煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)在熱電廠中的應(yīng)用

孫微

（黑河市熱電有限責(zé)任公司，黑龍江 黑河 164300）

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)能源的開(kāi)發(fā)利用引發(fā)了嚴(yán)重的大氣污染。依據(jù)我國(guó)資源構(gòu)成的特點(diǎn)，以燃煤發(fā)電為主的能源結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期很難改變。燃煤煙氣污染控制已成為了當(dāng)前乃至今后的幾十年中我國(guó)環(huán)保領(lǐng)域重大的科學(xué)、技術(shù)和工程問(wèn)題。循環(huán)流化床干法工藝是國(guó)內(nèi)外研究最多、應(yīng)用最廣的一種干法煙氣凈化工藝。該工藝具備實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)完成SO2、NOX、Hg、SO3、HCl、HF和粉塵等多種污染物的同時(shí)治理的能力。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)高效的干式超凈技術(shù)，可以最大限度減少設(shè)備的投資成本、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用和占地面積具有重要意義。

一、煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)簡(jiǎn)介

煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)由脫硫脫硝工程公司研究和開(kāi)發(fā)，是在引進(jìn)德國(guó)魯奇公司的CFB脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展而成，進(jìn)一步提高了煙氣循環(huán)流化床干法工藝的脫硫率，并結(jié)合低溫氧化協(xié)同脫硝技術(shù)和流化床反應(yīng)器相結(jié)合。煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝系統(tǒng)采用消石灰為吸收劑，鍋爐煙氣從下部經(jīng)文丘里裝置進(jìn)入煙氣循環(huán)流化床，由返料灰、鍋爐煙氣夾帶的煙塵和加入的消石灰，組成了一個(gè)高灰濃度的煙氣流化床。通過(guò)向流化床內(nèi)噴水控制煙氣溫度在合理范圍內(nèi)，并大大增加了反應(yīng)面積，經(jīng)多次不斷循環(huán)的消石灰和煙氣中的SO2、SO3、NO、NO2、HCI和HF等污染物進(jìn)行充分反應(yīng)，生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca(OH)2·2H2O、Ca(NO3)2等。

另外返料循環(huán)系統(tǒng)和清潔煙氣再循環(huán)系統(tǒng)也為提高污染物脫除效率起到非常重要的作用。返料循環(huán)系統(tǒng)將布袋除塵器灰斗內(nèi)的飛灰經(jīng)返料斜槽輸送至煙氣循環(huán)流化床內(nèi)，大大提高流化床內(nèi)灰濃度，結(jié)合脫硫水噴槍的水噴入，增加了流化床內(nèi)反應(yīng)物的反應(yīng)面積，成為有別于改造前的半干法脫硫系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。

二、煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝工藝具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、工程投資費(fèi)用低，占地面積小等特點(diǎn)。適于現(xiàn)有電廠及工業(yè)鍋爐的改造。吸收劑在流化床內(nèi)多次循環(huán)，氣固間劇烈紊流混合，吸收劑利用率較高。而且吸收劑與煙氣接觸時(shí)間長(zhǎng)，因此脫硫效率較高，脫硫產(chǎn)物可以綜合利用，系統(tǒng)基本上不存在像濕法吸收塔中存在嚴(yán)重的腐蝕、結(jié)垢與堵塞等問(wèn)題，還可以脫除部分重金屬，特別是可以脫出一部分汞，對(duì)煙氣的進(jìn)一步治理很有意義。但是國(guó)外的研究脫硫和脫硝雖然同時(shí)在床體內(nèi)完成，其實(shí)仍是分開(kāi)進(jìn)行的，并不是真正意義上的同時(shí)脫硫脫硝，吸收劑不能即脫硫又脫硝。脫硝還是用催化還原方法。仍存在催化劑中毒和不能重復(fù)利用，運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題。

三、4#爐和6#爐深度治理改造介紹

4#爐和6#爐煙氣深度治理改造由脫硫脫硝工程公司總承包實(shí)施，包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、供貨、調(diào)試和交付。

（一）脫硫系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)入口SO2初始濃度、煙氣量、煙溫、消石灰加入量、床壓等參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)和控制，煙氣循環(huán)流化床的脫硫效率能夠達(dá)到93%以上，保證SO2排放濃度控制在35mg/Nm3以下。

（二）脫硝系統(tǒng)

