小型熱電廠SO2和NOx超低排放改造項(xiàng)目淺談

周志堅(jiān) 安學(xué)軍 陶紅

摘 ?要：根據(jù)鍋爐整治的相關(guān)要求，通過對實(shí)施3臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐脫硫脫硝提標(biāo)技術(shù)改造項(xiàng)目，進(jìn)行連續(xù)4d驗(yàn)收檢測，結(jié)果均合格，企業(yè)全面實(shí)現(xiàn)了超低排放，取得良好的社會(huì)效益，對區(qū)域空氣質(zhì)量改善做出了貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：熱電廠 ?超低排放 ?改造

中圖分類號：TM621 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2019）06（b）-0016-02

1 ?項(xiàng)目背景

為切實(shí)做好大氣污染防治工作，努力改善區(qū)域空氣環(huán)境質(zhì)量，廣達(dá)熱電積極落實(shí)主體責(zé)任，按照《常州市新北區(qū)2018年大氣污染防治攻堅(jiān)行動(dòng)方案》（常新委〔2018〕43號）要求，開展3臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐脫硫脫硝提標(biāo)技術(shù)改造項(xiàng)目，目前項(xiàng)目已竣工，SO2、NOx排放濃度進(jìn)一步降低，達(dá)到了超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 ?企業(yè)簡介

常州新區(qū)廣達(dá)熱電有限公司作為一家區(qū)域型熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè)，于2001年4月開始生產(chǎn)，2004年4月和2005年2月分別完成了熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目一期、二期工程，總規(guī)模為1臺(tái)35t/h鏈條鍋爐（#1爐）、3臺(tái)75t/h次循環(huán)硫化床鍋爐（#2～#4爐）并配1臺(tái)7MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組（#1機(jī)）和1臺(tái)15MW背壓式汽輪發(fā)電機(jī)組（#2機(jī)）。

根據(jù)上級政府部門鍋爐整治的相關(guān)要求，企業(yè)已將35t/h鏈條爐于2017年停用（系統(tǒng)隔斷），今年8月辦理了注銷，現(xiàn)規(guī)模為3爐2機(jī)運(yùn)行。

3 ?項(xiàng)目綜述

熱電企業(yè)實(shí)現(xiàn)超低排放的3個(gè)因子主要為SO2、NOx和煙塵，廣達(dá)熱電歷年來陸續(xù)實(shí)施了爐外煙氣濕法脫硫（鈉鎂雙堿法）、爐內(nèi)噴鈣脫硫、SNCR脫硝、濕式靜電除塵器等技改項(xiàng)目，截至2017年底，綜合治污能力已達(dá)到SO2和NOx低于特別排放限值（SO2<50mg/Nm3，NOx<100mg/Nm3）、煙塵低于超低排放限值（煙塵<10mg/Nm3）的標(biāo)準(zhǔn)（詳見《常州新區(qū)廣達(dá)熱電有限公司“75t/h循環(huán)流化床鍋爐脫硫提標(biāo)技術(shù)改造項(xiàng)目”“電廠煙氣除塵系統(tǒng)超低排放技術(shù)改造項(xiàng)目”竣工環(huán)保驗(yàn)收意見》（常新環(huán)驗(yàn)[2017]72號）。

為繼續(xù)推進(jìn)環(huán)保治污，徹底實(shí)現(xiàn)超低排放，企業(yè)2018年又投入160萬元實(shí)施脫硫系統(tǒng)擴(kuò)容以及鍋爐低氮燃燒改造，進(jìn)一步提升3臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐的脫硫、脫硝能力，使SO2、NOx也達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)（SO2<35mg/Nm3，NOx<50mg/Nm3）。

4 ?脫硫提標(biāo)技術(shù)改造

企業(yè)原有脫硫工藝為二級脫硫：爐內(nèi)噴鈣+爐外煙氣濕法脫硫（鈉鎂雙堿法），兩級的脫硫效率分別為>50%和>95%，日常運(yùn)行以爐外濕法為主，爐內(nèi)噴鈣為輔。

爐內(nèi)噴鈣簡述：石灰石粉通過罐車泵送入石灰石粉儲(chǔ)罐中，然后通過可以變頻調(diào)速的石灰石給料機(jī)將適量的石灰石粉送入連續(xù)輸送泵，利用羅茨風(fēng)機(jī)的動(dòng)力將石灰石粉通過返料入口送入爐膛參與爐內(nèi)脫硫。石灰石受熱分解成氧化鈣和二氧化碳，再與煙氣中二氧化硫，反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，最終被氧化成硫酸鈣，副產(chǎn)物隨爐渣排出。

CaCO3→CaO+CO2

CaO+SO2+0.5O2→CaSO4

爐外煙氣濕法（鈉鎂雙堿法）簡述：用氫氧化鈉溶液（NaOH）和氧化鎂漿液[Mg（OH）2]吸收煙氣中SO2，得到含結(jié)晶水的亞硫酸鎂和硫酸鎂的固體吸收產(chǎn)物，然后再用氧化鎂進(jìn)行再生。

