耿愛民 ,劉 斌

（1.北京新機(jī)場(chǎng)建設(shè)指揮部,北京 100621; 2中國(guó)中元國(guó)際工程有限公司,北京 100089）

1 前言

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)氮氧化物（NOx）的排放量穩(wěn)步增長(zhǎng)，研究表明NOx是形成霧霾天氣的重要原因，對(duì)人類生產(chǎn)和生活造成極大危害，已成為制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。燃煤鍋爐作為NOx的主要排放源越來(lái)越被人們重視。目前，世界各國(guó)均對(duì)NOx的排放提出了非?？量痰囊?，并立法限制。我國(guó)的排放限制指標(biāo)根據(jù)各地區(qū)的自身發(fā)展情況也有所差異。比如，我國(guó)制定的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 13271——2014）》中要求新建燃?xì)忮仩tNOx最高允許排放濃度為150mg/m3，其中北京市出臺(tái)的地方標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)新建工業(yè)鍋爐要求NOx最高允許濃度要求更低，應(yīng)小于80mg/m3甚至30mg/m3超低氮排放。

北京市通州區(qū)某生物質(zhì)鍋爐尾部粉塵排放為241 mg/m3，氮氧化物排放為358mg/m3，不能滿足北京市鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。本文針對(duì)該生物質(zhì)鍋爐進(jìn)行除塵脫硝改造，改造后確保鍋爐尾部煙氣煙塵排放濃度（計(jì)全煙氣量）：粉塵排放30mg/m3，NOx排放濃度≤80 mg/m3。

2 改造方案

2.1 改造原則

（1）除塵、脫硝、臭氧機(jī)組采用一爐一機(jī)配置；（2）煙氣量按100%負(fù)荷計(jì)算22000 m3/h，全煙氣除塵、脫硝進(jìn)行設(shè)計(jì)；（3）負(fù)壓干法除塵，正壓濕法脫硝工藝，除塵脫硝系統(tǒng)不能影響主機(jī)設(shè)備的正常運(yùn)行，同步率≥98%；（4）除塵脫硝工藝的選擇：遵照“工藝成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、除塵、脫硝效率高、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)二次污染”的原則。

2.2 改造工藝

拆除原有除塵設(shè)備，安裝防火花裝置、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)、預(yù)降溫裝置、氧化裝置和脫硝塔。

（1）除塵工藝。鍋爐煙氣進(jìn)入防火花裝置，煙氣中含塵及火花氣體通過防火花裝置進(jìn)口獲得回轉(zhuǎn)加速，產(chǎn)生離心力，較大塵粒及火花被碰撞、凝聚、分離，大部分粉塵通過導(dǎo)流管經(jīng)星型卸灰閥排入灰車。

經(jīng)過初步凈化的煙氣進(jìn)入袋式除塵器，該除塵器為氣箱式脈沖除塵器。含塵氣體通過進(jìn)風(fēng)總管，在斜隔板作用下大部分粉塵直接落入灰斗，含有少量微細(xì)粉塵的氣體折轉(zhuǎn)向上進(jìn)入中箱體濾袋室，含塵氣體穿過濾袋時(shí)，粉塵被截留在濾袋外表面，清潔氣體穿過濾袋向上進(jìn)入上箱體，在系統(tǒng)風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下匯集到出風(fēng)總管，再由風(fēng)機(jī)送入降溫裝置進(jìn)行煙氣脫硝處理。隨著過濾的不斷進(jìn)行，濾袋外表面附著的粉塵不斷增加，當(dāng)設(shè)備阻力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，脈沖清灰控制系統(tǒng)即發(fā)出指令，對(duì)應(yīng)的脈沖閥依次將0.6Mpa的壓縮空氣通過噴吹管噴入箱體，使濾袋產(chǎn)生急劇的鼓漲和沖擊振動(dòng)，抖落積附在濾袋外表面的粉塵，使之落入灰斗，逐排清灰直至全部清灰完畢后，即完成一個(gè)清灰周期。直至下一次阻力再上升到設(shè)定值時(shí)，才開始下一個(gè)周期的清灰。灰斗內(nèi)的積灰定期經(jīng)卸灰閥、由人工外運(yùn)。

為保證布袋不超溫運(yùn)行，進(jìn)口處設(shè)置野風(fēng)閥，由自動(dòng)化儀表控制開啟。

灰斗內(nèi)的積灰如果發(fā)生搭橋現(xiàn)象，排卸灰時(shí)應(yīng)啟動(dòng)灰斗上的防閉塞裝置（倉(cāng)壁振動(dòng)器），以振落搭橋順利排灰。

