循環(huán)流化床鍋爐超低排放改造可行性分析

宗恩燦

摘? ? 要：本文主要分析循環(huán)流化床鍋爐超低排放改造的工藝路線，通過研究脫硫，反硝化和除塵過程的各個(gè)方面，針對(duì)其中的問題提出具體的技術(shù)轉(zhuǎn)化方法以使循環(huán)流化床鍋爐煙氣排放量盡可能降低。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐;超低排放

1? 引言

近年來，隨著中國(guó)可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深化，環(huán)境問題逐漸成為一個(gè)社會(huì)問題。同時(shí)，國(guó)家也為煙塵排放制定了許多排放標(biāo)準(zhǔn)。為了積極響應(yīng)國(guó)家有關(guān)文件，本公司根據(jù)實(shí)際情況對(duì)三臺(tái)循環(huán)流化床系統(tǒng)進(jìn)行了維修，系統(tǒng)產(chǎn)能為220噸/小時(shí)，修復(fù)后的循環(huán)流化床系統(tǒng)的廢氣排放量與各部門的具體要求要相對(duì)應(yīng)。

2? 超低改造前設(shè)備工藝

CFB鍋爐排放是一種結(jié)合了脫硝技術(shù)的方法，該技術(shù)采用了爐內(nèi)脫硫技術(shù)，煙氣脫硫技術(shù)，選擇性非催化還原，選擇性催化還原技術(shù)以及濕式電動(dòng)集塵器技。

3? 脫硫部分改造

3.1? 石灰石注入點(diǎn)改造

石灰石技術(shù)改造結(jié)合了FosterWheeler流化床鍋爐的特性，緊湊的旋風(fēng)除塵器和爐膛出口的高寬比，以及將鈣注入脫硫技術(shù)以改造石灰石的注入點(diǎn)。有關(guān)人員應(yīng)注意布局的合理性并選擇爐膛的特定噴射位置。在正常情況下，進(jìn)入爐子的石灰石注入點(diǎn)通常具有以下幾個(gè)個(gè)位置。

（1）從供煤的管道給入。當(dāng)石灰粉進(jìn)入鍋爐時(shí)，它不能與煙氣完全混合，因此給煤管的脫硫效果通常很差。

（2）二次風(fēng)中給入，由于二次空氣壓力低，滲透力差，在運(yùn)行方案中經(jīng)常發(fā)生石灰粉和煙氣混合不充分的現(xiàn)象。

（3）在進(jìn)料器側(cè)面的中間人孔進(jìn)料，有助于改善石灰石細(xì)粉的使用并減少最初的鈣分散，改善接觸的硫時(shí)間可以在爐中石灰石和二氧化硫的接觸能力，這種轉(zhuǎn)化必須在合適的位置和溫度下才能進(jìn)行，并且還具有反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)。因此，在改造過程中，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的石灰石注入點(diǎn)位置。當(dāng)選擇石灰石注入點(diǎn)的溫度區(qū)域時(shí)，應(yīng)控制在835℃～850℃之間。在此改造過程中結(jié)合實(shí)際情況，最終選擇了從分離器中部入人孔的注入方法，并且原來的用于運(yùn)輸石灰石的管道的所有易損部件都被新的耐磨管道取代。用于運(yùn)輸石灰石的管道已得到優(yōu)化和改善，減少了循環(huán)流化床鍋爐出現(xiàn)故障的可能性。改造完成后，應(yīng)注意將鈣泵入爐中的優(yōu)化工藝設(shè)置在適合鍋爐運(yùn)行的范圍內(nèi)。

3.2? 鍋爐密相中蒸汽噴槍的改造

為防止煤炭部分燃燒而產(chǎn)生過量的二氧化硫排放，有關(guān)人員應(yīng)在鍋爐的密集區(qū)域增加蒸汽噴槍，每臺(tái)裝有循環(huán)流化床的鍋爐應(yīng)有3個(gè)蒸汽噴槍，并將這3個(gè)蒸汽噴槍安裝在鍋爐密集區(qū)的左側(cè)右側(cè)和中部，以及每條蒸汽管必須滿足生產(chǎn)率5t/h的基本條件。蒸汽參數(shù)P=1.15MP，T=315℃，其中二氧化硫的排放量過大，主要原因是在循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行期間，由于裝煤機(jī)中煤的關(guān)閉，鍋爐中煤的分配板不能均勻地分配，這導(dǎo)致了致密區(qū)溫度的混亂狀態(tài)。因此，該改造要通過在鍋爐的密相的上部安裝蒸汽管來提高鍋爐的密相的脫硫的穩(wěn)定性。在出現(xiàn)意外事故時(shí)，急需引入蒸汽管以控制二氧化硫排放的密度不會(huì)突然增加，以避免過量的硫化物排放。

