易　成　張曉文　姚　婭　李　密　吳　思

（1南華大學(xué)環(huán)境保護(hù)與安全工程學(xué)院湖南衡陽(yáng)4210012浙江五豐冷食有限公司浙江杭州310018 3南華大學(xué)放射性三廢處理與處置重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湖南衡陽(yáng)421001）

脫硫脫硝除塵一體化工程節(jié)能減排案例分析

易成1，2張曉文3姚婭1李密3吳思1

（1南華大學(xué)環(huán)境保護(hù)與安全工程學(xué)院湖南衡陽(yáng)4210012浙江五豐冷食有限公司浙江杭州310018 3南華大學(xué)放射性三廢處理與處置重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室湖南衡陽(yáng)421001）

為響應(yīng)國(guó)家“煤電節(jié)能減排”的號(hào)召，杭州某橡膠企業(yè)自備燃煤電廠鍋爐機(jī)組環(huán)保設(shè)施進(jìn)行煙氣超低排放改造。在改造過(guò)程中，引進(jìn)了巴西先進(jìn)的“脫硫脫硝除塵一體化”技術(shù)，擬通過(guò)高效的脫硫脫硝設(shè)備進(jìn)行項(xiàng)目鍋爐煙氣處理改造，以期獲得高效節(jié)能環(huán)保的煙氣處理方案，然而實(shí)際項(xiàng)目改造后脫硝除塵效果并不是很理想，與現(xiàn)場(chǎng)原有鍋爐工況以及所引進(jìn)的巴西工藝使用條件等因數(shù)都存在著密切的關(guān)聯(lián)，本文就該橡膠企業(yè)引進(jìn)巴西煙氣一體化處理技術(shù)的工程進(jìn)行案例分析，并提出一些可行性改進(jìn)建議，以期完善該巴西一體化工藝，使其更加本土化，更加匹配于該企業(yè)的改造升級(jí)，從而取得更多的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

燃煤電廠；煙氣處理；脫硫脫硝除塵一體化；節(jié)能減排

火力發(fā)電廠是煤炭消耗大戶(hù)，也是煙塵、SO2、NOx的排放大戶(hù)。近年來(lái)隨著霧霾天氣的不斷增多，國(guó)家對(duì)火電廠提出的環(huán)保要求越來(lái)越嚴(yán)格。為進(jìn)一步提升煤電高效清潔發(fā)展水平，國(guó)家發(fā)改委下發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》，要求燃煤發(fā)電機(jī)組污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，即煙塵、SO2、NOx排放質(zhì)量濃度分別小于5 mg/m3、35 mg/m3和50 mg/m3。為此，浙江某大型橡膠企業(yè)對(duì)其企業(yè)內(nèi)自備電廠的3臺(tái)機(jī)組環(huán)保設(shè)施進(jìn)行煙氣超低排放升級(jí)改造。

1　工程項(xiàng)目概況

我公司目前有75t/h循環(huán)流化床鍋爐3臺(tái)，鍋爐基礎(chǔ)參數(shù)主要是煙氣量有差別，其中兩臺(tái)煙氣量是170000m3/h，另外一臺(tái)是190000m3/h，其余參數(shù)類(lèi)似如下：NOx初始濃度350 mg/Nm3、爐膛出口煙氣溫度＞850℃、煙氣含氧量5%～8%、NOx排放濃度100mg/Nm3，原先采用雙堿法加布袋除塵對(duì)煙氣進(jìn)行處理，應(yīng)國(guó)家及省市各級(jí)環(huán)保部門(mén)脫硫脫硝減排的要求，公司再次對(duì)鍋爐煙氣進(jìn)行了治理，現(xiàn)采用樂(lè)福特生物環(huán)保（亞洲）有限公司的鍋爐煙氣脫硫、脫硝和除塵一體化方案進(jìn)行改造。該方案的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，施工工期較短；缺點(diǎn)是副產(chǎn)物處理占地成本較大，產(chǎn)生的副產(chǎn)物硫銨和硝銨作為氮肥含量較難處理，單套系統(tǒng)成本較高，單套一體化設(shè)備只能處理單臺(tái)鍋爐。

