煤炭是我國能源生產(chǎn)消費的主力,燃煤發(fā)電發(fā)揮了不可替代的作用。2018年我國火力發(fā)電量約占發(fā)電總量的70%,其中煤電裝機容量占火電裝機總量的88.6%。然而煤炭燃燒產(chǎn)生的大量污染物如粉塵、氮氧化物、硫氧化物和重金屬等隨燃煤煙氣排放,會破壞大氣資源,危害生物健康。因此,我國政府不斷提高對燃煤大氣污染的排放要求,加大監(jiān)管力度。目前燃煤電廠超低排放系統(tǒng)中的煙氣凈化設(shè)備之間大多獨立運行,針對污染物協(xié)同脫除的研究也以針對單裝置或單種污染物為主。由于傳統(tǒng)控制水平有限,受到鍋爐側(cè)的負荷波動和煤質(zhì)變化影響,各污染物脫除裝備運行不穩(wěn)定,易導(dǎo)致投入成本過高或污染物排放超標。為解決這些問題,需要對超低排放系統(tǒng)的運行全流程進行統(tǒng)籌優(yōu)化,從而指導(dǎo)各裝備的運行調(diào)控,在保證排放達標的同時最大限度地降低能源和物料的投入。本文以燃煤鍋爐產(chǎn)生的主要污染物NO_x、SO₂、PM、SO₃和Hg,以及典型超低排放系統(tǒng)配套的選擇性催化還原脫硝裝備、靜電除塵裝備、煙氣濕法脫硫裝備和濕式電除塵裝置為研究對象,圍繞超低排放系統(tǒng)多種污染物全流程脫除的全局優(yōu)化問題開展了以下研究... 

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

罰函數(shù)實現(xiàn)約束轉(zhuǎn)化流程示意圖[61]

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文2超低排放系統(tǒng)對污染物的協(xié)同控制特性研究222超低排放系統(tǒng)對污染物的協(xié)同控制特性研究2.1引言一套典型的燃煤電廠超低排放系統(tǒng)配備包括選擇性催化還原脫硝裝置（SCR）、靜電除塵裝置（ESP）、濕法煙氣脫硫裝置（WFGD）以及濕式電除塵裝置（WESP），在運行過程中每個系統(tǒng)分別對NOx、SO2、PM、SO3和Hg這五種污染物具有不同程度上的協(xié)同作用，具體對應(yīng)關(guān)系如圖2-1所示。圖2-1超低排放系統(tǒng)各裝置對多種污染物的協(xié)同脫除概況超低排放系統(tǒng)內(nèi)各環(huán)保裝備對多種污染物協(xié)同脫除的研究能夠幫助解決環(huán)保裝備和污染物一對一的控制技術(shù)投入成本高、占地空間大的問題，從而提升經(jīng)濟效益和環(huán)保效益。因此，本章結(jié)合課題組現(xiàn)有研究成果和其他文獻成果，研究了煙氣在流經(jīng)每個環(huán)保裝備時，各裝備對NOx、SO2、PM、SO3和Hg這五種污染物的協(xié)同作用機理和影響脫除效果的主要因素，為后文超低排放系統(tǒng)全流程的全局優(yōu)化提供基矗本章中提到的脫除效率都以下述公式計算：=×100%（2-1）式中，為污染物在某脫除裝置的入口濃度，為其在該脫除裝置的出口濃度。

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文2超低排放系統(tǒng)對污染物的協(xié)同控制特性研究232.2脫硝裝置對污染物的協(xié)同作用研究2.2.1脫硝裝置對Hg的協(xié)同氧化作用圖2-2燃煤煙氣中汞控制路徑圖燃煤煙氣中的汞主要以零價汞（Hg0）、氧化汞（Hg2+）和顆粒態(tài)汞（Hgp）這三種形態(tài)存在。隨著溫度的升高，則汞從煤中析出的比例就越高[140,141]。在實際燃煤電廠鍋爐的爐膛高溫條件下，煤中的汞基本上全部析出；在爐內(nèi)燃燒溫度大于800K的環(huán)境條件下,99%以上的汞都會以單質(zhì)形式存在。單質(zhì)汞是在該溫度條件下唯一的熱力穩(wěn)定形式，其具有不易溶于水的特性和較強的揮發(fā)性，基本以蒸汽形態(tài)存在，不易被環(huán)保裝備脫除，因此單質(zhì)汞的高效脫除是燃煤電廠汞控制的關(guān)鍵點[142-144]。煙氣從鍋爐出口進入尾部煙道后，溫度有所降低，相應(yīng)條件下的汞控制路徑主要有兩種：第一種是單質(zhì)汞Hg0(g)與煙氣中的物質(zhì)發(fā)生均相氧化反應(yīng)后，被氧化產(chǎn)生氣態(tài)的二價汞Hg2+(g)；第二種是沒有被氧化的單質(zhì)汞Hg0(g)與二價汞Hg2+(g)和煙氣中其他固態(tài)產(chǎn)物在固態(tài)吸附作用下形成粒子吸附態(tài)汞Hgp，及顆粒態(tài)汞。絕大部分的二價汞Hg2+(g)和顆粒態(tài)汞Hgp可以被后續(xù)超低排放系統(tǒng)中的脫硫裝置和除塵裝置高效脫除。相比較來說，SCR脫硝裝置對汞的脫除效果比較微弱，主要以固體催化劑表面吸附作用為主，協(xié)同脫除效率一般在5%到10%左右。煙氣中的氯化氫本身不具備很強的氧化能力，但煙氣進入SCR后，脫硝催化劑能夠促進氯化氫和氧氣反應(yīng)，從而將單質(zhì)汞氧化為氯化汞，這也是SCR脫硝裝置對協(xié)同控制汞的主要貢獻。SCR催化劑（V2O5-WO3/TiO2）能夠使煙氣中的HCl和O2發(fā)生迪肯（Deacon）反應(yīng)生成Cl2，Cl2及相關(guān)聯(lián)的Cl原子具有強氧化性，可以將煙氣中大部分單質(zhì)汞Hg0氧化為二價汞Hg2+，如下式所示：2+122

【參考文獻】：
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本文編號：3033622