热电厂超低排放改造及技术应用研究

郭兴华(东岳氟硅科技集团有限公司，山东 淄博 256401)

1 热电厂环保装置基本情况

1.1 影响脱硫系统超低排放的因素

文章研究的热电厂脱硫装置采用“五炉一塔”的形式，该装置已建成较长时间，整体结构简单，而且技术水平不是很高。为了达到超低排放标准，需要对氨法脱硫装置实施提标操作控制，但这种方法存在不足之处，只在短期内有效，从长期效果来看，会出现排放指标不可控、系统运行稳定性差等问题，因此要进一步研究。氨法脱硫装置运行过程中，要注重对系统pH值的控制，保持在较高水平，才能满足超低排放的要求。但运行中会消耗大量氨，使成本增加，另外还会有烟气拖尾现象，对自然环境造成污染。受到技术条件限制，脱硫系统运行水平较低，而且过程中容易出现问题，很难达到超低排放标准[1]。

1.2 影响脱硝系统超低排放因素

SNCR脱硝技术是常用的烟气脱硝技术，具有成本低、操作方便等特点，适用于CFB锅炉。从目前情况来看，SNCR脱硝效率较低等问题成为制约超低排放的因素。由于CFB锅炉运行情况的不同，导致在脱硝效率方面有较大差异。SNCR脱硝过程中还原剂利用率较低，而且存在氨逃逸问题。氨逃逸容易和三氧化硫发生反应，从而形成硫酸铵盐，具有腐蚀性，因此对锅炉会造成损害。SNCR脱硝对环境有一定要求，温度控制在800 ℃左右，才能保证氨和氧发生反应。锅炉运行中的含氧量对脱硝效率会产生直接影响，所以要保证氧量的稳定性。影响脱硝系统超低排放因素较多，还有诸多方面需要改进，因此要增强创新意识，积极引入新技术、新工艺，满足生产要求。

1.3 除尘系统超低排放因素

以往使用的PPS布袋设计标准落后，不符合设备超低排放要求。使用SNCR脱硝技术时，会向锅炉内喷入大量氨水，在这种情况下，尾部烟气含水量就会增加，布袋会出现“糊袋”现象，使得除尘器阻力增大，对运行效果会产生不利影响。运用氨法脱硫在实际中取得了良好成效，但当烟气量不断增加时，会暴露出系统的设计缺陷，气液比余量较小会造成水洗效果差，烟气携带硫酸铵盐现象会变得更加严重，这是湿法脱硫普遍存在的问题。

1.4 新增超低排放检测因子

根据国家相关部门颁布的文件，其中对燃煤电厂生产中需要控制大气污染物排放有明确规定，包括烟尘、二氧化硫、氮氧化物等的排放，并且提出了排放标准。特别是汞及其化合物，由于污染性较大，因此要引起足够重视，采取有效防控措施。对于大气污染防治，一直是环境整治的重点，应严格按照国家颁布的相关文件执行[2]。

2 超低排放改造思路

2.1 改造原则

坚持绿色环保理念，对于现有的运行系统加强改造，从而达到超低排放标准。特别是旧系统中存在不足，引发污染问题的部分，要进行有效弥补，完善运行系统，从而达到排放要求。氨法脱硫系统改造要根据电厂实际情况而定，建议不要增加新的脱硫塔，只需对旧塔改造即可。对于热电厂的环保装置，要不断引入新技术、新设备，有助于提升整体环保水平，形成对多种污染物高效集成脱除处理系统，可以大大提升脱除效率，降低投入成本。对于新环保治理技术要加强研究，并引入到电厂中来，不断优化运行系统，实现超低排放目标。超低排放改造要立足于电厂具体情况，对目前存在的问题进行分析，找到其中原因，从而明确改造原则，严格按照规定要求去执行。

2.2 改造方案

对改造方案进行加强审核，发挥出新技术优势，并将具体效果落实下去。热电厂污染物包括二氧化硫、氮氧化物、烟尘等，对于不同污染物的特点制定合理改造方案，同时对方案优缺点进行分析、评估是否可行，通过完善增加方案的执行力，确保改造活动的顺利开展。遵循“协同处置、综合治理”的原则，经过热电厂工作人员的研究，确定超低排放环保工艺流程。

3 改造技术和实施策略

3.1 工艺改造

双塔多循环双氧化设计。在传统模式下将单塔单循环改造为双塔工艺。双塔包括脱硫塔和水洗塔，将脱硫塔原单塔三段单层循环改为二塔多层循环，新建水洗塔进行烟尘的组合去除。双氧化是指塔内、塔外氧化设计，新增氧化器发挥出主氧化功能作用，原有的氧化器要保留下来。在氧化过程中，增浓系统可以起到辅助作用，改造之后氧化率会得到明显提升，有效减少了亚硫酸铵。双塔多循环双氧化设计运用改善了实际效果，功能区更加的明确，同时相互之间可以实现协同，从而发挥出更大作用。