此項(xiàng)目主要是在布袋除塵后端設(shè)置噴淋塔，采用水噴淋+氨水中和的技術(shù)，將鍋爐煙氣脫硫、脫硝和除塵結(jié)合在一套系統(tǒng)內(nèi)。通過(guò)CEMS（在線(xiàn)自動(dòng)監(jiān)測(cè)采樣數(shù)據(jù)反饋系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)處理，可同時(shí)監(jiān)視和控制裝置內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行。依據(jù)《杭州市人民政府辦公廳關(guān)于印發(fā)杭州市“無(wú)燃煤區(qū)”建設(shè)實(shí)施方案的通知》（杭政辦函〔2013〕75號(hào)），使燃煤鍋爐排放的煙氣氮氧化物的去除率不低于85%，脫硫效率不低于98%，除塵效率達(dá)80%~90%，執(zhí)行天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組的排放標(biāo)準(zhǔn)即SO2排放低于35mg/m3，NOx排放低于50mg/m3，粉塵顆粒物排放低于5mg/m3

2　脫硫脫硝除塵一體化系統(tǒng)試運(yùn)行結(jié)果

2.1煙氣檢測(cè)方法

脫硫脫硝除塵一體化系統(tǒng)工程主體部分安裝調(diào)試結(jié)束后，由第三方專(zhuān)業(yè)環(huán)保煙氣檢測(cè)公司進(jìn)行相關(guān)煙氣排放檢測(cè)，檢測(cè)分析中氮氧化物測(cè)定的數(shù)值有三種，分別為直讀值、當(dāng)前值、折算值。依據(jù)國(guó)家的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定氮氧化物的排放值只需測(cè)定一氧化氮的含量（此為直讀值），再乘以默認(rèn)系數(shù)1.53即可算出氮氧化合物的當(dāng)前值。根據(jù)公式：折算值=15/（21-氧含量）*當(dāng)前值，可計(jì)算出折算值，此折算值為向環(huán)保局上報(bào)的數(shù)據(jù)，排放限值全部為折算值。CEMS等儀器讀數(shù)均為直讀值。

2.2煙氣檢測(cè)結(jié)果及分析

采用上述2.1所述的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法進(jìn)行煙氣排放檢測(cè)，經(jīng)多次檢測(cè)，其中主要污染物SO2、NOx和粉塵顆粒物的具體檢測(cè)結(jié)果如表1。

表1　脫硫脫硝除塵一體化系統(tǒng)試運(yùn)行煙氣檢測(cè)結(jié)果

以上獲得的檢測(cè)數(shù)據(jù)僅代表瞬時(shí)數(shù)據(jù)，但浮動(dòng)區(qū)間穩(wěn)定，具有代表性。

2.3通過(guò)上述檢測(cè)報(bào)告得出結(jié)論

2.3.1該一體化脫硫脫硝除塵設(shè)備的脫硫效果顯著，已達(dá)到工程合同所規(guī)定的“脫硫處理效率98%以上”，脫硫效果明顯，設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定，排放值也達(dá)到了天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組二氧化硫的排放標(biāo)準(zhǔn)；該一體化設(shè)備的脫硝效率遠(yuǎn)未達(dá)到合同中規(guī)定的“脫硝處理效率85%以上”，處理效率僅為10%～20%，排放值也遠(yuǎn)高于天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)（為6倍左右）；該一體化設(shè)備的除塵效率未達(dá)到合同中規(guī)定的“除塵處理效率為80%～90%”，實(shí)際運(yùn)行處理效率僅為50%左右，排放值未達(dá)到天然氣燃?xì)廨啓C(jī)組氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.2脫硝及除塵效率不理想原因（1）爐內(nèi)溫度過(guò)低：低溫脫硝為世界性難題，據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查確認(rèn)，此項(xiàng)目主塔內(nèi)的環(huán)境溫度（溶液水溫）大約為45℃～90℃，導(dǎo)致整體脫硝的反應(yīng)效率比較低，且溶液中氮氧化物的溶解度以及含氧量不足，從而不能達(dá)到有效反應(yīng)的良好條件；（2）爐內(nèi)氮氧化物組分比例的影響：依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)鍋爐工況，其中1號(hào)爐、2號(hào)爐為無(wú)錫華光鍋爐廠生產(chǎn)的75噸循環(huán)硫化床鍋爐，屬老式鍋爐，而3號(hào)鍋爐屬于技術(shù)改造的鍋爐。1號(hào)爐的初始（即入口）值較3號(hào)爐偏高，較其他企業(yè)同級(jí)鍋爐的數(shù)據(jù)亦偏高，加之本項(xiàng)目氮氧化物中一氧化氮與二氧化氮的含量比例為9：1（其他企業(yè)同級(jí)鍋爐比例為7：3），導(dǎo)致最終排放的氮氧化物折算值偏高；（3）無(wú)強(qiáng)催化強(qiáng)氧化裝置：在低溫狀態(tài)下（環(huán)境溫度小于145℃）氮氧化物在主塔中的溶解性不夠，并且沒(méi)有相應(yīng)的強(qiáng)催化強(qiáng)氧化裝置或試劑，導(dǎo)致大部分的一氧化氮在系統(tǒng)中無(wú)法發(fā)生反應(yīng)，大部分沒(méi)有去除就直接排放；（4）系統(tǒng)調(diào)試未達(dá)到最佳：整個(gè)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不夠，乙方單位技術(shù)負(fù)責(zé)人未將系統(tǒng)調(diào)節(jié)到最佳工況，處理效率仍有提升的空間；（5）噴淋裝置過(guò)少：主塔上噴淋裝置不夠，應(yīng)增強(qiáng)噴淋效果，加大霧化區(qū)域用以達(dá)到更好的除塵效果。

