燃煤电厂烟气脱硫脱硝除尘技术生命周期评价

发布时间：2017-08-01 04:27

  本文关键词：燃煤电厂烟气脱硫脱硝除尘技术生命周期评价

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【摘要】：SO2、NOx、烟尘是燃煤电厂排放的主要污染物。为了实现SO2、NOx、烟尘减排,石灰石石膏湿法脱硫技术、SCR脱硝技术、电除尘技术和布袋除尘技术得到了广泛应用。但上述脱硫、脱硝和除尘系统在建设和运行过程中,都会消耗能源和资源,也会产生新的环境污染。本文从新的角度审视这个问题,采用全生命周期评价方法对燃煤电厂烟气石灰石石膏湿法脱硫技术、SCR脱硝技术、电除尘技术和布袋除尘技术进行分析评价。以电厂运行1年作为功能单位,分析评价上述四种控制技术的能耗、物耗和污染物排放情况。 本文将上述四种控制技术的生命周期分为建设阶段和运行阶段,整理计算各阶段的能源、资源消耗清单和污染物排放清单。对于建设阶段,分析统计各系统主要设备的材质和重量,查询Gabi软件数据库中的基础数据(单位材料生产能源消耗、资源消耗和污染物排放量,单位运输能源消耗、资源消耗和污染物排放量,单位能源生产资源消耗和污染物排放量),计算整理得到能源、资源消耗清单和污染物排放清单。对于运行阶段,运用类似的算法。最后,折算到系统运行1年的能耗、物耗和污染物排放量,并分析评价能源消耗、资源消耗和污染物排放对温室效应、酸化、富营养化、光化学臭氧合成及烟尘和灰尘5个方面的环境影响。 本文对SCR脱硝系统(相同入口NOx浓度、不同脱硝效率的工况和催化剂使用寿命不同的情况)、石灰石石膏湿法脱硫系统(不同锅炉负荷和不同煤炭含硫量的情况)和布袋除尘系统(滤袋和滤笼不同使用寿命的情况)进行了敏感性分析。最后,横向比较了SCR脱硝、石灰石石膏湿法脱硫和电除尘这三种大气污染物控制技术的减排效果。 研究结果表明： SCR脱硝技术运行阶段的能耗、资源消耗和污染物排放远远大于建设阶段。SCR脱硝技术在改善富营养化和酸化方面取得了明显的成效。在SCR脱硝系统入口NOx浓度相同的前提下,运行阶段环境影响负荷随着脱硝效率的降低而增大。脱硝效率由92.5%降低到75%,运行阶段环境影响负荷增大了约161.48%。随着催化剂使用年限的增大,功能单位内其生产对环境的影响越小。使用年限从2年增加到5年的过程中,环境影响负荷降低了60%。 石灰石石膏湿法脱硫技术运行阶段的能耗、资源消耗和污染物排放远远大于建设阶段。石灰石石膏湿法脱硫技术在改善酸化方面取得了明显的成效。不同锅炉负荷下,同样脱除1tS02,满负荷情况下,对环境的影响最小(1.49PET2000)。运行阶段环境影响负荷随着煤炭含硫量的增大而增大,含硫量从0.5%增加到3%的过程中,环境影响负荷增大了约46.42%。 电除尘和布袋除尘技术运行阶段的能耗、资源消耗和污染物排放远远大于建设阶段。电除尘和布袋除尘技术在改善烟尘和灰尘方面取得了明显的成效。对于布袋除尘来说,随着滤袋和滤笼年消耗量的增大,整个生命周期的环境影响负荷增大。若不考虑经除尘器除尘后排向大气的烟尘对环境的影响,布袋除尘滤袋和滤笼的使用寿命对环境的影响还是相当大的,滤袋和滤笼年更换量分别为2352条和1176只时,达到39.08%。 从横向比较来看,在现有的技术水平上,投资相同治理成本分别到SCR脱硝、石灰石石膏湿法脱硫和电除尘技术上,产生的环境影响负荷减排效果电除尘技术最好,石灰石石膏湿法脱硫技术平均减排效果优于SCR脱硝技术。
【关键词】：SCR 脱硝技术 石灰石石膏湿法脱硫技术 电除尘技术 布袋除尘技术 生命周期评价
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X773
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 选题背景、研究目的及研究意义12-15
• 1.1.1 选题背景12-14
• 1.1.2 研究目的及意义14-15
• 1.2 课题研究的相关情况15-20
• 1.2.1 研究对象的概述15-17
• 1.2.1.1 SCR脱硝技术15-16
• 1.2.1.2 石灰石石膏湿法脱硫技术16
• 1.2.1.3 电除尘技术和布袋除尘技术16-17
• 1.2.2 LCA研究现状17-20
• 1.3 课题研究内容及技术路线20-23
• 1.3.1 课题研究内容20-22
• 1.3.2 研究开展技术路线22-23
• 第二章 全生命周期评价理论23-30
• 2.1 全生命周期评价理论定义及其作用23-24
• 2.2 生命周期评价步骤24-28
