岳花婷

(安陽化學工業(yè)集團有限責任公司， 河南安陽 455133)

燃煤鍋爐煙氣中含有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)等大氣污染物。中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部對化工企業(yè)燃煤鍋爐煙氣進行實時監(jiān)控，要求SO2質量濃度≤35 mg/m3、NOX質量濃度≤100 mg/m3、粉塵質量濃度≤10 mg/m3。作為國內豫北地區(qū)大規(guī)?；て髽I(yè)，安陽化學工業(yè)集團有限責任公司(簡稱安化公司)必須嚴格執(zhí)行相關環(huán)保政策。

安化公司配套蒸汽鍋爐7臺，為保證鍋爐煙氣達標排放，2013年、2017年分別對各鍋爐煙氣治理進行改造和優(yōu)化。投入使用至今，整體運行效果良好，鍋爐煙氣脫硫、脫硝指標均在指標范圍內?，F(xiàn)將改造優(yōu)化進行總結，可為同行業(yè)環(huán)保達標排放提供參考。

1 燃煤鍋爐工藝特性

5#、6#、7#為細粒子低速循環(huán)流化床鍋爐(HG-CPC75-3.82/450-WM1型)，由哈爾濱鍋爐廠設計制造。8#為高速循環(huán)流化床鍋爐(ZG-75/3.82-M型)，由鄭州鍋爐有限責任公司制造，其額定蒸發(fā)量為75 t/h，過熱蒸汽壓力為3.82 MPa，過熱蒸汽溫度為450 ℃，采用無煙煤、鍋爐飛灰兩種混合物燃料，配備自然循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)。

9#、10#為高效低污染循環(huán)流化床鍋爐(YG-130/9.81-M4型)，由濟南鍋爐集團有限公司開發(fā)制造，其額定蒸發(fā)量為130 t/h，過熱蒸汽壓力為9.81 MPa，過熱蒸汽溫度為540 ℃。

11#為高速循環(huán)流化床鍋爐(XD-220/9.8-M2型)，由唐山信德鍋爐集團有限公司制造，其額定蒸發(fā)量為170 t/h，過熱蒸汽壓力為9.81 MPa，過熱蒸汽溫度為540 ℃。

2 鍋爐脫硫、脫硝改造及成效

GB 13223—2011 《火電廠大氣污染物排放標準》中，燃煤鍋爐煙氣排放標準為SO2質量濃度≤200 mg/m3、NOx質量濃度≤200 mg/m3、粉塵質量濃度≤30 mg/m3。2013年11月，安化公司對5#、6#、7#鍋爐進行煙氣脫硫改造。2015年10月，對8#鍋爐進行煙氣脫硫、脫硝改造。

2.1 煙氣濕法脫硫改造

利用石灰或石灰石作為脫硫劑，根據(jù)SO2易溶于水的原理，用大量的水對煙氣進行洗滌，使煙氣中的SO2溶到水中，從而將煙氣中的SO2脫除[1]。吸收SO2的水在三級沉淀池內與一定的堿性物質反應后再生循環(huán)利用(見圖1)。

2.1.1 煙氣系統(tǒng)流程

5#鍋爐煙氣經引風機送入原有的磚煙道。6#、7#鍋爐煙氣經引風機合股送入煙囪另一側的原有磚煙道，在原磚煙道進入原煙囪進口附近增加旁路插板閥。煙氣從原磚煙道上方新建的鋼質煙道送出后進入脫硫塔，處理后的煙氣從脫硫塔頂部的煙囪排放。

脫硫塔塔體采用3塔1體結構，通過3個單獨脫硫塔的入口閥開閉調節(jié)實現(xiàn)任意臺鍋爐彈性操作，以防鍋爐停運對煙氣脫硫產生影響。

2.1.2 吸收系統(tǒng)流程

本系統(tǒng)由氣動乳化脫硫塔、循環(huán)池、循環(huán)泵、循環(huán)池攪拌機及工藝管道閥門等組成。脫硫塔內部由3個單獨的脫硫塔組成，分別對應3臺鍋爐。

煙氣由引風機送入脫硫塔下部的均氣室后進入脫硫塔；在脫硫塔的吸收區(qū)，煙氣與循環(huán)漿液充分傳質，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣或氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈣和硫酸鈣；脫硫后煙氣經除霧后從煙囪排空。吸收了SO2的漿液落到塔的下部，流入循環(huán)池后，在攪拌機的作用下與池內漿液混合均勻，再經循環(huán)泵送入脫硫塔內循環(huán)使用。循環(huán)池內漿液因吸收SO2引起pH值降低，降低到一定程度時從制漿池補加新的石灰漿液。循環(huán)池內產生較多的亞硫酸鈣和硫酸鈣晶體后，會導致含固量增加，當質量分數(shù)為20%～25%時，由排漿泵排出處理。