4? 脫硝類型的技術(shù)此類技術(shù)

4.1? 氮氧化物生成原理

實(shí)際上，這種類型的技術(shù)適用于循環(huán)流化床鍋爐中氮氧化物的更復(fù)雜控制，包括爐中氮的低燃燒和爐外SCR的反硝化。它有自己的鍋爐旋風(fēng)分離器機(jī)構(gòu)，為混合煙氣成分和還原劑成分提供了良好的條件。特別是使用SCR技術(shù)時(shí)，反硝化效率可達(dá)到約77%。因此，在技術(shù)改造過程中，應(yīng)著眼于反硝化工藝技術(shù)的使用，制定完整的方案，充分提高整體效果和工作水平，充分利用反硝化技術(shù)以達(dá)到預(yù)期的去除效果。例如，當(dāng)使用SCR脫硝技術(shù)時(shí)，液氮或尿素主要用作還原劑，反應(yīng)溫度為約400V。V2O5-WO3（MoO3）/TiO2被用作實(shí)現(xiàn)反硝化目的的主要催化劑。

4.2? 改造方案

在脫硫塔前的排風(fēng)扇出口處以及在來自四個(gè)電場(chǎng)的靜電除塵器之后，低氧煙道氣被引導(dǎo)至鍋爐主風(fēng)扇的入口，該主風(fēng)扇以流化燃燒空氣的形式吹入爐中。通過將抽氣風(fēng)扇的出風(fēng)口匯合在一起后添加閥門，以調(diào)節(jié)風(fēng)量。改造完成后，可將循環(huán)流化床鍋爐的溫度有效控制在約900°C。根據(jù)對(duì)項(xiàng)目用煤的煤炭質(zhì)量分析，項(xiàng)目用煤中的氮含量小于0.9%，NOx排放密度可小于100mg/m3。具體的流程圖如圖1所示。

4.3? 粉塵在線監(jiān)測(cè)儀升級(jí)方案

我公司最初的在線粉塵監(jiān)測(cè)儀是LDM-100激光真空監(jiān)測(cè)儀，用于測(cè)量激光將煙氣引導(dǎo)至入射光的初始強(qiáng)度和原來光強(qiáng)度之間的比值，從而實(shí)時(shí)確定煙氣的濁度和粉塵密度。粉塵在線監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍是0mg/m3～100mg/m3。由于超低的排放標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已經(jīng)將粉塵密度標(biāo)準(zhǔn)降低到10mg/m3。粉塵監(jiān)測(cè)儀受煙氣中粉塵顆粒尺寸分布的強(qiáng)烈影響，并且監(jiān)測(cè)精度低。粉塵在線監(jiān)測(cè)儀兩側(cè)的透明鏡片經(jīng)常被蒸汽和粉塵污染，因此不適合用于測(cè)量高濕煙氣的粉塵，這種控制方法的控制精度無法滿足超低的粉塵排放要求。在高濕度的工作環(huán)境和濕煙氣中結(jié)露的情況下，我公司選擇粉塵含量超低的PM-1820WS儀器，該儀器通過加熱的采樣探頭抽取煙氣并將其霧化為干燥狀態(tài)。密度測(cè)量可以有效地防止煙道氣凝結(jié)和濕度過大對(duì)除去濕電塵后煙塵測(cè)量精度的影響，并且可以在飽和狀態(tài)下準(zhǔn)確測(cè)量煙道氣而不會(huì)受濕度的影響。粉塵檢測(cè)裝置的測(cè)量原理基于激光散射法，由于激光進(jìn)入粉塵以產(chǎn)生散射光，散射光將電流信號(hào)改造為粉塵密度信號(hào)，就可以通過光電改造進(jìn)行測(cè)量。

5? 結(jié)束語

經(jīng)過一系列改造之后，循環(huán)流化床鍋爐的煙氣排放可以達(dá)到我國(guó)適用的超低排放標(biāo)準(zhǔn)，并且設(shè)備的運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定。在以后的工作流程中，操作員必須始終為設(shè)備找到最佳的操作參數(shù)，以便循環(huán)流化床鍋爐可以在最佳條件下工作，并且排放標(biāo)準(zhǔn)滿足現(xiàn)有超低排放標(biāo)準(zhǔn)的特定要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周志堅(jiān)，安學(xué)軍，陶紅.小型熱電廠SO2和NOx超低排放改造項(xiàng)目淺談[J].科技資訊，2019（17）：16+18.