導(dǎo)熱油爐煙氣超低排放工程設(shè)計特點(diǎn)

王 浩，胡宏興

(1.江蘇德力化纖有限公司，宿遷 223800; 2.浙江北高峰環(huán)境工程有限公司，杭州 310013)

0 引 言

德力化纖是世界500強(qiáng)企業(yè)恒力集團(tuán)下屬核心子公司，公司有3×1 200萬大卡/小時燃煤導(dǎo)熱油爐，為公司聚酯纖維生產(chǎn)提供熱源。鍋爐煙氣原來采用水膜塔進(jìn)行除塵脫硫，并且沒有脫硝工藝。原來的脫硫指標(biāo)是200 mg/Nm3，煙塵指標(biāo)是50 mg/Nm3。隨著國家對大氣治理的標(biāo)準(zhǔn)的提高，特別是2015年十二屆全國人大三次會議《政府工作報告》明確要求推動燃煤機(jī)組10/35/50超低排放改造,德力化纖積極響應(yīng)國家及省政府號召，決定對現(xiàn)有導(dǎo)熱油爐煙氣進(jìn)行超低排放改造。

系統(tǒng)采用“SCR脫硝”+“布袋除塵器”+“大濕法脫硫”+“濕式電除塵器”的工藝設(shè)計。SCR脫硝反應(yīng)器采用2+1布置，還原劑為氨水，每臺爐設(shè)置1個SCR反應(yīng)器；采用布袋及濕電兩級除塵，3爐合用1套。布袋為脈沖式，濕電采用逆流式，布置在吸收塔塔頂；脫硫工藝采用成熟可靠的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)(簡稱大濕法)，3爐1塔方案。設(shè)計按5/35/50的超低排放指標(biāo)執(zhí)行，關(guān)鍵技術(shù)采用浙江大學(xué)專利技術(shù)。

德力化纖燃煤導(dǎo)熱油爐，是利用鍋爐內(nèi)燃煤燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓訜釥t內(nèi)換熱管內(nèi)的導(dǎo)熱油，再由循環(huán)油泵強(qiáng)制液相循環(huán)，將熱能輸送給生產(chǎn)聚酯纖維用熱設(shè)備，繼而返回鍋爐重新加熱。聚酯纖維生產(chǎn)的特點(diǎn)是中途不能停機(jī)，否則損失很大。另外，由于導(dǎo)熱油爐的熱介質(zhì)是導(dǎo)熱油而不是水，為安全起見，導(dǎo)熱油爐不宜爐內(nèi)噴氨。

導(dǎo)熱油鍋爐煙氣設(shè)計參數(shù)見表1。

表1 煙氣原始參數(shù)

1 總體設(shè)計思路

新建的煙氣超低排放工程，系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 煙氣凈化設(shè)備系統(tǒng)流程圖

每臺鍋爐對應(yīng)設(shè)置1套SCR脫硝反應(yīng)器，反應(yīng)器采用2+1布置，催化劑為蜂窩式，反應(yīng)溫度為300 ℃～420 ℃。還原劑為20%濃度氨水，利用旋風(fēng)式氨水蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)，再由網(wǎng)格式噴氨格柵注入SCR反應(yīng)器上游煙道與煙氣混合，進(jìn)行脫硝反應(yīng)，脫硝效率≥80%，保證出口NOx≤50 mg/Nm3。每套SCR尾部設(shè)置氨表，監(jiān)測NH3逃逸濃度低于2.5 mg/Nm3。整套SCR裝置煙氣阻力為1 000 Pa。

SCR反應(yīng)器后由余熱鍋爐及空預(yù)器將煙氣溫度降低至160 ℃，然后分別由3臺鍋爐引風(fēng)機(jī)加壓，3路煙氣匯總進(jìn)入布袋除塵器除塵。布袋除塵器(全廠共1套)采用高效脈沖式布袋除塵器，濾袋材質(zhì)為PTFE+PTFE，過濾面積為2 830 m2，分為2個室。清灰采用“脈沖反吹清灰”的方式，清灰控制采用 “定時清灰”和“差壓清灰”兩種方式，脈沖閥為淹沒式。布袋系統(tǒng)除塵效率≥99.93%，確保出口煙塵≤20 mg/Nm3。布袋除塵器煙氣阻力≤1 500 Pa。布袋除塵器灰斗收集下來的干灰則由倉泵系統(tǒng)輸送至灰?guī)臁?/p>