高效多层循环喷淋工艺设计。对功能区的循环工艺进行改造，实现进一步优化。运用高效多层循环喷淋，可以提高液气比，满足超低排放的要求。将脱硫塔原本的三段结构改造为二段布置，分别是增浓段和吸收段，新增加出口除雾喷淋系统。吸收段有多层，每一层要设置吸收泵，新增双相整流装置。在增浓层增加气体分布器，有助于改善烟气分布效果。将吸收段二层喷淋改为三层喷淋工艺结构，采用高效多层循环喷淋设计，可以提高系统液气比。硫酸氨气溶胶的形成与液气比有着直接关系，大的液气比可以使得烟尘含量降低，与超低排放设计要求相符合。

多点加氨工艺。原吸收泵出口采用单点加氨方式，对溶液流向情况进行分析，在吸收段各层设计加氨小流量精确调节回路，增浓段采用多点加氨设计，前置加氨会让系统烟气和氨反应前移，促进氨水的混合，充分吸收挥发的气氨。多点加氨工艺可以提升氧化器内pH值的精确性，将脱硫区域气相游离氨浓度降到最低。增浓段设置辅助加氨系统，主要目的是让浆液中的各种气体进行充分反应，从而提高脱硫效率。在原有设计系统下，只能在低指标状态下运行，而且存在逃逸氨等问题。

3.2 设施改造

应用高效除雾器组合。改造脱硫塔，适当增加高度，在增加的空间中设立屋脊式除雾器，分为三层。运用升气帽分层布置的三级水洗系统，对各层进行改造，将原本的波纹式改为聚乙烯塔式填料。将旋流式除雾器设置在水洗塔出口，为了保证不同层气流分布的均匀性，要采用多种形式的高效组合式除雾器，会形成水洗液梯差浓度，烟气温度会有所降低，让除雾器运行效果得到改善，排出的尾气浓度会大大降低。

运用高效螺旋喷嘴。过去吸收段和分水洗段采用的是实心锥形喷嘴，改造后采用新型高效喷嘴，喷流角度比较大。新型喷嘴的结构比较紧凑，具有良好通畅性，避免发生液体阻塞的情况，保证液体在管道中可以达到最大流量。在相应压强的作用下，单个喷嘴液体流量会有所提升，减少了系统流量泵的改造量。

3.3 技术应用

膜法超高效除尘器改造。在锅炉除尘器改造中，运用膜科学技术与实际情况相结合。高效膜技术是一项新技术，采用有机膜覆盖材料布袋，运用表面过滤的原理，可以对微纳米颗粒进行截留。该已申请专利。还要进行除尘器降压差改造。袋式除尘器的下部分要保留下来，增加箱体的高度，运用新的膜法技术长布袋、袋笼，改造上部净气室。对于附属部件也要进行改造。将旁通阀去除，与环保设计要求相符合。经过改造，除尘器阻力会下降，形成低压差高效除尘器。

3.4 臭氧脱硝

和传统脱硝技术比较而言，臭氧脱硝技术原理是利用臭氧的强氧化性，对难溶氮氧化物氧化为可溶的氮氧化物，和湿法脱硫有机地结合起来，从而吸收氧化物，达到脱硝目的。臭氧脱硝具有操作简单、自动化水平高等优势，与传统工艺相结合，有效地解决了存在的弊端。在系统运行中，臭氧会在吸收塔中分解，不会产生二次污染。当环保标准提高时，只需要简单改造就可以，不会影响到正常生产，是一种适用性很强的脱硝方式。

3.5 优化运行控制

影响氨法脱硫工艺的指标包括氧化率、温度等。烟气均匀分布可以实现和吸收溶液的充分接触，进而发生反应，是运行操作控制的重要环节。对氧化器运行液位的有效控制，可以改善氧化效果。开展交叉试验，确定吸收液pH的理想值，让烟气拖尾情况得到改善。提高氧化风风压，用新型风机送入空气，对氧化器和脱硫塔进行双段氧化设计，可以实现浆液系统全过程氧化。运行中要提高氧化风风压，并控制在合理范围之内，保证浆液系统氧化率达到规定要求。为了防止氧化风管发生堵塞，要增加冲洗水管，并进行定期冲洗。

4 超低排放改造效果分析

超低排放改造完成后，进入试验阶段，直至投入运行，通过分析发现，污染物排放指标有了明显降低。需要说明的是，在改造中要运用很多新材料，要通过市场调查选择合适的材料，保证其具有良好的性能，进而达到改善排放的效果。系统改造后，运行效率有了明显提升，能够对各种污染物进行有效处理，保证达标排放，避免对大气造成的污染。从经济效益上看，改造后的系统稳定性较高，故障发生几率大大降低，减少了检修、维修成本，企业经济效益明显。从生态效益上看，改造主要目的是实现超低排放，对各种污染物进行有效控制，保证符合国家颁布的排放标准。在超低排放改造过程中，要增强创新意识，不断引入新技术，优化系统运行效果。

5 结语

综上所述，热电厂在生产过程中会产生大量污染气体，对大气会造成严重污染，导致空气质量下降。为了适应发展需求，要加快超低排放改造，不断引入新技术、新理念，优化系统运行效果。热电厂在追求经济效益同时，也要注重对生态环境保护，有效控制污染物排放，提升环保技术水平，从而实现长远发展。