燃煤煙氣干式超凈技術(shù)在6×220t/h煤粉爐煙氣超低排放改造項(xiàng)目中的應(yīng)用

文_鄭偉 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

中國石油天然氣股份有限公司獨(dú)山子石化公司位于新疆克拉瑪依市，有煉油廠、乙烯廠兩個(gè)廠區(qū)和一個(gè)熱電廠。熱電廠內(nèi)共有6臺(tái)220t/h高壓煤粉鍋爐，承擔(dān)著獨(dú)山子石化公司的生產(chǎn)用電和用汽任務(wù)。熱電廠先后于2010年7月及2015年9月為鍋爐煙氣配套了脫硫除塵裝置及脫硝裝置，污染物排放指標(biāo)滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）中排放限值要求。

為了進(jìn)一步適應(yīng)國家燃煤電廠超低排放及自治區(qū)推進(jìn)重點(diǎn)區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控的要求，獨(dú)山子石化公司決定再次對(duì)熱電廠鍋爐煙氣進(jìn)行環(huán)保提標(biāo)改造。經(jīng)過多次的技術(shù)考察，以及改造方案的反復(fù)論證，最終選用福建龍凈的燃煤煙氣干式超凈技術(shù)（簡(jiǎn)稱DSC-M干式超凈技術(shù)）進(jìn)行升級(jí)改造，以實(shí)現(xiàn)NOx排放濃度小于50mg/Nm3，SO2排放濃度小于35mg/Nm3，煙塵排放濃度小于10mg/Nm3的超低排放要求。

1 工程概況

獨(dú)山子石化熱電廠6臺(tái)220t/h高壓煤粉鍋爐原脫硝系統(tǒng)為每臺(tái)爐對(duì)應(yīng)配置1套脫硝裝置，其中，1～5#爐脫硝系統(tǒng)采用低氮燃燒+SNCR+SCR(單層催化劑)聯(lián)合脫硝工藝，6#爐設(shè)計(jì)采用低氮燃燒+SCR脫硝工藝；脫硫系統(tǒng)為2臺(tái)爐共用1套煙氣脫硫除塵裝置，共3套裝置。

此次超低排放升級(jí)改造范圍包括整個(gè)煙氣凈化裝置。其中，1～5#爐各新增一套爐外SCR脫硝裝置，6#爐在原有SCR脫硝裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。同時(shí)，在原有循環(huán)流化床脫硫除塵裝置的基礎(chǔ)上對(duì)吸收劑制備系統(tǒng)、吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等多個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行全面的升級(jí)。

2 工藝技術(shù)說明

2.1 整體工藝流程

本項(xiàng)目所采用的燃煤煙氣干式超凈技術(shù)路線為：鍋爐→SCR反應(yīng)器→電除塵器→流化床吸收塔→布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)→煙囪。如圖1所示。

具體流程：從省煤器出來的高溫?zé)煔馐紫冗M(jìn)入SCR反應(yīng)器，在催化劑作用下，煙氣中的NOX與噴入的氨發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)NOX的脫除。隨后，煙氣在電除塵器內(nèi)完成預(yù)除塵，進(jìn)入吸收塔后，在吸收塔內(nèi)創(chuàng)造的良好的反應(yīng)氛圍下，同步脫除SO2、硫酸霧、氯化氫、氟化氫、重金屬等多種污染物。并最終在吸收塔和超凈布袋除塵器的聯(lián)合作用下，實(shí)現(xiàn)SO2、煙塵等污染物的超低排放。

圖1 燃煤煙氣干式超凈技術(shù)工藝流程圖

（1）燃煤煙氣干式超凈技術(shù)特點(diǎn)

三大排放指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)超低排放

即NOX排放濃度＜50mg/Nm3、SO2排放濃度＜35mg/Nm3、煙塵排放濃度＜5mg/Nm3，排放指標(biāo)媲美燃?xì)廨啓C(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）多污染物的高效協(xié)同凈化

在高效反應(yīng)脫除SO2的同時(shí)，同步高效反應(yīng)脫除了SO3、HCl、HF等酸性氣體，高效吸附脫除汞等重金屬污染物。

（3）無二次污染物產(chǎn)生

整個(gè)工藝過程為干態(tài)，無廢水排放；排煙透明，無有色煙羽排放，視覺感官效果好。

（4）節(jié)水顯著

脫硫運(yùn)行溫度通常高于濕式脫硫溫度25℃以上，相比濕法脫硫技術(shù)，可節(jié)水35%左右。

（5）良好的工況適應(yīng)性

通過清潔煙氣再循環(huán)設(shè)計(jì)，保證煙氣凈化系統(tǒng)在鍋爐煙氣量30%～110%的情況下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，具有良好的負(fù)荷適應(yīng)性。