布袋除塵后的煙氣，由增壓風(fēng)機(jī)加壓，進(jìn)入吸收塔進(jìn)行脫硫。脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法，新建一座吸收塔(3爐1塔)，吸收塔采用逆流式空塔噴淋技術(shù)，配置4層噴淋層，液氣比為20 L/Nm3。吸收塔下半部為漿池，用于漿液循環(huán)，漿液PH控制在5.5(微酸性)左右，以防止塔內(nèi)結(jié)垢。為了提高脫硫效率，吸收塔內(nèi)設(shè)置1層多孔增效托盤，同時在每層噴淋層底部加裝1層聚氣增效環(huán)，脫硫效率≥98.5%，確保凈煙氣SO2濃度≤35 mg/Nm3。煙氣脫硫系統(tǒng)阻力≤1 200 Pa。

在吸收塔噴淋層上部設(shè)置濕式靜電除塵器，進(jìn)行二級除塵。濕電筒體為圓形，直徑比塔徑大，需擴(kuò)徑。濕電陽極采用導(dǎo)電玻璃鋼蜂窩管，規(guī)格為φ350×6 000，濕電集塵面積1 167 m2。陰極線采用2205合金芒刺管。濕電的含塵脫除液可以直接掉落到塔內(nèi)漿池，不需要單獨(dú)再設(shè)置導(dǎo)流管。濕電除塵效率≥80%，確保出口凈煙氣煙塵≤5 mg/Nm3。濕電除塵器煙氣阻力≤300 Pa。

濕電除塵器頂部設(shè)置直排煙囪(排煙溫度50 ℃)，既節(jié)省凈煙道材料，又降低煙氣阻力，減少增壓風(fēng)機(jī)電耗。

2 設(shè)計特點(diǎn)及效果

本次工程設(shè)計有如下特點(diǎn)：

(1)設(shè)計指標(biāo)先進(jìn)：即SO2≤35 mg/Nm3，NOx≤50 mg/Nm3、粉塵≤5 mg/Nm3。所有指標(biāo)均滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)，粉塵指標(biāo)還高于國家超低標(biāo)準(zhǔn)一個級別。

(2)工藝先進(jìn)：脫硝采用SCR大脫硝，工藝十分成熟。該脫硝系統(tǒng)啟動快、效率高。脫硫為國內(nèi)最成熟的石灰石-石膏.濕法脫硫，塔內(nèi)設(shè)置脫硫增效盤+增效環(huán)。除塵是在布袋除塵器(20 mg/Nm3)的基礎(chǔ)上，再在吸收塔出口配套建設(shè)1臺濕式靜電除塵器二級除塵，確保粉塵低于5 mg/Nm3。

(3)系統(tǒng)流程簡潔明了，運(yùn)行、檢修、維護(hù)方便。

(4)由于采用3爐1塔，布置緊湊、節(jié)約場地。另外，還采用塔頂煙囪，取消了凈煙道，也節(jié)省了場地。

(5)資源重復(fù)利用：脫水之后的石膏可賣到附近水泥廠，作為水泥添加劑廢物利用。

(6)因聚酯纖維生產(chǎn)特點(diǎn)是中途不能停頓，所以鍋爐必須365天開機(jī)，導(dǎo)致煙氣凈化系統(tǒng)沒有大修時間。所以，本次設(shè)計易壞的轉(zhuǎn)動設(shè)備均配有備用，如循環(huán)泵、攪拌器、氧化風(fēng)機(jī)等，他們都具有在線檢修及更換功能。布袋除塵器已經(jīng)設(shè)置大旁路，也可以短時間停機(jī)檢修。另外，公司考慮建設(shè)1臺天然氣鍋爐及配套SCR脫硝裝置，以用于本凈化系統(tǒng)臨時整體停機(jī)的應(yīng)急。

本工程于2017年3月開工建設(shè)，與同年10月竣工并投運(yùn)，所有運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求，新建的凈化系統(tǒng)設(shè)備如圖2所示。

圖2 煙氣超低排放工程總覽