本除塵器的脈沖閥的脈沖寬度，噴吹間隔時(shí)間等控制程序是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況條件調(diào)整確定的。從而實(shí)現(xiàn)最佳狀態(tài)的脈沖噴吹清灰及排輸灰工作制度，以節(jié)約能源和延長(zhǎng)脈沖閥及濾袋的使用壽命。

（2）脫硝原理。臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，可以容易的將NOx氧化成可溶于水生成HNO2和HNO3的NO2、N2O3、N2O5等高價(jià)態(tài)氮氧化物，然后采用NaOH 溶液進(jìn)行吸收。

臭氧機(jī)組生成臭氧通過氧化裝置與原煙氣混合后，通過臭氧噴槍噴入生成容易與堿液反應(yīng)的高價(jià)氮氧化物。煙氣在進(jìn)入脫硝塔同時(shí)噴入堿液使溶于水的高價(jià)值氮氧化物 與堿液充分吸收，從而達(dá)到脫除NOx的目的。最后煙氣經(jīng)過內(nèi)置旋流脫水裝置排進(jìn)煙囪。

脫硝塔內(nèi)設(shè)旋轉(zhuǎn)霧化噴頭進(jìn)行霧化，堿液被霧化成粒徑30～60μm左右的霧滴，這些細(xì)小的霧滴與酸性（NOx）氣體充分接觸，在一系列的化學(xué)反應(yīng)后去除煙氣中絕大多數(shù)的酸性（NOx）氣體。

相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)公式：

（3）脫硝系統(tǒng)。整個(gè)臭氧氧化脫硝工程包括臭氧發(fā)生系統(tǒng)、空氣源系統(tǒng)（或液氧系統(tǒng)、分子篩制氧系統(tǒng)）、添加劑系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)、電氣及控制系統(tǒng)組成。

臭氧發(fā)生系統(tǒng)是整個(gè)工程最為關(guān)鍵的部分，利用介質(zhì)阻擋放電法將高純度氧氣等離子體化繼而生成臭氧，在專有臭氧噴嘴噴射下與煙氣進(jìn)行迅速混合，實(shí)現(xiàn)NO 的充分、快速氧化，滿足 NOx在較高濃度下的脫除效率。

充分氧化后的煙氣進(jìn)入濕法脫硝塔進(jìn)行凈化吸收，SO2與 NOx同時(shí)吸收后生成硫酸鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽等物質(zhì)。

為保證NO2的高效吸收，脫硫漿液中必須添加一定量的添加劑，為此廠區(qū)提供濃度為20%鈉堿液，提供及補(bǔ)充氮氧化物吸收所需的添加劑。

煙氣脫硝塔的內(nèi)部脫水裝置設(shè)反沖洗裝置，定時(shí)反沖洗。

煙氣脫硝塔下設(shè)排污閥，可連續(xù)排污或間接排污。

脫硝島脫硝循環(huán)系統(tǒng)由降溫裝置1臺(tái)、氧化裝置1臺(tái)、脫硝塔1臺(tái)、脫硝循環(huán)泵2臺(tái)、PH控制儀1臺(tái)。

臭氧氧化裝置、噴嘴等采用316L等耐腐蝕材料制作，氧化裝置、內(nèi)部采用W-10進(jìn)行防腐處理。

脫硝島吸收劑制備、供應(yīng)系統(tǒng)可由廠區(qū)提供20%堿液或固態(tài)堿（PH值大于10）供脫硝島使用，當(dāng)塔釜內(nèi)PH值低于8時(shí)，PH控制儀顯示數(shù)值，人工加堿。

脫硝塔旁設(shè)反沖洗罐、反沖洗泵定期對(duì)脫硝塔進(jìn)行反沖洗。

電氣控制系統(tǒng)由脫硝循環(huán)泵控制系統(tǒng)、溫度、壓力及異常PH自動(dòng)聲光自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)組成。

3 結(jié)論

該生物質(zhì)鍋爐進(jìn)行除塵脫硝改造，改造費(fèi)用約190萬(wàn)元，改造后鍋爐尾部煙氣排放濃度，粉塵排放達(dá)到30mg/m3以下，NOx排放濃度也小于8 0 mg/m3。

[1]林宗虎,張永照.鍋爐手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987.[]林宗虎,徐通模.實(shí)用鍋爐手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999.