• 2.3 生命周期评价相关软件28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 SCR脱硝生命周期评价30-49
• 3.1 SCR脱硝系统生命周期评价目的与范围的确定30-32
• 3.1.1 生命周期评价目的30
• 3.1.2 生命周期评价系统边界30-31
• 3.1.3 研究对象31
• 3.1.4 功能单位31-32
• 3.2 SCR脱硝系统生命周期过程32-33
• 3.2.1 建设阶段32
• 3.2.2 运行阶段32-33
• 3.3 SCR脱硝系统的生命周期清单分析33-40
• 3.3.1 建设阶段能源消耗清单33-34
• 3.3.2 建设阶段资源消耗清单34-35
• 3.3.3 建设阶段污染物排放清单35-37
• 3.3.4 运行阶段能源消耗清单37
• 3.3.5 运行阶段资源消耗清单37-38
• 3.3.6 运行阶段污染物排放清单38-40
• 3.4 SCR脱硝系统的生命周期评价和结果解释40-44
• 3.4.1 能源消耗40
• 3.4.2 资源消耗40-41
• 3.4.3 环境影响负荷41-44
• 3.5 与直排的比较44-45
• 3.6 参数敏感性分析45-47
• 3.6.1 相同入口浓度,不同脱硝效率比较45-46
• 3.6.2 催化剂不同使用寿命比较46-47
• 3.7 本章小结47-49
• 第四章 脱硫生命周期评价49-65
• 4.1 生命周期评价目的和范围的确定49-50
• 4.1.1 生命周期评价目的49
• 4.1.2 生命周期评价系统边界49-50
• 4.1.3 研究对象和功能单位50
• 4.2 生命周期清单分析50-56
• 4.2.1 建设阶段能源消耗清单50-51
• 4.2.2 建设阶段资源消耗清单51-52
• 4.2.3 建设阶段污染物排放清单52-54
• 4.2.4 运行阶段能源消耗清单54
• 4.2.5 运行阶段资源消耗清单54-55
• 4.2.6 运行阶段污染物排放清单55-56
• 4.3 生命周期影响评价及结果解释56-60
• 4.3.1 能源消耗56
• 4.3.2 资源消耗56-57
• 4.3.3 环境影响负荷57-60
• 4.4 与直排的比较60-61
• 4.5 参数敏感性分析61-64
• 4.5.1 不同锅炉负荷下的比较61-63
• 4.5.2 不同含硫量的比较63-64
• 4.6 本章小结64-65
• 第五章 除尘生命周期评价65-82
• 5.1 除尘生命周期评价目的和范围的确定65-67
• 5.1.1 生命周期评价目的65
• 5.1.2 生命周期评价系统边界65-66
• 5.1.3 研究对象和功能单位66-67
• 5.2 除尘生命周期清单分析67-74
• 5.2.1 建设阶段能源消耗清单67
• 5.2.2 建设阶段资源消耗清单67-68
• 5.2.3 建设阶段污染物排放清单68-70
• 5.2.4 运行阶段能源消耗清单70-71
• 5.2.5 运行阶段资源消耗清单71-72
• 5.2.6 运行阶段污染物排放清单72-74
• 5.3 除尘生命周期影响评价及结果解释74-79
• 5.3.1 能源消耗74
• 5.3.2 资源消耗74-75
• 5.3.3 环境影响负荷75-79
• 5.4 与直排的比较79-80
• 5.5 参数敏感性分析(布袋除尘滤袋和滤笼不同使用寿命比较)80-81
• 5.6 本章小结81-82
• 第六章 脱硫脱硝除尘技术全生命周期评价的比较分析82-86
• 6.1 脱硫脱硝除尘成本82-84
• 6.2 脱硫脱硝除尘技术比较84-85
• 6.3 本章小结85-86
• 第七章 全文总结和展望86-89
• 7.1 全文总结86-88
• 7.2 本文的不足之处以及对下一步的研究展望88-89
• 参考文献89-93
• 作者简历93

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王林;李春岩;;燃煤电厂烟气治理策略及脱硫脱硝技术[J];山东工业技术;2015年21期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 时文肖;燃煤电厂不同烟气脱硫过程的生命周期评价[D];山东大学;2016年

2 龙芸;燃煤电厂CO_2排放计算模型与方法研究[D];重庆大学;2016年

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本文编号：602517