0m/min时,袋式除尘器出口颗粒物浓度可达30mg/m3以下;当过滤风速不大于 0.9m/min时,袋式除尘器出口颗粒物浓度可达20mg/m3以下。当采用高精过滤滤料,过滤风速不大于 0.8m/min时,袋式除尘器出口颗粒物浓度可达10mg/m3以下。当处理烟气循环流化床法脱硫后的高粉 尘浓度烟气时,过滤风速宜不大于0.7m/mim。该技不基本不受燃烧煤种、烟尘比电阻和烟气工况变化 等影响,运行温度应高于酸露点15℃以上且≤250℃;燃煤层燃炉和生物质成型燃料锅炉宜设置必要的 保护措施,降低滤袋烧毁风险;系统阻力相对较大、占地面积小、投资成本低,滤袋更换成本高。

6.1.2.3湿式电除尘技术

该技术常用于烟气脱硫后,通过合理设计烟气流速、比集尘面积等参数,实现除尘效率60%~90%, 湿式电除尘器出口颗粒物浓度可达10mg/m3以下。该技术分为板式湿式电除尘技术和蜂窝式湿式电除 尘技术,可有效去除细颗粒物及湿法脱硫后烟气中夹带的液滴,并高效协同脱除三氧化硫(SO3)、汞 及其化合物等;系统阻力小、古地面积小、投资成本较高。

6.1.2.4电袋复合除尘技术

通过合理选择滤料 种柔和合理设计过 区比集尘面积等参数,实现除尘效率99%~ 99.99%。当采用常规针刺毡滤料, 颗粒物排放浓度可达20mg/m3以下;当采用高精过滤滤料,颗粒物 排放浓度可达10mg/m3以下。 该技术适用于燃煤锅炉烟气颗粒物的脱除,兼具袋式除尘和干式电除尘 的优点,滤袋使用寿命长,对难荷电颗粒物、细颗粒物及高比电阻粉尘脱除效果佳;系统阻力大、占地 面积大、投资成本高,滤袋更换成本高

6.1.3二氧化硫治理技术

采用石灰石或石灰浆液作为脱硫剂,通过控制塔内烟气流速、钙硫摩尔比和液气比等参数,实现脱 流效率90%~99%,SO2排放浓度可控制在25~200mg/m3。该技术适用于各种燃料、炉型和容量的锅 炉烟气SO,治理,煤种、负荷变化适应性强,对颗粒物和汞及其化合物有协同治理效果;需考虑脱硫废 水和脱硫副产物的处理和处置,系统投资成本相对较高;系统阻力和占地面积相对较大。

6.1.3.2镁法脱硫技术

采用氢氧化镁浆液或氧化镁然化形成的氧化镁永液作为脱硫剂,通过控制塔内烟气流速、镁硫摩 尔比和液气比等参数,实现脱硫效率90%~99%,SO2排放浓度可控制在25~200mg/m3。该技术适 用于镁矿资源丰富地区各种燃料、炉型和容量的锅炉烟气SO2治理,煤种、负荷变化适应性强;需考 慧脱硫废水处理和脱硫副产物的资源化利用;系统阻力小、占地面积小、投资成本低,吸收剂消耗成 本高

6.1.3.3钠碱法脱硫技术

采用氢氧化钠或碳酸钠等钠基物质溶液作为脱硫剂,通过控制塔内烟气流速、反应摩尔比、液气比 等参数,实现脱硫效率90%~99%,S02排放浓度控制在25200mg/m3。该技术适用于各种燃料、炉 型和容量的锅炉烟气SO2治理,吸收剂反应活性高;应采取有效措施减少可溶盐排放进入大气;系统阻 力小、占地面积小、投资成本低,吸收剂消耗成本相对较高。

6.1.3.4烟气循环流化床法脱硫技术

采用钙基脱硫剂,通过控制钙硫摩尔比、烟气停留时间等参数,实现脱硫效率80%~95%,SC 度可控制在35~200mg/m3。该技术适用于燃用中、低硫煤的燃煤锅炉或已配套炉内脱硫的燃

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化床锅炉,耗水量较少 一定限制;应充 荷运行时可能存在的塌床问题: 投资成本和吸收剂成本高。

DL/T 429.7-2017标准下载6.1.3.5炉内脱硫技术

采用石灰石粉作为脱硫剂,通过向炉内喷射脱硫剂脱除烟气申的SO2。通过合理匹配脱硫剂喷射区 域温度、钙硫比和脱硫剂粒径等参数,脱硫效率可达50%;当燃用硫分不大于0.5%的煤时,炉膛出口 SO2浓度可达200mg/m3。该技术多用于流化床炉,与炉外湿法或烟气循环流化床法脱硫系统相结合投 资成本较低,配置简洁、能耗低和占用空间小;存在降低锅炉热效率、增加炉膛磨损和运行物耗较高等 间题。

6.1.4氨氧化物治理技术

6.1.4.1SNCR脱硝技术

以氨水、尿素等作为脱硝还原剂,通过选择合理反应温度区域、氨氮摩尔比等参数,层燃炉和室燃 炉脱硝效率可控制在20%~40%,流化床炉脱硝效率可控制在40%~70%。该技术应用于层燃炉、室燃 炉和流化床炉时,NO排放浓度可分别控制在120~200mg/m3、120~300mg/m3和90~200mg/m3。该 技术反应温度通常为800~1150℃, 适用于燃煤和燃生物质成型燃料锅炉, ,占地面积小,投资成本和运 行成本较低;宜控制氨逃逸质量浓度低于8mg/m3

6.1.4.2SCR脱硝技术

以氨水、尿素等作为脱硝还原剂,在催化剂作用下,通过选择合理反应温度区域、合理设计氨氮摩 尔比、催化剂活性、催化剂层数等参数,脱硝效率可控制在50%~90%,NO排放浓度可控制在40~ 150mg/m3。该技术脱硝催化剂形式主要为蜂窝式或板式,催化剂的反应温度通常为300~420℃;脱硝 效率相对较高GB 50077-2017 钢筋混凝土筒仓设计标准,负荷适应性强; 系统阻力大、占地面积大、投资成本和运行成本较高;宜控制氨逃逸质 量浓度低于2.28mg/m 应控制 SO2/SO转化率低于1%。

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