鍋爐煙氣脫硫脫硝工程改造與實踐

宋金峰

摘 要：火電廠是我國電力能源的重要來源，在當前環(huán)保理念日益深入人心的形勢下，火電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝成為了人們非常重視的一個問題。有鑒于此，本文對當前火電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀以及常見技術展開了探討，并以具體工程為例對脫硫脫硝工程的改造進行了研究，以供相關人員借鑒。

關鍵詞：火電廠;鍋爐煙氣;脫硫脫硝技術

隨著社會不斷的發(fā)展， 我國經(jīng)濟水平逐漸提升，各個領域發(fā)展迅速， 對于煤炭能源的使用率增加， 從而導致我國每年煤炭燃燒量處于一個持續(xù)增長的狀態(tài)。其中煤炭燃燒量最大的行業(yè)主要指火電廠， 煤炭在燃燒過程中所排放出來的物質(zhì)破壞自然生態(tài)環(huán)境、引發(fā)酸雨， 對人們的日常生活來說造成了很大的影響。要想從根本上解決這一問題， 就應該加強對脫硫脫硝技術的應用， 火電廠鍋爐排放出來的物質(zhì)進行全方面處理， 減少對環(huán)境的污染， 保證火電廠企業(yè)可以健康的發(fā)展下去。

一、火電廠鍋爐煙氣同時脫硫脫硝技術發(fā)展現(xiàn)狀

我國已經(jīng)頒布了全新的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）以及2015年12月11日國家環(huán)保部、國家發(fā)改委、國家能源局三部委聯(lián)合下發(fā)《關于印發(fā)全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案的通知》， 其中明確規(guī)定了燃煤電廠鍋爐煙氣中大氣污染物排放限值。鍋爐煙氣中大氣污染物中主要包括了氮氧化物、二氧化硫和煙塵等， 因此，燃煤電廠在發(fā)展過程中應該加強對這三者排放濃度情況的治理， 只有這樣才能達到國家要求的排放標準。而脫硫脫硝技術在火電廠鍋爐煙氣中的應用可以有效的減少鍋爐煙氣中的大氣污染物， 同時也是燃煤電廠在未來發(fā)展的必然趨勢。

我國現(xiàn)有的脫硫脫硝技術主要以國外的先進技術手段為基礎進行， 其在應用過程中為了保證燃煤電廠可以健康、可持續(xù)的發(fā)展下去，就應該將現(xiàn)有的脫硫脫硝技術創(chuàng)新、完善， 并以石灰石為基礎進行煙氣脫硫。這種脫硫方法成本較低、操作容易、速度較快， 可以在各中脫硫方法中得到廣泛應用。另外， 我國脫硫脫硝技術在燃煤電廠鍋爐煙氣達標排放改造中的應用已經(jīng)取得了較好的成績， 這對燃煤電廠發(fā)展與自然生態(tài)環(huán)境的保護工作來說提供了很大的幫助。

二、火電廠鍋爐煙氣同時脫硫脫硝工藝技術

2.1 爐內(nèi)燃燒同時脫硝技術

該技術在火電廠實際使用期間可以有效的將鍋爐內(nèi)部的煙氣進行質(zhì)量控制， 并通過鍋爐調(diào)節(jié)的形式做好鍋爐內(nèi)部溫度的控制工作， 只有這樣才能保證火電鍋爐在生產(chǎn)過程中減少氮氧化物， 保證鍋爐內(nèi)部尿素進行還原， 并將其噴灑到對應的鍋爐內(nèi)部， 形成可以直接排放的氮氣， 從而減少有害物質(zhì)的排放， 保護自然生態(tài)環(huán)境。在對鍋爐內(nèi)燃料有害物質(zhì)處理過程中可以通過SNCR脫硝技術進行操作， 只有這樣才能保證該技術可以在指定的條件下， 減少鍋爐內(nèi)部的有害煙氣， 保證排放出來的煙氣符合國家要求的大氣污染物排放限值。

2.2 高能輻射化學法

在對火電廠鍋爐煙氣同時脫硫脫硝過程中， 可以通過高能輻射化學方法進行操作， 而高能輻射化學法主要包括了電子束照、脈沖電暈等離子體法這兩部分組成。其中的電子束照法主要指火電廠鍋爐在實際應用期間通過陰極形成的電子束輻射煙氣進行操作， 煙氣中的物質(zhì)通過不斷的反應結(jié)合產(chǎn)生了硫氧化物反應， 并形成了全新的（ NH4）2SO4等物質(zhì)。通過這些反應對火電廠鍋爐煙氣的處理可以有效的減少煙氣中的有害成分， 該方法的脫硫脫硝效率可以達到與80%-90%。

2.3 固相吸附與再生技術

在對火電廠鍋爐煙氣處理過程中還可以通過固相吸附的再生技術進行操作， 通過選取合適的固相吸收劑， 煙氣在流經(jīng)吸收劑的同時對煙氣中的SO2和NOx進行吸收。這種脫硫脫硝技術在火電廠鍋爐中的應用可以有效的將鍋爐煙氣中的有害物質(zhì)提取出來， 通過污染回收的形式進行處理， 減少煙氣中的SO2和NOx等有害物質(zhì)的排放。再通過可再生技術將吸收有害物質(zhì)的吸收劑進行處理， 提取出吸收的有害物質(zhì)， 從而保證有害物質(zhì)可以被合理應用， 減少有害物質(zhì)的排放， 保護自然生態(tài)環(huán)境。

