220t/h煤-污泥混燒鍋爐超低排放技術(shù)研究及應(yīng)用

俞李斌，俞燕，李欽武，王樹宇

（1.中國能源建設(shè)集團(tuán)浙江省電力設(shè)計(jì)院有限公司；2.嘉興新嘉愛斯熱電有限公司；3.浙江浩普環(huán)保工程有限公司；4.桐鄉(xiāng)泰愛斯環(huán)保能源有限公司，浙江 杭州 310000）

1 概要

我國煤炭的消耗量占全世界總量的一半以上，其中散燒煤排放的污染是環(huán)境污染的主要原因。目前空氣質(zhì)量問題已成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，集中供熱是解決散煤燃燒污染問題主要舉措之一。以煤與污泥混合作為燃料的熱電鍋爐既起到了集中供熱的作用，又能夠有效解決城市污泥問題，是國家重點(diǎn)支持的項(xiàng)目。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市化成為必然趨勢，污泥量日漸增多，污泥與煤的摻燒比例日益增大；同時(shí)，由于污泥成分復(fù)雜、熱值低，造成煤與污泥作為燃料的鍋爐尾部煙氣污染物控制比燃煤鍋爐難度更大。

嘉興新嘉愛斯熱電有限公司污泥焚燒綜合發(fā)電、供汽項(xiàng)目是2009年嘉興市重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)2臺(tái)220t/h高溫高壓循環(huán)流化床污泥焚燒鍋爐，鍋爐設(shè)計(jì)使用煤和污泥摻混做燃料，鍋爐尾部原煙氣排放二氧化硫濃度在2000～4000mg/m3之間，氮氧化物濃度在300～400mg/m3之間，粉塵濃度在40～50g/m3之間，在響應(yīng)國家超低排放要求的前提下，必須采用成套的、高效的全過程協(xié)同脫除技術(shù)，達(dá)到超低排放二氧化硫濃度小于35mg/m3，氮氧化物濃度小于50mg/m3，粉塵濃度小于5mg/m3的限值。本文闡述了研究后采用的成套技術(shù)路線，并對投運(yùn)后運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析總結(jié)，為污泥焚燒鍋爐超低排放改造提供了技術(shù)依據(jù)。

2 技術(shù)路線

通過對鍋爐的運(yùn)行特征、尾部煙道結(jié)構(gòu)、溫度分布、后部場地的可用空間等關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，確定了脫硝、脫硫和除塵技術(shù)路線（見圖1）。

基于鍋爐出口氮氧化物排放濃度高，SNCR技術(shù)無法滿足超低排放脫硝的要求；且鍋爐尾部結(jié)構(gòu)緊湊且鍋爐尾部外側(cè)沒有空間加裝SCR的特點(diǎn)，脫硝工藝采用SNCR+SCR耦合脫硝技術(shù)。其中4#爐SCR應(yīng)用了板式催化劑，5#爐SCR應(yīng)用蜂窩式催化劑；脫硝還原劑均采用氨水。

基于鍋爐出口二氧化硫波動(dòng)大、上限高的特點(diǎn)，脫硫工藝采用石灰石——石膏法脫硫替代原有的雙堿法脫硫。4#爐脫硫塔應(yīng)用了雙pH物理分區(qū)技術(shù)，5#爐脫硫塔應(yīng)用單塔單pH技術(shù)。

基于粉塵濃度高、特性多變的特點(diǎn)，除塵工藝采用多級(jí)協(xié)同脫除技術(shù)。4#爐配套了由靜電除塵+脫硫塔除塵+濕式靜電除塵組成的三級(jí)除塵，5#爐配套了由電袋除塵+脫硫塔除塵+濕式靜電除塵組成的三級(jí)除塵。

3 運(yùn)行分析

2臺(tái)220t/h高溫高壓循環(huán)流化床污泥焚燒鍋爐逐臺(tái)、分步進(jìn)行改造，最終第一套超低排放系統(tǒng)（4#）于2015年2月投運(yùn)；5#爐超低排放設(shè)施，最終在2016年7月全部投運(yùn)。通過環(huán)保檢測部門監(jiān)測，其中4、5#數(shù)據(jù)見表1。

表1 4#和5#爐尾部煙氣排放檢測數(shù)據(jù)

表中排放測試數(shù)據(jù)顯示，通過改造達(dá)到了超低排放要求。

根據(jù)鍋爐運(yùn)維日志，4#爐的板式催化劑更換了一次，其壽命約12000h；5#爐的蜂窩催化劑更換了一次，壽命約為8000h，在此種高灰濃度、高流速的條件下，板式催化劑具有優(yōu)勢。在脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行過程中要及時(shí)更換脫硝催化劑，防止催化劑失效，造成氮氧化物控制不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象。

運(yùn)行監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，4#爐雙pH物理分區(qū)脫硫技術(shù)在相同的運(yùn)行條件下，能夠達(dá)到比5#爐更好的脫硫效果，主要原因是雙pH物理分區(qū)脫硫技術(shù)上層高pH漿液對SO2的強(qiáng)吸收特性。

污泥焚燒爐由于摻燒污泥種類多，造成粉塵比電阻變化，4#爐靜電除塵器后粉塵排放濃度容易波動(dòng)。脫硫塔除塵和濕式靜電除塵有效的保證了末端粉塵濃度控制，但脫硫廢水量比5#爐多。5#爐布袋除塵器后的粉塵濃度穩(wěn)定，有效的減少了脫硫廢水。

4 結(jié)語

通過在嘉興新嘉愛斯熱電有限公司2臺(tái)220t/h高溫高壓循環(huán)流化床污泥焚燒鍋爐環(huán)保改造工程的實(shí)際應(yīng)用，充分證明：在煤-污泥焚燒爐上采用SNCR/SCR+除塵器（靜電/布袋）+濕式脫硫（石灰石-石膏法）+濕式靜電除塵器的工藝技術(shù)路線，使其污染物排放能夠連續(xù)、穩(wěn)定達(dá)到國家超低排放的要求。

通過兩年多運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)得到以下結(jié)論。

（1）高粉塵、高流速煙氣的SCR脫硝工藝，宜采用板式催化劑。

（2）污泥摻燒造成煙塵特性變化大，采用布袋除塵器，一定程度有利于后部設(shè)備的運(yùn)行。

（3）在場地允許的情況下，雙PH物理分區(qū)脫硫技術(shù)效果更好。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐正坦,吳松發(fā)．垃圾焚燒發(fā)電廠流化床鍋爐摻燒污泥技術(shù)研究[J]．湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012,(03)．