脫硫脫硝除塵一體化工程優化改造

易成+高芳瑩

摘要：隨著工業化的發展，環境問題日益凸顯。目前，燃煤電廠尾氣脫硫脫硝除塵無害化處理仍是環保領域急需攻克的難題。本文就對某脫硫脫硝除塵一體化改造工程進行分析探討，以期為后續相關治理工程提供參考。

關鍵詞：燃煤電廠；煙氣處理；脫硫脫硝除塵一體化

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0105-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.061

Optimization of the integrated desulfurization， denitrification and dust removal projects

Yi Cheng 1，2， Gao Fangying 1

（1.College of Environmental and Safety Engineering， Nanhua University， Hengyang Hunan 421001，China；

2.Hangzhou Branch of China Resources Land （Beijing） Property Management Co.，Ltd.，Hangzhou Zhejiang 310020，China）

Abstract：With the development of industrialization， environmental problems have become increasingly prominent. At present， the desulfurization， denitrification and detoxification of coal-fired power plant exhaust gas detoxification is still the urgent need to overcome the environmental problems. In this paper， a desulfurization， denitrification and dust removal integration renovation project to analyze and discuss with a view to provide reference for the subsequent related governance projects.

Key words：Coal-fired power plant；Flue gas treatment；Desulfurization， Denitration and dust removal integration

為響應國家“煤電節能減排”的號召，浙江杭州某橡膠企業引進了巴西先進的“脫硫脫硝除塵一體化”技術，以期通過高效的脫硫脫硝除塵設備 KTLF100000/2140L對鍋爐煙氣尾氣進行處理。然而，項目施工后煙氣尾氣脫硝除塵處理效果并不理想，本文就試運行結果進行了原因分析，其中爐內溫度過低、氮氧化物組分比例的影響、無強催化強氧化裝置等因素是該一體化設備脫硝及除塵效率不理想的主要原因。結合主要原因，本文通過優化改造方案，力圖完善巴西一體化工藝，從而使得整個項目達到了SO2排放低于35mg/m3，NOx排放低于50mg/m3，粉塵顆粒物排放低于5 mg/m3的原有設計要求[1]。

1 改造前效果分析

1.1 試運行結果

采用國家標準檢測方法進行煙氣排放檢測，經多次檢測，其中主要污染物SO2、NOx和粉塵顆粒物的具體檢測結果如下表1。

以上獲得的檢測數據僅代表瞬時數據，但浮動區間穩定，具有代表性。根據現有的脫硫脫硝除塵一體化設備的運行情況，主要針對現有裝置脫硫脫硝系統存在的問題，為達到安全穩定的運行做出的改造方案設計[2]。

1.2 問題分析及改造思路

脫硫存在問題如下，由于目前濃縮段結構及吸收循環系統工藝流程設計中的缺陷易造成：（1）濃縮段難以形成硫銨結晶顆粒，不能形成正常的副產品；（2）吸收液中的亞硫酸銨不能全部轉化成硫酸銨，易造成氣溶膠和現場氣味嚴重；（3）排煙氣溶膠大，煙氣拖尾；（4）選用的泵類和管道管件不適合氨法脫硫工程使用。針對脫硫問題提出以下改造思路：（1）去掉原有的煙道上的濃縮段，增加一個煙氣濃縮降溫箱，供2個脫硫塔使用；（2）增設氧化槽及風機，以達到亞硫銨最好的氧化效果；（3）塔上部設置水洗段，有一層規整填料及液體分布器，還有二層折流板除霧器，進一步洗滌凈化氣體；（4）配置符合上述改造的工藝管路及附屬設備。

脫硝主要就是脫硝效率明顯不足。針對脫硝問題提出以下改造思路：在氨法脫硫基礎上，在煙氣中加入臭氧，使NOX氧化，再被氨化溶液吸收國內外氨法脫硫工藝，經過多年的工程實踐開發出了具有自身技術特點的氨法脫硫工藝，該氨法脫硫技術采用逆流多功能脫硫塔，集塔內結晶、SO2吸收、尾氣洗滌于一塔，氣體流程簡單、占地面積小、不產生二次污染。在對煙氣中SO2脫除率高的同時，還具有硫銨回收率高、凈煙氣對周圍設施腐蝕小等優點[3]。

2 改造工藝流程介紹

2.1 改造工藝流程技術特點

工藝流程上，避免了氨法脫硫副反應—氣溶膠產生的條件。

（1）如果高溫煙氣與吸收液接觸，會產生氣溶膠，我們先采用硫銨液給熱煙氣降溫，避免了氣溶膠的生成溫度；（2）給熱煙氣降溫時，設計了大流量霧化效果低的噴頭及工藝條件，避免了小的硫銨液滴蒸干變成μm級的硫銨固體微粒；（3）設計了強化的氧化裝置，保證了進入硫銨降溫溶液系統的稀液氧化度達到99.5%；（4）在脫硫吸收液的成分控制上，采用不含氨而含一定比例的亞硫酸銨的溶液，杜絕了氨逃逸的發生，并大大提高了吸收液的吸收能力；（5）在脫硫塔上部，增設了獨立的水洗滌段，對脫硫后的氣體進行洗滌，從而大大減少了氣體夾帶的微小脫硫液滴，減少了游離氨逃逸和脫硫液的損失[4]。

