循環(huán)流化床鍋爐煙氣超低排放改造

韓丁

摘要：隨著我國(guó)能源價(jià)格的持續(xù)上升，煤炭?jī)r(jià)格一直比較高，煤炭資源使用中提出了提高利用率的要求，同時(shí)我國(guó)提出節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)，這對(duì)煤炭資源的使用提出了較高要求。隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民群眾對(duì)美好生活追求日益增強(qiáng)，環(huán)保要求也所提高，2018年安徽省提出《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》，要求“2020年二氧化硫、氮氧化物排放總量各比2015年下降16%，PM2.5濃度比2015年下降18%以上”。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床;鍋爐;煙氣;超低排放

1 運(yùn)行狀況

某電廠熱電車(chē)間內(nèi)1臺(tái)130 t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐于2008年3月投產(chǎn)，2臺(tái)150 t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐于2011年10月投產(chǎn)。 2012年，2臺(tái)150 t/h高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐采用氨法煙氣脫硫、選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝技術(shù)達(dá)到GB 13271—2014《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，實(shí)現(xiàn)煙氣中二氧化硫質(zhì)量濃度不超過(guò)200 mg/m3、氮氧化物質(zhì)量濃度不超過(guò)200 mg/m3、煙塵質(zhì)量濃度不超過(guò)30 mg/m3。2014年，130 t/h中溫次高壓循環(huán)流化床鍋爐采用氨法煙氣脫硫、SNCR脫硝技術(shù)也實(shí)現(xiàn)上述排放標(biāo)準(zhǔn)。為達(dá)到安徽省要求，對(duì)高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行改進(jìn)。

2 改進(jìn)措施

針對(duì)高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐采用多種污染物高效脫除技術(shù)，使其大氣污染物排放濃度符合《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）要求》超低排放限值。中部地區(qū)新建燃煤機(jī)組原則上接近或達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，即二氧化硫質(zhì)量濃度不超過(guò)35 mg/m3、氮氧化物質(zhì)量濃度不超過(guò)50 mg/m3、煙塵質(zhì)量濃度不超過(guò)10 mg/m3。為了提高鍋爐余熱回收節(jié)能改造的水平，該案例對(duì)加熱管網(wǎng)實(shí)行閉式回路改造和開(kāi)式回路改造兩種。煙氣余熱回收應(yīng)用到熱水系統(tǒng)中，熱水系統(tǒng)的水溫為50℃，這時(shí)容易產(chǎn)生低溫腐蝕，采用閉式循環(huán)設(shè)計(jì)，在回路中安裝循環(huán)水泵，解決低溫腐蝕的問(wèn)題。煙氣余熱回收系統(tǒng)與熱網(wǎng)的板式換熱器連接起來(lái)，促使水溫可以加熱到70℃，構(gòu)成開(kāi)式熱水循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)系統(tǒng)加裝調(diào)節(jié)閥門(mén)，控制熱水使用。

2.1 氮氧化物

為實(shí)現(xiàn)氮氧化物質(zhì)量濃度不超過(guò)50 mg/m3的指標(biāo)，針對(duì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行脫硝改造，增加選擇性催化還原技術(shù)（SCR）脫硝工藝。根據(jù)鍋爐爐膛出口NOX質(zhì)量濃度條件，確定采用SNCR+SCR 聯(lián)合脫硝工藝，脫硝效率為60%～80%。SCR反應(yīng)器催化劑設(shè)計(jì)為2層（裝1層、預(yù)留1層）。采用蜂窩式催化劑，布置于循環(huán)流化床鍋爐尾部煙道內(nèi)的高、中省煤器之間。

2.2 二氧化硫

為實(shí)現(xiàn)二氧化硫質(zhì)量濃度不超過(guò)35 mg/m3的指標(biāo)，對(duì)脫硫塔進(jìn)行改造。脫硫塔采用復(fù)合塔結(jié)構(gòu)，塔內(nèi)設(shè)置煙氣洗滌降溫區(qū)、SO2吸收區(qū)、顆粒物及氨逃逸控制區(qū)等，不同功能區(qū)用塔盤(pán)分隔。煙氣洗滌降溫區(qū)內(nèi)噴淋層設(shè)計(jì)為5層，其中SO2吸收區(qū)為3層;每個(gè)噴淋層設(shè)置1臺(tái)獨(dú)立的泵。SO2吸收區(qū)空塔工況煙氣流速不高于3.5 m/s，吸收塔本體進(jìn)出口壓力不大于1 800 Pa。吸收區(qū)上部設(shè)置水洗及高效除霧裝置，控制顆粒物和氨逃逸。在吸收塔頂部設(shè)置三級(jí)除霧器。

2.3 煙塵

為實(shí)現(xiàn)煙塵質(zhì)量濃度不超過(guò)10 mg/m3的指標(biāo)，對(duì)脫硫塔進(jìn)行改造。將電除塵器改為電袋除塵器，采用脫硫塔出口加濕電除塵器協(xié)同電袋除塵器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)顆粒物超低排放。

3 改造效果

雙循環(huán)流化床粉煤氣化中試裝置烘爐升溫期間，氣化爐提升管異常飛溫是由于一旋料腿底部粉體欠流化并架橋?qū)е路垠w流通不暢所致，保證循環(huán)流化床粉煤氣化爐關(guān)鍵部位的松動(dòng)氣流量，尤其是一旋料腿底部以及二旋立管底部每條支線松動(dòng)氣的適量供應(yīng)，是避免床料循環(huán)異常的關(guān)鍵。在商業(yè)化裝置設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮一旋料腿底部、立管底部以及料封罐底部等關(guān)鍵部位松動(dòng)氣管口的設(shè)置，并以確保相關(guān)部位粉體能被持續(xù)流化為原則。分析循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行煙氣超低排放改造后的結(jié)果，分別取改造前和改造后各3個(gè)月平均值進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表1。

從表1可以看出：改造后，煙氣中二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放大幅度降低，達(dá)到超低排放要求。

改造后，直接經(jīng)濟(jì)效益可觀。按目前運(yùn)行狀況，硫酸銨日回收量為 8 t，每噸按300元計(jì)算，一年（按300 d）可增加經(jīng)濟(jì)效益為72萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)高溫高壓循環(huán)流化床鍋爐的脫硝工藝進(jìn)行改造，提高了鍋爐煙氣的脫硝效率;對(duì)脫硫塔進(jìn)行改造，提高了脫硫效率，同時(shí)減少了顆粒物和氨逃逸，提前實(shí)現(xiàn)了中部地區(qū)燃煤鍋爐煙氣超低排放的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]樊仙榮，段晉飛.鍋爐煙氣氨法脫硫運(yùn)行總結(jié)[J].小氮肥，2013，41（11）：18-19.

[2]譚偉，徐輝.循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝運(yùn)行總結(jié)[J].小氮肥，2015，43（8）：23-24.

[3]孫永強(qiáng).氨法煙氣脫硫裝置運(yùn)行總結(jié)[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，42（1）：6，21.

[4]李小鋒，董永平，褚雅志.煙氣脫硫技術(shù)綜述[J].廣東化工，2015，42（15）：132-133.