循環流化床鍋爐煙氣超低排放改造

韓丁

摘要：隨著我國能源價格的持續上升，煤炭價格一直比較高，煤炭資源使用中提出了提高利用率的要求，同時我國提出節能減排與環境保護，這對煤炭資源的使用提出了較高要求。隨著國家經濟發展，人民群眾對美好生活追求日益增強，環保要求也所提高，2018年安徽省提出《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》，要求“2020年二氧化硫、氮氧化物排放總量各比2015年下降16%，PM2.5濃度比2015年下降18%以上”。

關鍵詞：循環流化床;鍋爐;煙氣;超低排放

1 運行狀況

某電廠熱電車間內1臺130 t/h中溫次高壓循環流化床鍋爐于2008年3月投產，2臺150 t/h高溫高壓循環流化床鍋爐于2011年10月投產。 2012年，2臺150 t/h高溫高壓循環流化床鍋爐采用氨法煙氣脫硫、選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝技術達到GB 13271—2014《鍋爐大氣污染物排放標準》，實現煙氣中二氧化硫質量濃度不超過200 mg/m3、氮氧化物質量濃度不超過200 mg/m3、煙塵質量濃度不超過30 mg/m3。2014年，130 t/h中溫次高壓循環流化床鍋爐采用氨法煙氣脫硫、SNCR脫硝技術也實現上述排放標準。為達到安徽省要求，對高溫高壓循環流化床鍋爐進行改進。

2 改進措施

針對高溫高壓循環流化床鍋爐采用多種污染物高效脫除技術，使其大氣污染物排放濃度符合《國務院辦公廳關于印發能源發展戰略行動計劃（2014—2020年）要求》超低排放限值。中部地區新建燃煤機組原則上接近或達到燃氣輪機組排放限值，即二氧化硫質量濃度不超過35 mg/m3、氮氧化物質量濃度不超過50 mg/m3、煙塵質量濃度不超過10 mg/m3。為了提高鍋爐余熱回收節能改造的水平，該案例對加熱管網實行閉式回路改造和開式回路改造兩種。煙氣余熱回收應用到熱水系統中，熱水系統的水溫為50℃，這時容易產生低溫腐蝕，采用閉式循環設計，在回路中安裝循環水泵，解決低溫腐蝕的問題。煙氣余熱回收系統與熱網的板式換熱器連接起來，促使水溫可以加熱到70℃，構成開式熱水循環系統，循環系統加裝調節閥門，控制熱水使用。

2.1 氮氧化物

為實現氮氧化物質量濃度不超過50 mg/m3的指標，針對循環流化床鍋爐進行脫硝改造，增加選擇性催化還原技術（SCR）脫硝工藝。根據鍋爐爐膛出口NOX質量濃度條件，確定采用SNCR+SCR 聯合脫硝工藝，脫硝效率為60%～80%。SCR反應器催化劑設計為2層（裝1層、預留1層）。采用蜂窩式催化劑，布置于循環流化床鍋爐尾部煙道內的高、中省煤器之間。

2.2 二氧化硫

為實現二氧化硫質量濃度不超過35 mg/m3的指標，對脫硫塔進行改造。脫硫塔采用復合塔結構，塔內設置煙氣洗滌降溫區、SO2吸收區、顆粒物及氨逃逸控制區等，不同功能區用塔盤分隔。煙氣洗滌降溫區內噴淋層設計為5層，其中SO2吸收區為3層;每個噴淋層設置1臺獨立的泵。SO2吸收區空塔工況煙氣流速不高于3.5 m/s，吸收塔本體進出口壓力不大于1 800 Pa。吸收區上部設置水洗及高效除霧裝置，控制顆粒物和氨逃逸。在吸收塔頂部設置三級除霧器。

2.3 煙塵

為實現煙塵質量濃度不超過10 mg/m3的指標，對脫硫塔進行改造。將電除塵器改為電袋除塵器，采用脫硫塔出口加濕電除塵器協同電袋除塵器技術，實現顆粒物超低排放。

3 改造效果

雙循環流化床粉煤氣化中試裝置烘爐升溫期間，氣化爐提升管異常飛溫是由于一旋料腿底部粉體欠流化并架橋導致粉體流通不暢所致，保證循環流化床粉煤氣化爐關鍵部位的松動氣流量，尤其是一旋料腿底部以及二旋立管底部每條支線松動氣的適量供應，是避免床料循環異常的關鍵。在商業化裝置設計階段，應充分考慮一旋料腿底部、立管底部以及料封罐底部等關鍵部位松動氣管口的設置，并以確保相關部位粉體能被持續流化為原則。分析循環流化床鍋爐進行煙氣超低排放改造后的結果，分別取改造前和改造后各3個月平均值進行比較，結果見表1。

從表1可以看出：改造后，煙氣中二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放大幅度降低，達到超低排放要求。

改造后，直接經濟效益可觀。按目前運行狀況，硫酸銨日回收量為 8 t，每噸按300元計算，一年（按300 d）可增加經濟效益為72萬元。

4 結語

對高溫高壓循環流化床鍋爐的脫硝工藝進行改造，提高了鍋爐煙氣的脫硝效率;對脫硫塔進行改造，提高了脫硫效率，同時減少了顆粒物和氨逃逸，提前實現了中部地區燃煤鍋爐煙氣超低排放的目標。

參考文獻

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