2.2 氨利用率技術特點

氨利用技術特點是利用率高，加入1噸氨可產出3.7噸化肥。由于采取了上述措施，氨損失減少，硫銨產量自然提高。硫銨產量的提高使硫銨銷售收入增加，降低了脫硫運行的綜合成本。

2.3 凈煙氣潔凈排放技術特點

凈煙氣潔凈排放，游離氨≤5 mg/Nm3，同時對周圍設備外表不存在銹蝕，對環境無任何影響。在吸收段上部增加獨立的填料水洗段，用大量的循環水在高效填料層與脫硫后的濕煙氣接觸，煙氣中的液滴及游離氨被充分吸收，杜絕直徑小于20μm的水滴產生。另外在塔上部設有高效除霧器，可對液滴進行有效攔截。采用此工藝設計，能有效地避免了副反應生成和微小硫銨液滴的產生，并回收了凈煙氣中揮發性的游離氨，使凈煙氣經過除霧后幾乎不含液滴，游離氨≤5 mg/Nm3。氨的利用率≥98%。

2.4 脫硫脫硝裝置的改造

2.4.1 脫硫塔改造

將原有一體化設備的脫硫塔改造為多功能組合塔，煙氣在該塔內完成氣體降溫、煙氣SO2吸收、煙氣洗滌除霧幾個過程。

2.4.2 煙氣系統改造

從鍋爐引風機來的熱煙氣經過原煙道，進入脫硫塔濃縮箱，向下流動穿過硫銨液噴淋層，在此煙氣被冷卻到飽和溫度，同時硫銨液進一步得到濃縮。再從箱體的中下部出口分別進入脫硫塔，煙氣中的SO2被循環漿液吸收，除去SOX及其他污染物后，然后再進入含洗滌層的除霧段與水接觸，氣體夾帶的吸收液微粒被洗滌。凈煙氣通過塔頂煙道進入原煙囪排放。

2.4.3 濃縮系統改造

在濃縮箱內，硫銨液與煙氣并流接觸，硫銨漿液進一步得到提濃，結晶析出。在此段中，由于箱截面積較大，氣體流速慢，使氣體中夾帶的硫銨液滴量小，不會出現原流程的氣體夾帶液體現象。被濃縮的硫銨漿液通過泵打入濃縮箱噴淋層繼續循環使用，部分含結晶的漿液通過結晶排出泵打去硫銨后處理系統。

2.4.4 SO2吸收及洗滌系統改造

脫硫塔吸收采用還保持原有的吸收方式，只是增加噴頭數量。煙氣由進氣口進入脫硫塔，在塔內與銨化溶液與煙氣中SO2反應。吸收了SO2脫硫吸收液落于塔下部溶液池，再由吸收循環泵打至噴淋層繼續使用。由于吸收液含有一定濃度的亞硫酸銨，脫硫效率會很高。

2.4.5 氧化空氣系統改造

為保證亞硫酸銨氧化效果，在脫硫塔外設置單獨的氧化槽，氧化槽內的漿液通過氧化風機將氧化空氣鼓入反應池。為保證氧化效果，氧化空氣分布系統采用噴管式，氧化空氣被分布管注入，分散為細小的氣泡并均布于漿液中。SO32-在氧化槽反應池中被氧化空氣完全氧化。增設一臺制氧機與一臺臭氧發生器。

3 優化改造后的效果及結論

優化改造后的效果如表2所示，該一體化脫硫脫硝除塵工藝前期施工由于設計缺陷，導致脫硝、除塵效率并不理想，后經作者分析探討，進行國內外主流脫硫、脫硝、除塵技術的優劣比對，最終采用氨法脫硫與臭氧脫硝相結合的一體化改造方案進行施工。該改造方案可以達到原有設計目標，從而達到煙氣超低排放，進而實現SO2排放限值低于35mg/m3，NOx排放限值低于50mg/m3，粉塵顆粒物排放限值低于5 mg/m3的政策要求。

參考文獻

[1]易成，張曉文，姚婭，李密，吳思.脫硫脫硝除塵一體化工程節能減排案例分析[J].資源節約與環保，2016（09）：9+13.

[2]薛琴.電廠脫硫脫硝一體化技術及應用研究[J].資源節約與環保，2017（06）：1+3.

[3]張會軍.燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術研究進展[J].綠色環保建材，2017（03）：21.

[4]紀曉雯.燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術的研究與應用[J].能源與環境，2004（04）：53-56.

收稿日期：2017-11-20

作者簡介：易成（1988-），男，碩士，工程師，研究方向為脫硫脫硝、輻射屏蔽。