2.4 濕法同時處理技術

濕法同時處理技術是鍋爐煙氣脫硫脫硝技術中的核心技術， 在火電廠中得到了廣泛的應用。該技術在應用中已經(jīng)取得了較好的成績， 隨著技術的不斷完善和成熟， 該技術的脫硫脫硝效率也在不斷的提高， 設備的可靠性也十分的穩(wěn)定，有效的減少煙氣有害物質(zhì)的排放， 保護了自然生態(tài)環(huán)境。該技術在實際使用期間可以通過NOx降低溶解特性機理進行操作，并將煙氣通過NOx氧化反應降低其中的有害成分， 之后再通過NOx氧化反應提升煙氣物質(zhì)的溶解程度，只有這樣才能去除其中的有害物質(zhì)， 保證煙氣物質(zhì)的中的脫硫脫硝工作可以順利進行下去。

三、鍋爐脫硫脫銷工程改造具體分析

3.1 工程概況

根據(jù)錦州石化熱電公司提供的熱力特性資料和熱電公司實際監(jiān)測數(shù)據(jù)，目前單臺鍋爐的NOx最大排放濃度為300mg/Nm3，不滿足《火電廠大氣污染物排放標準》GB13223-2011及遼寧省環(huán)保部門相關規(guī)定的要求，對當?shù)丨h(huán)境造成一定的影響。為確保煙氣中氮氧化物的達標排放，決定對3臺240t/h（1#、2#、3#）鍋爐和1臺220t/h（4#）鍋爐煙氣進行脫硝改造，并建設脫硝公用設施尿素制備儲存區(qū)，同步進行省煤器、空預器系統(tǒng)改造和1#-3#鍋爐引風機及空壓站改造。本工程改造后目標值為：NOx排放濃度≤100mg/Nm3。

3.2 脫銷改造分析

（1）SNCR尿素噴槍

在鍋爐爐膛28米至35米的位置安裝SNCR噴槍，1～3#爐：15支噴槍/爐，4#爐：6支噴槍，SNCR噴槍的作用是在爐膛合適溫度區(qū)噴入還原劑尿素溶液，尿素在爐膛中分解后與煙氣中的N0x反應。

（2） SCR反應器

SCR反應器一般情況下安裝在煙道外部，考慮現(xiàn)場無足夠的空間安裝設備和外置SCR脫硝反應器的費用較高等因素，將SCR反應器設計安裝在了高溫空氣預熱器與低溫省煤器之間。

這樣在合適溫度區(qū)間的爐膛中噴入還原劑尿素，尿素在爐膛中分解為氨和異氰酸，并與煙氣中的NOx反應，未參加反應的氨氣逃逸至SCR反應器，在反應器內(nèi)的催化劑催化下進一步與煙氣中的N0x反應，從而實現(xiàn)SNCR+SCR混合脫硝。脫硝反應器布置在高溫空氣預熱器與低溫省煤器之間，設計了一層蜂窩式催化劑，受現(xiàn)有廠房空間限制，無預留層。

3.3 脫硫改造分析

石灰石漿液濕法煙氣脫硫系統(tǒng)構(gòu)成主要有：煙氣系統(tǒng)、SO2吸收/氧化系統(tǒng)、石灰石漿液制備、供應系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)/皮帶機系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、排空系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)。

石灰石漿液濕法脫硫工藝流程：鍋爐煙氣經(jīng)電除塵器除塵后，通過增壓風機后進入脫硫吸收塔。在吸收塔內(nèi)煙氣向上流動且被向下流動的循環(huán)漿液以逆流方式洗滌。循環(huán)漿液則通過噴漿層內(nèi)設置的噴嘴噴射到吸收塔中，以便脫除SO2，與此同時在“強制氧化工藝”的處理下反應的副產(chǎn)物被導入的空氣氧化為石膏，并消耗作為吸收劑的石灰石粉。滿足要求的石灰石粉由罐車運至石灰石粉倉下，并由車載氣泵將石灰石粉打入粉倉。

在吸收塔中石灰石漿液與煙氣中的二氧化硫反應生成石膏，這部分石膏漿液通過石膏漿液泵排出，進入石膏脫水系統(tǒng)。脫水系統(tǒng)主要包括石膏廢水旋流器、漿液分配泵和真空皮帶脫水機。經(jīng)過真空皮帶機脫水的石膏落入石膏儲存庫中存儲。經(jīng)過凈化處理的煙氣流經(jīng)兩級除霧器除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的漿液霧滴去除后排入煙囪。同時按特定程序不時地用工藝水對除霧器進行沖洗。最后潔凈的低溫凈煙氣通過吸收塔上部的通道在無需濕電加熱的情況下進入煙囪排向大氣。

四、結(jié)束語

近年來隨著社會不斷的發(fā)展， 在工業(yè)鍋爐使用過程中需要定期對其能效進行測試， 并將現(xiàn)有的鍋爐煙氣脫硫脫硝技術進行創(chuàng)新完善，開展切合本工程實際的技術可行、經(jīng)濟合理的鍋爐煙氣脫硫脫硝達標排放改造。

參考文獻：

[1]任振峰， 王飛. 燃煤電廠鍋爐煙氣脫硫脫硝技術及展望[J]. 資源節(jié)約與環(huán)保， 2015（10）：15-15.

[2]雷濤. 基于燃煤工業(yè)鍋爐煙氣濕法脫硫脫硝技術研究[J]. 化工管理， 2015（17）：144-144.