實(shí)現(xiàn)煙氣超低排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)應(yīng)用分析

(浙江石油化工有限公司，浙江 舟山 316000)

0 引 言

浙江某公司已經(jīng)建成煉化一體化項(xiàng)目，其煉油能力每年超過4 000萬t，已分兩期完成投產(chǎn)建設(shè)。動(dòng)力中心是本煉化項(xiàng)目重要的公用工程之一，工程建設(shè)規(guī)模為7×670 t/h高壓煤粉鍋爐。順應(yīng)節(jié)能減排的趨勢(shì)，執(zhí)行浙江省地方燃煤電廠超低排放標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)力中心作為項(xiàng)目基地的動(dòng)力源，采用了先進(jìn)煙氣處理技術(shù)，使各項(xiàng)指標(biāo)排放濃度低于超低排放標(biāo)準(zhǔn)限值，現(xiàn)將各技術(shù)進(jìn)行如下介紹。

1 低氮燃燒+SCR煙氣脫硝工藝

一般來說，對(duì)于煤粉鍋爐，控制氮氧化物主要采用爐內(nèi)低氮燃燒+SCR煙氣脫硝工藝相結(jié)合的工藝[1]，動(dòng)力中心鍋爐采用東方鍋爐廠有限公司制造的高溫超高壓煤粉鍋爐，配備直流式低氮燃燒器，同時(shí)采用分級(jí)配風(fēng)，這些技術(shù)保證了原始的NOx排放濃度低于270 mg/Nm3(如圖1所示)。

圖1 SCR煙氣脫硝工藝流程圖

SCR系統(tǒng)由鍋爐廠配供，采用4層整體成型蜂窩式催化劑(預(yù)裝3層)，脫硝劑采用液氨。當(dāng)鍋爐運(yùn)行工況介于40%～100%BMCR負(fù)荷，SCR系統(tǒng)均可以滿足要求，且脫硝效率超過90%。降低N含量的根本控制方法是采用含氮量低的煤種，其次，生成的煙氣中的NOx可以通過SCR有效脫除，這兩種技術(shù)配合使用可達(dá)到良好的效果，使得鍋爐出口氮氧化物濃度小于35 mg/Nm3(干基，6%O2)。

2 低低溫靜電除塵器+濕式電除塵器二級(jí)除塵工藝

常規(guī)煤粉鍋爐，一般配備靜電除塵器，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，除塵效率高，維護(hù)費(fèi)用低。普通電除塵器，可保證排放小于30 mg/Nm3。而低低溫電除塵器，出口可以到達(dá)20 mg/Nm3以下。

低低溫靜電除塵的優(yōu)勢(shì)在于多設(shè)置了一級(jí)低低溫省煤器，并將其安置在除塵器的進(jìn)口處，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣余熱的熱回收，并使煙溫下降至90 ℃左右，煙氣比電阻在此溫度下較小，從而煙氣處理量減少，電場(chǎng)擊穿電壓升高，使SO3和PM2.5的排放量大幅減少，能達(dá)到較高的除塵效率[2]。該技術(shù)在南昌發(fā)電廠1號(hào)機(jī)組[3]，上海某發(fā)電有限公司1 #爐1 000 MW機(jī)組，江西某電廠1#爐660 MW機(jī)組中得到了實(shí)際應(yīng)用，效果良好。因此，本項(xiàng)目決定采用低低溫電除塵器。

本項(xiàng)目所使用的干式和濕式兩級(jí)除塵器設(shè)備是由浙江菲達(dá)環(huán)保有限公司提供的。第一級(jí)干式靜電除塵器煙氣入口溫度由134 ℃降低到90 ℃，冷卻用除鹽水由進(jìn)水70 ℃升高到97 ℃。除塵器采用雙室五電場(chǎng)布置，設(shè)置高頻電源，除塵器的設(shè)計(jì)理論效率大于99.96%，并且出口位置處的粉塵濃度小于15 mg/Nm3。二級(jí)除塵模式設(shè)置1電場(chǎng)的濕式、臥式、板式靜電除塵器，設(shè)計(jì)效率不小于87.5%，除塵器輸出濃度不大于3 mg/Nm3(干基，6%O2)。

3 海水脫硫工藝

在目前，我國(guó)常用的脫硫技術(shù)有石灰石-石膏濕法脫硫、海水脫硫、半干法脫硫、氨水法脫硫(見表1)。對(duì)于該項(xiàng)目而言，身處海島環(huán)境，具有采用海水脫硫工藝的天然優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)目電廠#4機(jī)組采用海水脫硫，2014年實(shí)現(xiàn)了超低排放，本項(xiàng)目參考其技術(shù)路線，優(yōu)先采用海水脫硫(如圖2所示)。

圖2 海水脫硫流程圖

表1幾種脫硫方法的對(duì)比

海水脫硫指的是通過工藝手段將海水與煙氣進(jìn)行充分的接觸反應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)脫硫效果。海水煙氣脫硫方法不需采購(gòu)吸收劑，可以節(jié)省淡水資源，效率一般大于90%，無副產(chǎn)品產(chǎn)生，同時(shí)工藝簡(jiǎn)便、運(yùn)行維護(hù)所需費(fèi)用低。本項(xiàng)目海水循環(huán)水場(chǎng)的取水量遠(yuǎn)大于火電廠，有足夠的海水來平衡PH值，因此，動(dòng)力中心海水脫硫?qū)γ旱暮蛄窟m應(yīng)范圍更大。

本項(xiàng)目采用北京龍?jiān)喘h(huán)保有限公司提供的海水脫硫系統(tǒng)，包括脫硫塔本體、脫硫泵房、氧化風(fēng)機(jī)房、曝氣池等部分。該設(shè)備脫硫效率的設(shè)計(jì)值超過99.17%，排放的SO2濃度低至20 mg/Nm3以下(干基，6%O2)。

4 結(jié)束語

本項(xiàng)目煙氣處理工藝在選用時(shí)，考慮了業(yè)內(nèi)主流工藝，并結(jié)合工程實(shí)際，采用了低氮燃燒+SCR+低低溫靜電除塵器+海水脫硫+濕式電除塵器的煙氣協(xié)同治理技術(shù)。煙塵設(shè)計(jì)排放值為3 mg/Nm3，NOx設(shè)計(jì)排放值為35 mg/Nm3，SO2設(shè)計(jì)排放值為20 mg/Nm3，各設(shè)計(jì)指標(biāo)都低于“超低排放標(biāo)準(zhǔn)”限值。相信在這些先進(jìn)的技術(shù)保障下，該項(xiàng)目基地綠色、環(huán)保的理念必將得到嚴(yán)格落實(shí)。