烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术在热电厂中的应用

孙微

（黑河市热电有限责任公司，黑龙江 黑河 164300）

随着我国国民经济的快速发展，传统能源的开发利用引发了严重的大气污染。依据我国资源构成的特点，以燃煤发电为主的能源结构长期很难改变。燃煤烟气污染控制已成为了当前乃至今后的几十年中我国环保领域重大的科学、技术和工程问题。循环流化床干法工艺是国内外研究最多、应用最广的一种干法烟气净化工艺。该工艺具备实现一套系统完成SO2、NOX、Hg、SO3、HCl、HF和粉尘等多种污染物的同时治理的能力。在此基础上开发高效的干式超净技术，可以最大限度减少设备的投资成本、运行维护费用和占地面积具有重要意义。

一、烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术简介

烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术由脱硫脱硝工程公司研究和开发，是在引进德国鲁奇公司的CFB脱硫技术的基础上发展而成，进一步提高了烟气循环流化床干法工艺的脱硫率，并结合低温氧化协同脱硝技术和流化床反应器相结合。烟气循环流化床同时脱硫脱硝系统采用消石灰为吸收剂，锅炉烟气从下部经文丘里装置进入烟气循环流化床，由返料灰、锅炉烟气夹带的烟尘和加入的消石灰，组成了一个高灰浓度的烟气流化床。通过向流化床内喷水控制烟气温度在合理范围内，并大大增加了反应面积，经多次不断循环的消石灰和烟气中的SO2、SO3、NO、NO2、HCI和HF等污染物进行充分反应，生成CaSO3·1/2H2O、CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2·Ca(OH)2·2H2O、Ca(NO3)2等。

另外返料循环系统和清洁烟气再循环系统也为提高污染物脱除效率起到非常重要的作用。返料循环系统将布袋除尘器灰斗内的飞灰经返料斜槽输送至烟气循环流化床内，大大提高流化床内灰浓度，结合脱硫水喷枪的水喷入，增加了流化床内反应物的反应面积，成为有别于改造前的半干法脱硫系统的重要环节。

二、烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术应用现状

烟气循环流化床同时脱硫脱硝工艺具有系统简单、工程投资费用低，占地面积小等特点。适于现有电厂及工业锅炉的改造。吸收剂在流化床内多次循环，气固间剧烈紊流混合，吸收剂利用率较高。而且吸收剂与烟气接触时间长，因此脱硫效率较高，脱硫产物可以综合利用，系统基本上不存在像湿法吸收塔中存在严重的腐蚀、结垢与堵塞等问题，还可以脱除部分重金属，特别是可以脱出一部分汞，对烟气的进一步治理很有意义。但是国外的研究脱硫和脱硝虽然同时在床体内完成，其实仍是分开进行的，并不是真正意义上的同时脱硫脱硝，吸收剂不能即脱硫又脱硝。脱硝还是用催化还原方法。仍存在催化剂中毒和不能重复利用，运行费用高等问题。

三、4#炉和6#炉深度治理改造介绍

4#炉和6#炉烟气深度治理改造由脱硫脱硝工程公司总承包实施，包括系统的设计、供货、调试和交付。

（一）脱硫系统

通过对入口SO2初始浓度、烟气量、烟温、消石灰加入量、床压等参数进行了优化设计和控制，烟气循环流化床的脱硫效率能够达到93%以上，保证SO2排放浓度控制在35mg/Nm3以下。

（二）脱硝系统

深度治理改造前，4#炉和6#炉通过SNCR脱硝系统，将空预器出口的NOx排放吗、浓度控制在100mg/Nm3以下。由于锅炉烟气中的NOx一般以NO形式存在，难以被吸收塔内的消石灰脱除，深度治理改造工艺采用在吸收塔内加入亚氯酸钠溶液，将NO氧化成NO2，这样NO2容易和消石灰反应进行脱除。

（三）除尘系统

除尘器采用干法脱硫专用低压旋转脉冲清灰方式的布袋除尘器，清灰用压缩空气在0.1MPa以下。清灰风机采用罗茨风机。滤布采用无锡必达福产的脱硫专用进口超细PPS滤料，表面采用防水、防油的PTFE浸渍处理。除尘后净烟气经烟道、引风机至烟囱排出，滤袋收集的飞灰下落至灰斗，大部分飞灰经气化斜槽输送至吸收塔作为脱硫脱硝用循环灰，小部分外排，由仓泵输送至灰库。为满足吸收塔低负荷运行的需要，引风机出口设置了清洁烟气再循环烟道，将烟气输送至吸收塔入口。通过清洁烟气再循环烟道上的调节风门调节，可确保不同负荷下经过吸收塔的烟气量保持在一个稳定值。

（四）DCS控制系统

烟气循环流化床同时脱硫脱硝系统包括以下闭环控制回路：清洁烟气再循环控制、吸收塔出口温度控制、床层压降控制、SO2排放控制和布袋清灰压力控制。包括：1.清洁烟气再循环控制回路；2.吸收塔出口温度控制；3.床层压降控制；4.SO2排放控制；5.NOX排放控制；6.布袋清灰压力控制；7.顺序控制功能；8.联锁及保护；9.报警系统。

四、建设、运行和技术评估情况

（一）建设和运行情况

4#炉和6#炉深度治理改造于2017年2月上旬开工，经过旧体拆除、土建施工和本体设备的建设安装，历经3个多月的施工，到2017年5月中旬具备单体调试的条件。6#炉于2017年7月25日至8月31日进行168h连续试运行。4#炉于2017年8月6日至8月13日进行168h连续试运行。从两台锅炉的168h连续试运行情况看，在满足设计前提的情况下，锅炉出口烟气排放参数均达到设计要求，即：SO2排放浓度＜35mg/m3，NOx排放浓度＜50mg/m3，烟尘排放浓度＜5mg/m3。

（二）性能评估试验

该热电有限公司对4#炉和6#炉烟气深度治理系统进行了性能评估。性能评估的内容包括脱硫、脱硝、除尘设施的性能试验和效果评价。

（三）试验结果

该热电有限公司两台130t/h循环流化床锅炉实施了深度治理改造，采用半干法烟气循环流化床同时脱硫脱硝系统+旋转喷吹布袋除尘器系统+低温脱硝系统。经第三方评估单位进行技术评估，燃煤热电锅炉也能达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223－2011)中天然气排放标准，即：SO2＜35mg/m3，NOx＜50mg/m3，烟尘＜5mg/m3。

结束语：

燃煤烟气循环流化床干式技术，可实现脱硫、脱硝、除尘及多污染物协同净化的功效，该技术具有高效、协同、经济、稳定的“超净+”排放等特点,而且没有废水产生、烟囱无需防腐、排烟透明无视觉污染，真正实现技术经济性好的燃煤烟气的超低排放要求，具有极为广阔的应用前景。