脱硫脱硝除尘一体化工程优化改造

脱硫脱硝除尘一体化工程优化改造

李正青贾倩

浙江菲达脱硫工程有限公司浙江杭州310053

摘要：针对装置运行后烟气尾气处理效果并不理想的状况，本文就运行结果进行了原因分析。其中炉内温度过低、无强制催化氧化装置和气液夹带严重等因素是一体化设备脱硫、脱硝及除尘效率不理想的主要原因。结合主要原因，本文通过优化改造方案，完善一体化工艺，使整个项目达到了SO2排放低于35mg/m3，NOx排放低于50mg/m3，粉尘颗粒物排放低于5mg/m3的超低排放设计要求。

关键词：燃煤电厂；烟气处理；脱硫脱硝除尘一体化

引言

随着人们环保意识的加强，锅炉烟气净化要求日趋严苛。国内各供热企业大多采用初步除尘+脱硝+脱硫+机械或电除雾等四级及以上烟气处理工艺使废气达标排放，其自动化程度要求高，工艺复杂，设备成本高，系统阻力大。另外，国内部分地区水资源匮乏，对于选择湿法脱硫工艺作为最终处理工艺的燃煤锅炉，排放烟气中水分与烟气的质量混合比约为10%，烟气中存在大量水分、碱性溶质和颗粒物，不但会严重影响空气质量，碱性水的逃逸还导致脱硫工艺的脱硫剂利用率低、水资源浪费严重。因此脱硫脱硝协同除尘是现阶段废气处理工艺的研究方向之一。回收烟气中水分和碱性溶质二次综合利用，可以达到以废制废、降本增效的目的。

1脱硫脱硝除尘一体化技术的意义

1.1脱硫脱硝除尘技术的发展状况

很多化学工厂在生产过程中会排放含有硫酸、硝酸和粉尘的有毒气体，对城市的大气质量造成巨大危害，危害人类身体健康。对于这类气体的解决处理方式，常规的思路是逐层脱硫、脱硝或除尘处理。在很大程度上，该处理方式在各废气净化工程中发挥了巨大作用。但是，在长久的实践过程中，不难发现，由于针对范围面较广和流程繁杂等缺点，有害组分单独脱除的方式未进行综合考虑，没有实现资源优化利用，不但会会增加成本和浪费能耗，还会给生产和管理带来麻烦。在这种形势下，脱硫脱硝除尘一体化技术发展起来。

1.2脱硫脱硝除尘一体化技术的思路

对于脱硫脱硝除尘一体化技术的来源，有四方面考虑：一是技术理念。从脱硫脱硝除尘一体化技术的理念上来讲，就是环保方面的重要性，在如今工厂排放的状态扩张状态下，之前传统上的除尘技术已经无法达到要求，因此就必须对技术进行优化，相关人员将脱硫与脱硝之间进行结合，就会组成新的除尘技术模式，这种一体化形式的装置改造和优化运行技术，就是脱硫脱硝除尘一体化技术的最佳展现。二是过程思路。对于工厂排放毒气之后，一般在开始都会被旋风器清理，然后大方面回收，最终完成脱硫脱硝的除尘工作。三是材料方面的核算。在脱硫脱硝除尘技术应用中，对于材料核算问题需要多加重视。因为在保持相对稳定的基础上做工艺设计利用，并进行有效的对等核算，将脱硫脱硝除尘一体化技术的组成融入其中，可以充分将技术运用到位。四是热度核算。热度核算是将热力学作为工作基础，在核算中考虑工业物料的使用状况，通过采集进行热能的采用。

2烟气脱硫脱硝除尘一体化技术

2.1炉内催化处理

锅炉燃烧过程中产生的NOx几乎全部是NO和NO2。实践表明：链条炉煤层上平铺1%蛋贝壳粉，可以改变燃烧温度点，多孔蛋贝壳随烟气在高温区生成CaO，起到脱除烟气中SO2的目的，脱硫率达到60%，同时在高温条件下生成的多孔结构特点CaO与炉内粉尘等协同作用，在尾部300～400℃降温区域起到催化作用，将部分NO催化为NO2，为后续湿法工艺中脱除NOx起到积极作用，明显提高后段湿法工艺的脱硝效率。