深度治理改造前，4#爐和6#爐通過(guò)SNCR脫硝系統(tǒng)，將空預(yù)器出口的NOx排放嗎、濃度控制在100mg/Nm3以下。由于鍋爐煙氣中的NOx一般以NO形式存在，難以被吸收塔內(nèi)的消石灰脫除，深度治理改造工藝采用在吸收塔內(nèi)加入亞氯酸鈉溶液，將NO氧化成NO2，這樣NO2容易和消石灰反應(yīng)進(jìn)行脫除。

（三）除塵系統(tǒng)

除塵器采用干法脫硫?qū)Ｓ玫蛪盒D(zhuǎn)脈沖清灰方式的布袋除塵器，清灰用壓縮空氣在0.1MPa以下。清灰風(fēng)機(jī)采用羅茨風(fēng)機(jī)。濾布采用無(wú)錫必達(dá)福產(chǎn)的脫硫?qū)Ｓ眠M(jìn)口超細(xì)PPS濾料，表面采用防水、防油的PTFE浸漬處理。除塵后凈煙氣經(jīng)煙道、引風(fēng)機(jī)至煙囪排出，濾袋收集的飛灰下落至灰斗，大部分飛灰經(jīng)氣化斜槽輸送至吸收塔作為脫硫脫硝用循環(huán)灰，小部分外排，由倉(cāng)泵輸送至灰?guī)?。為滿足吸收塔低負(fù)荷運(yùn)行的需要，引風(fēng)機(jī)出口設(shè)置了清潔煙氣再循環(huán)煙道，將煙氣輸送至吸收塔入口。通過(guò)清潔煙氣再循環(huán)煙道上的調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)節(jié)，可確保不同負(fù)荷下經(jīng)過(guò)吸收塔的煙氣量保持在一個(gè)穩(wěn)定值。

（四）DCS控制系統(tǒng)

煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝系統(tǒng)包括以下閉環(huán)控制回路：清潔煙氣再循環(huán)控制、吸收塔出口溫度控制、床層壓降控制、SO2排放控制和布袋清灰壓力控制。包括：1.清潔煙氣再循環(huán)控制回路；2.吸收塔出口溫度控制；3.床層壓降控制；4.SO2排放控制；5.NOX排放控制；6.布袋清灰壓力控制；7.順序控制功能；8.聯(lián)鎖及保護(hù)；9.報(bào)警系統(tǒng)。

四、建設(shè)、運(yùn)行和技術(shù)評(píng)估情況

（一）建設(shè)和運(yùn)行情況

4#爐和6#爐深度治理改造于2017年2月上旬開(kāi)工，經(jīng)過(guò)舊體拆除、土建施工和本體設(shè)備的建設(shè)安裝，歷經(jīng)3個(gè)多月的施工，到2017年5月中旬具備單體調(diào)試的條件。6#爐于2017年7月25日至8月31日進(jìn)行168h連續(xù)試運(yùn)行。4#爐于2017年8月6日至8月13日進(jìn)行168h連續(xù)試運(yùn)行。從兩臺(tái)鍋爐的168h連續(xù)試運(yùn)行情況看，在滿足設(shè)計(jì)前提的情況下，鍋爐出口煙氣排放參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即：SO2排放濃度＜35mg/m3，NOx排放濃度＜50mg/m3，煙塵排放濃度＜5mg/m3。

（二）性能評(píng)估試驗(yàn)

該熱電有限公司對(duì)4#爐和6#爐煙氣深度治理系統(tǒng)進(jìn)行了性能評(píng)估。性能評(píng)估的內(nèi)容包括脫硫、脫硝、除塵設(shè)施的性能試驗(yàn)和效果評(píng)價(jià)。

（三）試驗(yàn)結(jié)果

該熱電有限公司兩臺(tái)130t/h循環(huán)流化床鍋爐實(shí)施了深度治理改造，采用半干法煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝系統(tǒng)+旋轉(zhuǎn)噴吹布袋除塵器系統(tǒng)+低溫脫硝系統(tǒng)。經(jīng)第三方評(píng)估單位進(jìn)行技術(shù)評(píng)估，燃煤熱電鍋爐也能達(dá)到《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223－2011)中天然氣排放標(biāo)準(zhǔn)，即：SO2＜35mg/m3，NOx＜50mg/m3，煙塵＜5mg/m3。

結(jié)束語(yǔ)：

燃煤煙氣循環(huán)流化床干式技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)脫硫、脫硝、除塵及多污染物協(xié)同凈化的功效，該技術(shù)具有高效、協(xié)同、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的“超凈+”排放等特點(diǎn),而且沒(méi)有廢水產(chǎn)生、煙囪無(wú)需防腐、排煙透明無(wú)視覺(jué)污染，真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好的燃煤煙氣的超低排放要求，具有極為廣闊的應(yīng)用前景。