文_魏姍姍 晉煤集團(tuán)資源環(huán)境管理局

長平煤礦地處山西省晉城市，其燃煤鍋爐之前執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為：煙塵排放濃度≤80mg/Nm3、SO2及NOX排放濃度均≤400mg/Nm3。為達(dá)到特別排放限值規(guī)定，長平煤礦對燃煤鍋爐煙氣處理設(shè)施進(jìn)行了提標(biāo)改造，且滿足《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）中的特別排放限值要求（燃煤鍋爐的煙塵排放濃度≤30mg/Nm3、SO2及NOX排放濃度均≤200mg/Nm3）。

1 工程概況

長平煤礦的鍋爐形式為循環(huán)流化床爐，鍋爐數(shù)量為3臺(tái)，每臺(tái)鍋爐蒸發(fā)量為15t/h，年運(yùn)行時(shí)間為3600h。鍋爐產(chǎn)生的SO2總量為408t/a，煙塵總量為907t/a，NOX總量為159t/a，單臺(tái)爐煙氣量流量為42000m3/h。

根據(jù)3臺(tái)鍋爐排放煙氣量及燃煤含硫量、煙氣實(shí)際SO2、NOX、煙塵實(shí)際排放值和目標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，要達(dá)到特別排放限值的脫硫、脫硝、除塵效率如表1。

表1 三臺(tái)鍋爐運(yùn)行脫硫、脫硝、除塵效率計(jì)算表

2 廢氣提標(biāo)改造

2.1 SNCR脫硝

中小型燃煤鍋爐煙氣脫硝的技術(shù)比較常見的有選擇性非催化還原（SNCR）脫硝、選擇性催化還原（SCR）脫硝及SNCRSCR 聯(lián)合脫硝技術(shù)。三種脫硝技術(shù)的工藝比較見表2。

從表2可以看出，SCR 技術(shù)成熟、脫硝效率可達(dá)到70%～90%，但工程投資及運(yùn)行費(fèi)用較高，對NOX脫除效率要求較高時(shí)經(jīng)濟(jì)性較好；SNCR-SCR聯(lián)合技術(shù)結(jié)合了SCR和SNCR 兩種工藝的優(yōu)勢，能夠提高脫硝效率，降低催化劑的使用量，節(jié)省占地空間和裝置成本；SNCR技術(shù)以爐膛為反應(yīng)器，可通過對鍋爐的改造實(shí)現(xiàn)，建設(shè)周期短，投資成本和運(yùn)行成本較前兩者都低，適合中小型鍋爐的煙氣脫硝改造。 從表1的煙囪出口NOX排放值可以看出采用SNCR技術(shù)能夠滿足NOX排放濃度≤200mg/Nm3。

長平煤礦的鍋爐煙氣脫硝的具體設(shè)置方法：①設(shè)置1個(gè)尿素溶液儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐有效容積為10m3。儲(chǔ)罐容量滿足系統(tǒng)3～5天的尿素溶液用量要求。②增加一路除鹽水系統(tǒng)，主要用來調(diào)節(jié)最終的尿素濃度以滿足鍋爐不同負(fù)荷的要求。③每爐2根雙流體霧化噴槍，單根噴槍的尿素溶液加入能力為50～100L/h。④在爐膛高溫區(qū)安裝雙流體霧化噴槍和熱電偶溫度傳感器( 二者均耐高溫)。此工藝通過檢測溫度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制：溫度傳感器檢測溫度在850～1100℃時(shí)，噴槍將尿素溶液以霧狀形式均勻地噴射到爐膛高溫區(qū)內(nèi)，使NOX還原成N2和H2O，實(shí)現(xiàn)脫硝的目的；低于850℃時(shí)，噴槍不工作；高于1100℃時(shí)，沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向向后檢測出850～1100℃的溫度區(qū)域，噴槍在此區(qū)域開始工作。

表2 脫硝工藝技術(shù)比較表

2.2 電袋復(fù)合除塵

較靜電除塵器和袋式除塵器而言，電袋復(fù)合除塵器具有以下優(yōu)勢：①綜合了電除塵和袋除塵的優(yōu)點(diǎn)，其機(jī)理為“荷電收塵”和“攔截過濾”。②對微細(xì)粉塵的捕集效率高，除塵效率高，能確保達(dá)標(biāo)排放。③比袋式除塵器運(yùn)行阻力低，過濾阻力減小，濾袋壽命增長。④比電除塵器運(yùn)行電耗低。⑤能有效去除PM2.5和重金屬顆粒物。