吸收單元：MgSO3+SO2+H2OMg（HSO3）2

Na2SI3+SO2+H2O2NaHSO3

或 2NaOH+SO2Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

再生單元：MgO+Mg（HSO3）2NaOH2MgSO3↓+H2O

MgO+2NaHSO3MGSO3↓+Na2SO3+H2O

企業(yè)脫硫系統(tǒng)原配置有5臺(tái)脫硫泵，其中#1～#4脫硫泵為180t/h流量，#5脫硫泵為150t/h流量，為進(jìn)一步提高脫硫效率，增強(qiáng)脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定性，企業(yè)于2018年更換#3、#5脫硫泵，改為兩臺(tái)320t/h流量的脫硫泵（型號200UHB-ZK-320-32/55-4，生產(chǎn)廠家宜興宙斯泵業(yè)），以增加脫硫塔噴淋量，進(jìn)而降低二氧化硫排放濃度。

脫硫提標(biāo)改造項(xiàng)目于2018年4月開工，7月竣工，更換了兩臺(tái)大容量脫硫泵后，有效保障了脫硫液母管壓力不低于0.3MPa，加大了脫硫塔內(nèi)的噴淋量，使塔內(nèi)吸收SO2效果更佳，SO2排放濃度下降10～30mg/Nm3，可穩(wěn)定低于35mg/Nm3，達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。

5 ?脫硝提標(biāo)技術(shù)改造（低氮燃燒）

企業(yè)原有脫硝工藝為SNCR法，是一種不用催化劑，在850℃～1100℃的溫度范圍內(nèi)，將含氨基的還原劑（氨水）噴入爐內(nèi)，將煙氣中的NOx還原脫除，生成氮?dú)夂退那鍧嵜撓跫夹g(shù)。以氨水為還原劑的主要反應(yīng)為：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率，對NOx生成量有一定影響，提高循環(huán)倍率，可使物料循環(huán)量增加，懸浮段焦炭濃度增加，從而加強(qiáng)NO與焦炭的還原反應(yīng)，使NOx排放量下降。爐內(nèi)NO與焦炭反應(yīng)：

NO+CN2+CO

2NO+CN2+CO2

因此，可采取提高爐內(nèi)物料循環(huán)倍率的方法，來減少NOx生成量。同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度，對NOx生成量有直接的影響，床溫降低可進(jìn)一步減少NOx生成量。

循環(huán)流化床鍋爐中心筒工作原理簡介：高溫?zé)煔饨?jīng)分離器切口高速進(jìn)入，在中心筒與分離器之間旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使絕大部分飛灰顆粒撞擊分離器內(nèi)壁，掉落下來，高溫?zé)煔鈩t經(jīng)中心筒內(nèi)流出，從而達(dá)到飛灰與煙氣分離目的。

如適當(dāng)加長中心筒，可增加物料循環(huán)倍率，使得更多飛灰經(jīng)返料器回到爐膛繼續(xù)參與循環(huán)燃燒，一方面加強(qiáng)懸浮段NO與焦炭的還原反應(yīng)，另一方面降低床溫，從而有效遏制了爐內(nèi)NOx的生成量，同時(shí)還可以降低鍋爐飛灰可燃物含量，提高鍋爐效率。

廣達(dá)熱電此次脫硝提標(biāo)改造，將3臺(tái)75t/h循環(huán)流化床鍋爐的中心筒下端各加長25cm（其中#4爐中心筒于18年上半年先行試驗(yàn)改造，加長10cm后，取得了一定效果，然后繼續(xù)加長15cm并推廣至所有鍋爐，另#3爐中心筒為整體更換加長），且內(nèi)徑從1280cm減至1180cm。項(xiàng)目從18年3月份開工，8月份3臺(tái)鍋爐全部改造完成。竣工后，對比改造前后的運(yùn)行參數(shù)，相同蒸發(fā)量工況下，鍋爐床溫下降約10℃～30℃，NOx下降約20～60mg/Nm3，可穩(wěn)定低于50mg/Nm3，達(dá)到了超低標(biāo)準(zhǔn)。

6 ?項(xiàng)目成效

此次脫硫脫硝技術(shù)提標(biāo)改造項(xiàng)目已全部完成建設(shè)和調(diào)試，并于8月21～24日委托常州市人居環(huán)境檢測防治中心進(jìn)行連續(xù)4d驗(yàn)收檢測，結(jié)果均合格，企業(yè)全面實(shí)現(xiàn)了超低排放，預(yù)計(jì)可減少SO2排放64t/年，減少NOx排放221t/年，取得良好的社會(huì)效益，對區(qū)域空氣質(zhì)量改善做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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