2.2浓缩系统改造

从锅炉引风机来的热烟气经过原烟道，进入脱硫塔浓缩箱，向下流动穿过硫铵液喷淋层，在此烟气被冷却到饱和温度，同时硫铵液进一步得到浓缩。再从箱体的中下部出口分别进入脱硫塔，烟气中的SO2和其他污染物被循环浆液吸收后，然后再进入含洗涤层的除雾段与水接触，气体夹带的吸收液微粒被洗涤。净烟气通过塔顶烟道进入原烟囱排放。浓缩系统在浓缩箱内，硫铵液与烟气并流接触，硫铵浆液进一步得到提浓，结晶析出。在此段中，由于箱截面积较大，气体流速慢，使气体中夹带的硫铵液滴量小，不会出现原流程的气体夹带液体现象。被浓缩的硫铵浆液通过泵打入浓缩箱喷淋层继续循环使用，部分含结晶的浆液通过结晶排出泵打去硫铵后处理系统。

2.3吸收及洗涤系统改造

工艺流程上，避免了氨法脱硫副反应—气溶胶产生的条件。（1）如果高温烟气与吸收液接触，会产生气溶胶，我们先采用硫铵液给热烟气降温，避免了气溶胶的生成温度；（2）给热烟气降温时，设计了大流量雾化效果低的喷头及工艺条件，避免了小的硫铵液滴蒸干变成μm级的硫铵固体微粒；（3）设计了强化的氧化装置，保证了进入硫铵降温溶液系统的稀液氧化度达到99.5%；（4）在脱硫吸收液的成分控制上，采用不含氨而含一定比例的亚硫酸铵的溶液，杜绝了氨逃逸的发生，并大大提高了吸收液的吸收能力；（5）脱硫塔吸收采用还保持原有的吸收方式，只是增加喷头数量。在脱硫塔上部，增设了独立的水洗涤段，对脱硫后的气体进行洗涤，从而大大减少了气体夹带的微小脱硫液滴，减少了游离氨逃逸和脱硫液的损失。

2.4除雾器运行脱水改造

烟气横向进入圆形除雾器形成旋流，水和气体就会在离心力作用下有效分离。分离下来的雾滴可以直接通过专设排水装置回收再利用。按照一定结构型式设置独立的除雾塔其烟气脱水效率明显高于常规顶部拦截式除雾器。最终烟气含水率为4.3%。根据公式计算得出最终烟气带水0.8t/h。较FGD脱硫工艺节约用水45%。

2.5氯酸氧化法的探索

这是一种湿法脱硫脱硝除尘一体化技术，对于脱硫与脱硝工作，该种方法可以同时进行，而且二者脱除的效率都比较高。氯酸钠在经过电解作用之后，就可以产生氯酸，在烟气中的二氧化硫和氮氧化物进行氧化时，通过氯酸氧化法，可以有效地实现脱硫脱硝除尘。不过，在利用该种方法实现脱硫脱硝除尘一体化技术时，由于具有强氧化性，很容易对使设备受到强腐蚀的危害。另外，通过氯酸氧化法进行氧化，氧化剂需要进行回收，吸收废弃之后的溶液也需要进行科学处理，然而，这两项工作还比较难以开展。

结语

由于前期设计不周全以及技术未跟上，导致脱硫脱硝除尘工艺运行效率并不理想。后进行国内外主流脱硫、脱硝和除尘技术的优劣比对，并结合装置自身的特点分析探讨，进行了一系列的改造。改造方案实施后可以达到原有设计目标，实现SO2排放限值低于35mg/m3，NOx排放限值低于50mg/m3，粉尘颗粒物排放限值低于5mg/m3的超低排放政策要求。

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