本次除塵改造采用電袋復(fù)合除塵器。具體措施為：將原靜電除塵器改為1個(gè)電場區(qū)和2個(gè)布袋區(qū)，即保留原靜電除塵器第一電場，并進(jìn)行維修改進(jìn)，拆除第二、三電場及出風(fēng)口，將其改為布袋區(qū)。含塵煙氣首先均勻地進(jìn)入收塵電場，在電場中一部分粉塵被收集，大部分細(xì)微粉塵、高比電阻粉塵隨著煙氣進(jìn)入袋式收塵區(qū)(采用外濾式濾袋)，粉塵被阻留在濾袋表面上，純凈煙氣從濾袋內(nèi)腔經(jīng)過提升進(jìn)入煙道排出。

2.3 石灰—石膏法脫硫

原脫硫系統(tǒng)采用鈉堿雙堿法脫硫工藝，煙氣中SO2初始濃度900mg/Nm3，脫硫塔出口SO2濃度保證值小于400mg/Nm3。現(xiàn)脫硫改造不但要保證脫硫效率，滿足脫硫塔出口SO2濃度小于200mg/Nm3，還要降低脫硫塔出口排放的霧滴及煙塵濃度。

若在原有鈉堿雙堿法的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造，其工藝流程復(fù)雜，投資費(fèi)用及運(yùn)行成本、占地面積等方面不占優(yōu)勢，并且從實(shí)際運(yùn)行情況來看，雙堿法易結(jié)垢，運(yùn)行不穩(wěn)定。石灰—石膏法脫硫技術(shù)是目前世界上普遍采用的脫硫方法，所占比例在90%以上。其優(yōu)勢在于脫硫效率高（鈣硫比（Ca/S）在 1.05 左右，脫硫效率達(dá) 90%以上）；石灰容易獲得，價(jià)格低廉并且利用率高；適用范圍廣。其最大缺點(diǎn)是系統(tǒng)存在結(jié)垢、堵塞以及磨損問題。但是近幾年來隨著吸收塔內(nèi)主要部件（如噴頭、除霧器等）的技術(shù)更新加快，結(jié)垢、堵塞等問題得到改善，石灰—石膏法脫硫系統(tǒng)工藝配置將更加趨于完善，有利于該技術(shù)的應(yīng)用推廣。

本次脫硫改造采用石灰—石膏法脫硫。①將現(xiàn)有的麻石塔拆除，采用3臺(tái)爐1塔，新建1個(gè)脫硫塔：石灰漿液通過循環(huán)泵從吸收塔漿液池送至塔內(nèi)噴淋系統(tǒng)，煙氣與噴淋層漿液對流接觸，通過氧化風(fēng)機(jī)對漿液區(qū)直接鼓入空氣，強(qiáng)制氧化脫硫漿液中的亞硫酸鈣，使之產(chǎn)生硫酸鈣，從而達(dá)到脫硫的效果。脫硫產(chǎn)物通過石膏排出泵輸送至真空皮帶脫水系統(tǒng)。②噴嘴材料采用碳化硅材料，能避免磨損、結(jié)垢和堵塞；吸收塔的設(shè)計(jì)避免死角存在，保證漿液在吸收塔內(nèi)不沉積。③除霧器采用PP材料，安裝在吸收塔上部，用以分離凈煙氣夾帶的霧滴。

3 改造效果

長平煤礦2017年10月完成鍋爐煙氣環(huán)保提標(biāo)改造并安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，經(jīng)過1年多的在線監(jiān)控檢測，廢氣排放均達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271-2014）中的特別排放限值要求。

4 結(jié)語

隨著對環(huán)境質(zhì)量的嚴(yán)格要求，長平煤礦分別采用SNCR脫硝、電袋復(fù)合除塵、石灰—石膏法脫硫?qū)θ济哄仩t煙氣進(jìn)行提標(biāo)改造，且取得了良好運(yùn)行效果。但工作實(shí)際中還要不斷調(diào)整設(shè)備間的協(xié)調(diào)運(yùn)行，提高工人們的操作水平，已發(fā)揮更好的作用。

本次長平煤礦燃煤鍋爐煙氣提標(biāo)改造可以為同類燃煤鍋爐煙氣處理在技術(shù)改造等方面提供借鑒，具有一定的參考價(jià)值。