3 項(xiàng)目改造情況

3.1 主要改造內(nèi)容

項(xiàng)目升級(jí)改造主要包括如下方面：

（1）脫硝系統(tǒng)

1～5#爐脫硝改造：拆除現(xiàn)有每臺(tái)爐內(nèi)置式SCR反應(yīng)器及附屬設(shè)備、管線等，每臺(tái)爐新建一套SCR反應(yīng)器，并配套附屬設(shè)備。6#爐脫硝改造：更換現(xiàn)有外置SCR反應(yīng)器中兩層催化劑，并安裝第三層的配套聲波吹灰器及附屬設(shè)備等。

（2）布袋除塵系統(tǒng)

對(duì)除塵系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)，將原有的濾袋及袋籠分別替換為特殊超細(xì)纖維排放濾袋及加強(qiáng)型袋籠，同時(shí)對(duì)本體結(jié)構(gòu)、脈沖噴吹設(shè)備、清灰設(shè)備、灰斗流化設(shè)備等進(jìn)行改造優(yōu)化。

（3）吸收劑制備系統(tǒng)

增加2套15t/h的消石灰制備系統(tǒng)及相關(guān)輸送系統(tǒng)，滿足3套脫硫除塵裝置運(yùn)行的要求；并對(duì)原有消石灰制備系統(tǒng)的供水及霧化裝置進(jìn)行改進(jìn)。新增兩套消石灰制備系統(tǒng)與原消石灰制備系統(tǒng)同時(shí)使用。

（4）吸收劑供應(yīng)系統(tǒng)

每臺(tái)脫硫除塵裝置各新增一路消石灰給料系統(tǒng)，形成兩種不同規(guī)格配置，并能夠自動(dòng)切換，以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷、燃料含硫量變化。

（5）工藝水系統(tǒng)

水系統(tǒng)升級(jí)為高精度調(diào)節(jié)給水系統(tǒng)，在鍋爐負(fù)荷變化的情況下，確保工藝水的霧化效果和水分的快速蒸發(fā)，保證脫硫反應(yīng)溫度穩(wěn)定；采用兩路獨(dú)立控制的水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線檢修及更換。

（6）壓縮空氣系統(tǒng)

在原有位置新增空壓機(jī)及其凈化裝置，以滿足系統(tǒng)新增壓縮空氣要求。

（7）清潔煙氣再循環(huán)系統(tǒng)

更換現(xiàn)有的再循環(huán)擋板及調(diào)節(jié)執(zhí)行器，重新設(shè)計(jì)煙氣再循環(huán)風(fēng)擋開度比例，滿足增壓風(fēng)機(jī)異常跳停狀態(tài)下煙氣再循環(huán)擋板的快開功能。

（8）控制系統(tǒng)

根據(jù)設(shè)備升級(jí)改造的需求，對(duì)反應(yīng)床層控制、溫度控制、清灰控制、再循環(huán)風(fēng)量控制、SO2排放自動(dòng)控制等控制模塊進(jìn)行全面升級(jí)，提升了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.2 項(xiàng)目實(shí)施情況

本項(xiàng)目于2017年3月開始進(jìn)入整體實(shí)施階段，項(xiàng)目部克服了時(shí)間緊、工程量大、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)空間有限等不利條件，有序地推進(jìn)了各臺(tái)鍋爐的改造計(jì)劃，充分利用機(jī)組的大小修時(shí)間完成煙氣系統(tǒng)的接駁，最大程度減少了項(xiàng)目改造對(duì)生產(chǎn)過程的影響。

其中，1～6#鍋爐SCR脫硝裝置的升級(jí)改造先后于2017年及2018年完成。3套脫硫除塵裝置的升級(jí)改造也先后于2018年及2019年順利完成。目前，整個(gè)項(xiàng)目已順利通過168+24h的連續(xù)試運(yùn)行，各污染物排放指標(biāo)均優(yōu)于國家超低排放要求，裝置實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

福建龍凈燃煤煙氣干式超凈技術(shù)不僅對(duì)NOX、SO2、煙塵等污染物具有高效的脫除效率，而且還具有多污染物協(xié)同脫除、工況適應(yīng)性好、無二次污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，其高效節(jié)水的突出優(yōu)勢(shì)使其尤適合于西部富煤缺水地區(qū)。獨(dú)山子石化熱電廠超低排放升級(jí)改造項(xiàng)目的成功投運(yùn)為廠區(qū)的節(jié)能減排和周邊環(huán)境的改善作出了重要的貢獻(xiàn)，樹立了干式超凈技術(shù)的應(yīng)用典范。