循环流化床锅炉烟气超低排放改造

韩丁

摘要：随着我国能源价格的持续上升，煤炭价格一直比较高，煤炭资源使用中提出了提高利用率的要求，同时我国提出节能减排与环境保护，这对煤炭资源的使用提出了较高要求。随着国家经济发展，人民群众对美好生活追求日益增强，环保要求也所提高，2018年安徽省提出《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，要求“2020年二氧化硫、氮氧化物排放总量各比2015年下降16%，PM2.5浓度比2015年下降18%以上”。

关键词：循环流化床;锅炉;烟气;超低排放

1 运行状况

某电厂热电车间内1台130 t/h中温次高压循环流化床锅炉于2008年3月投产，2台150 t/h高温高压循环流化床锅炉于2011年10月投产。 2012年，2台150 t/h高温高压循环流化床锅炉采用氨法烟气脱硫、选择性非催化还原法（SNCR）脱硝技术达到GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》，实现烟气中二氧化硫质量浓度不超过200 mg/m3、氮氧化物质量浓度不超过200 mg/m3、烟尘质量浓度不超过30 mg/m3。2014年，130 t/h中温次高压循环流化床锅炉采用氨法烟气脱硫、SNCR脱硝技术也实现上述排放标准。为达到安徽省要求，对高温高压循环流化床锅炉进行改进。

2 改进措施

针对高温高压循环流化床锅炉采用多种污染物高效脱除技术，使其大气污染物排放浓度符合《国务院办公厅关于印发能源發展战略行动计划（2014—2020年）要求》超低排放限值。中部地区新建燃煤机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，即二氧化硫质量浓度不超过35 mg/m3、氮氧化物质量浓度不超过50 mg/m3、烟尘质量浓度不超过10 mg/m3。为了提高锅炉余热回收节能改造的水平，该案例对加热管网实行闭式回路改造和开式回路改造两种。烟气余热回收应用到热水系统中，热水系统的水温为50℃，这时容易产生低温腐蚀，采用闭式循环设计，在回路中安装循环水泵，解决低温腐蚀的问题。烟气余热回收系统与热网的板式换热器连接起来，促使水温可以加热到70℃，构成开式热水循环系统，循环系统加装调节阀门，控制热水使用。

2.1 氮氧化物

为实现氮氧化物质量浓度不超过50 mg/m3的指标，针对循环流化床锅炉进行脱硝改造，增加选择性催化还原技术（SCR）脱硝工艺。根据锅炉炉膛出口NOX质量浓度条件，确定采用SNCR+SCR 联合脱硝工艺，脱硝效率为60%～80%。SCR反应器催化剂设计为2层（装1层、预留1层）。采用蜂窝式催化剂，布置于循环流化床锅炉尾部烟道内的高、中省煤器之间。

2.2 二氧化硫

为实现二氧化硫质量浓度不超过35 mg/m3的指标，对脱硫塔进行改造。脱硫塔采用复合塔结构，塔内设置烟气洗涤降温区、SO2吸收区、颗粒物及氨逃逸控制区等，不同功能区用塔盘分隔。烟气洗涤降温区内喷淋层设计为5层，其中SO2吸收区为3层;每个喷淋层设置1台独立的泵。SO2吸收区空塔工况烟气流速不高于3.5 m/s，吸收塔本体进出口压力不大于1 800 Pa。吸收区上部设置水洗及高效除雾装置，控制颗粒物和氨逃逸。在吸收塔顶部设置三级除雾器。

2.3 烟尘

为实现烟尘质量浓度不超过10 mg/m3的指标，对脱硫塔进行改造。将电除尘器改为电袋除尘器，采用脱硫塔出口加湿电除尘器协同电袋除尘器技术，实现颗粒物超低排放。

3 改造效果

双循环流化床粉煤气化中试装置烘炉升温期间，气化炉提升管异常飞温是由于一旋料腿底部粉体欠流化并架桥导致粉体流通不畅所致，保证循环流化床粉煤气化炉关键部位的松动气流量，尤其是一旋料腿底部以及二旋立管底部每条支线松动气的适量供应，是避免床料循环异常的关键。在商业化装置设计阶段，应充分考虑一旋料腿底部、立管底部以及料封罐底部等关键部位松动气管口的设置，并以确保相关部位粉体能被持续流化为原则。分析循环流化床锅炉进行烟气超低排放改造后的结果，分别取改造前和改造后各3个月平均值进行比较，结果见表1。

从表1可以看出：改造后，烟气中二氧化硫、氮氧化物、烟尘排放大幅度降低，达到超低排放要求。

改造后，直接经济效益可观。按目前运行状况，硫酸铵日回收量为 8 t，每吨按300元计算，一年（按300 d）可增加经济效益为72万元。

4 结语

对高温高压循环流化床锅炉的脱硝工艺进行改造，提高了锅炉烟气的脱硝效率;对脱硫塔进行改造，提高了脱硫效率，同时减少了颗粒物和氨逃逸，提前实现了中部地区燃煤锅炉烟气超低排放的目标。

参考文献

[1]樊仙荣，段晋飞.锅炉烟气氨法脱硫运行总结[J].小氮肥，2013，41（11）：18-19.

[2]谭伟，徐辉.循环流化床锅炉SNCR脱硝运行总结[J].小氮肥，2015，43（8）：23-24.

[3]孙永强.氨法烟气脱硫装置运行总结[J].化工设计通讯，2016，42（1）：6，21.

[4]李小锋，董永平，褚雅志.烟气脱硫技术综述[J].广东化工，2015，42（15）：132-133.