3　項(xiàng)目改進(jìn)建議

3.1爐內(nèi)溫度過(guò)低問(wèn)題

1號(hào)爐爐膛出口溫度偏低，根據(jù)爐內(nèi)脫硝效率對(duì)溫度的要求，要確保其爐膛出口溫度控制合理得當(dāng)，而從目前控制手段來(lái)看，1號(hào)、2號(hào)爐由于爐型本身結(jié)構(gòu)問(wèn)題，其爐膛內(nèi)的煙氣溫度難以達(dá)到800℃以上，建議從控制蒸發(fā)量的角度來(lái)著手處理，將蒸發(fā)量控制在65t/h以上，以降低鍋爐煙氣含氧量，盡量控制在6.0%以?xún)?nèi)，同時(shí)在運(yùn)行中盡量保持運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，確保鍋爐能夠調(diào)整到最佳工況。

3.2爐內(nèi)氮氧化物組分問(wèn)題

進(jìn)一步測(cè)定項(xiàng)目排放煙氣中NO在NOx中的比例，若確認(rèn)該項(xiàng)目工程中的煙氣中排放的NO含量確實(shí)較其他企業(yè)鍋爐的排放值更高，則應(yīng)當(dāng)及時(shí)與環(huán)保部門(mén)協(xié)商換算系數(shù)適當(dāng)變動(dòng)的可能性，從而確定符合該項(xiàng)目的煙氣排放折算值。

3.3無(wú)強(qiáng)催化強(qiáng)氧化裝置的問(wèn)題

考慮在進(jìn)口風(fēng)管擋板門(mén)位置加裝溶液加料裝置，通過(guò)采用特殊氧化劑；也可考慮在氨法脫硫基礎(chǔ)上，在煙氣中加入臭氧，使NOX氧化，再被氨化溶液吸收。

3.4爐內(nèi)初始產(chǎn)生的氮氧化物含量偏高問(wèn)題

1號(hào)、2號(hào)爐平常運(yùn)行床溫偏高（950℃以上），由于床溫控制過(guò)高，將引起煙氣當(dāng)中的氮氧化物含量大大升高，最高升至400mg/m3以上，根據(jù)目前爐內(nèi)脫硫效率，其原始排放值控制在350mg/m3以?xún)?nèi)，建議在鍋爐內(nèi)進(jìn)行風(fēng)量分級(jí)調(diào)整控制，從而降低鍋爐出口煙氣含氧量，盡量降低鍋爐床溫在900℃以?xún)?nèi)運(yùn)行。

綜上所述，參照國(guó)內(nèi)外脫硫脫硝除塵項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)家的預(yù)估判斷，認(rèn)為該脫硫脫硝除塵一體化項(xiàng)目在脫硝及除塵效率方面仍有一定的提升空間。積極分析探討效率低下的原因，嘗試多種調(diào)試解決方案，確保該改造項(xiàng)目能夠達(dá)到預(yù)期的效果，從而完成市政府下達(dá)環(huán)保節(jié)能減排的要求。

［1］康新園.燃煤煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)研究進(jìn)展［J］.潔凈煤技術(shù)，2014，06：115-118.

［2］呂雷.煙氣脫硫脫硝一體化工藝設(shè)計(jì)與研究［D］.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)，2012.

［3］李祥苓.脫硫、脫硝、除塵及煙塔合——體化技術(shù)初探［J］.華電技術(shù)，2010，04：70-73+77+81.

易成（1988－），男，，湖南衡陽(yáng)人，環(huán)境工程本科畢業(yè)，南華大學(xué)在職研究生，助理工程師，研究方向：脫硫脫硝。