圖1 煙氣脫硫工藝流程圖

2.2 脫硝工藝改造

安化公司采用尾部脫氮技術，5#、6#、7#、8#鍋爐均為循環(huán)流化床，爐膛溫度均在1 000 ℃以下，因此采用選擇性非催化還原技術(SNCR)技術；11#鍋爐采用的是中溫分離技術，在分離器處溫度為450 ℃左右，不具備SNCR反應條件，必須在爐膛內進行噴氨。由于11#鍋爐爐膛容積較大，反應效果無法保證，所以在尾部煙氣(低溫省煤器前)加裝選擇性催化還原技術(SCR)裝置，采用SCR+SNCR混合脫硝技術。

2.3 鍋爐煙氣脫硫、脫硝后效果

5#、6#、7#、8#鍋爐煙氣脫硫、脫硝改造后，SO2、NOx質量濃度基本穩(wěn)定在200 mg/m3以下、粉塵質量濃度在30 mg/m3以下，符合達標排放要求。

3 鍋爐煙氣超低排放改造及成效

為滿足環(huán)保相關政策要求，鍋爐出口煙氣指標要求SO2質量濃度≤35 mg/m3、NOx質量濃度≤100 mg/m3、粉塵質量濃度≤10 mg/m3。安化公司于2017年6月進行了超低排放改造工程。

3.1 改造項目

5#、6#、7#、8#、11#鍋爐在原有脫硫塔的基礎上，新增煙氣脫硫吸收塔、噴淋除霧裝置、濕式靜電除塵器裝置、SCR脫硝裝置[2](不含公用系統(tǒng))。同時對各臺引風機進行改造，11#鍋爐在原預留層再裝一層催化劑。

3.1.1 新增吸收塔工藝流程

5#、6#、7#、8#鍋爐煙氣經除塵器收塵后，通過引風機進入新增脫硫吸收塔(見圖2)。吸收塔內的煙氣向上流動，被向下流動的漿液以逆流方式洗滌后，煙氣通過煙道進入煙囪排向大氣。

經過凈化處理的煙氣流經兩級除霧器進行除霧，在此處將清潔煙氣中所攜帶的霧滴去除。同時按特定程序用工藝水對除霧器進行沖洗。除霧器沖洗有兩個目的：一是防止除霧器堵塞；二是沖洗水同時作為補充水，穩(wěn)定吸收塔液位。

11#鍋爐煙氣通過煙道擋板門進入濃縮塔(原脫硫塔)，從濃縮塔頂部出來的氣體與煙道氣體混合后進入預脫硫塔，氣體從預脫硫塔進入脫硫塔的煙氣吸收段。來自溶液循環(huán)泵的亞硫酸銨溶液通過脫硫塔內的霧化噴頭后形成噴淋液，與煙氣中的SO2反應生成亞硫酸氫銨，加入脫硫塔底部的15%(質量分數(shù))氨水在脫硫塔內繼續(xù)與亞硫酸氫銨反應生成亞硫酸銨溶液。

鍋爐煙氣在噴淋層內脫硫后，向上進入湍球層，煙氣與來自清洗液泵打來的清洗液在湍球的表面充分接觸，使得氣體中夾帶的亞硫酸銨及氨重新溶解在清洗液中。

經過初次洗滌的鍋爐煙氣向上進入除霧裝置，上下各設置一組工藝水清洗裝置。不僅可以清洗除霧器葉片，預防鍋爐煙氣中夾帶的灰塵或結晶堵塞除霧器，還可以對煙氣中夾帶的氨再次吸收，降低尾氣中氨含量。除霧和清洗后的煙氣經煙囪排放到大氣。

3.1.2 脫硫、濕電一體化裝置

9#、10#鍋爐新上一套煙氣脫硫、濕電一體化裝置，利用石灰-石膏法脫硫、濕式電除塵器除塵后排放煙氣。新增SCR脫硝裝置，對引風機進行改造。

3.2 改造后性能測試

依據(jù)GB 13271—2014 《鍋爐大氣污染物排放標準》[3]和HJ 836—2017 《固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測定 重量法》[4]，于2018年11月23—25日對4套脫硫、除塵改造項目進行了性能測試，各鍋爐負荷見表1，測試結果見表2。

表1 各鍋爐負荷情況

表2 4套脫硫、脫硝、除塵測試結果

由表2可知：經過改造后，煙氣中各指標含量均在規(guī)定范圍內，運行穩(wěn)定至今，達標排放。

4 技改效果

改造前，安化公司燃煤鍋爐煙氣中SO2質量濃度為500～600 mg/m3。隨著煙氣排放指標不斷嚴格，安化公司經市場調研、對比優(yōu)勢，以最快速度進行了兩次改造，使得鍋爐煙氣排放指標均達到標準，且運行穩(wěn)定。煙氣脫硫采用石灰或石灰石作為脫硫劑的濕法脫硫，效果明顯；根據(jù)鍋爐熱反應溫度脫硝可選擇SCR或SNCR+SCR混合型，技術先進且運行成本低；采用濕式靜電除塵效率高，經專業(yè)部門性能檢測合格，且運行穩(wěn)定。此項改造優(yōu)化方案，可行性極高，值得業(yè)內推廣。

5 結語

安化公司兩次燃煤鍋爐改造優(yōu)化的成功投運，不僅有效解決了鍋爐煙氣排放的環(huán)保問題，而且為裝置穩(wěn)定、連續(xù)、高產、低耗運行提供了有力保障。