锅炉烟气脱硫脱硝工程改造与实践

宋金峰

摘 要：火电厂是我国电力能源的重要来源，在当前环保理念日益深入人心的形势下，火电厂锅炉烟气脱硫脱硝成为了人们非常重视的一个问题。有鉴于此，本文对当前火电厂锅炉烟气脱硫脱硝现状以及常见技术展开了探讨，并以具体工程为例对脱硫脱硝工程的改造进行了研究，以供相关人员借鉴。

关键词：火电厂;锅炉烟气;脱硫脱硝技术

随着社会不断的发展， 我国经济水平逐渐提升，各个领域发展迅速， 对于煤炭能源的使用率增加， 从而导致我国每年煤炭燃烧量处于一个持续增长的状态。其中煤炭燃烧量最大的行业主要指火电厂， 煤炭在燃烧过程中所排放出来的物质破坏自然生态环境、引发酸雨， 对人们的日常生活来说造成了很大的影响。要想从根本上解决这一问题， 就应该加强对脱硫脱硝技术的应用， 火电厂锅炉排放出来的物质进行全方面处理， 减少对环境的污染， 保证火电厂企业可以健康的发展下去。

一、火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝技术发展现状

我国已经颁布了全新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）以及2015年12月11日国家环保部、国家发改委、国家能源局三部委联合下发《关于印发全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案的通知》， 其中明确规定了燃煤电厂锅炉烟气中大气污染物排放限值。锅炉烟气中大气污染物中主要包括了氮氧化物、二氧化硫和烟尘等， 因此，燃煤电厂在发展过程中应该加强对这三者排放浓度情况的治理， 只有这样才能达到国家要求的排放标准。而脱硫脱硝技术在火电厂锅炉烟气中的应用可以有效的减少锅炉烟气中的大气污染物， 同时也是燃煤电厂在未来发展的必然趋势。

我国现有的脱硫脱硝技术主要以国外的先进技术手段为基础进行， 其在应用过程中为了保证燃煤电厂可以健康、可持续的发展下去，就应该将现有的脱硫脱硝技术创新、完善， 并以石灰石为基础进行烟气脱硫。这种脱硫方法成本较低、操作容易、速度较快， 可以在各中脱硫方法中得到广泛应用。另外， 我国脱硫脱硝技术在燃煤电厂锅炉烟气达标排放改造中的应用已经取得了较好的成绩， 这对燃煤电厂发展与自然生态环境的保护工作来说提供了很大的帮助。

二、火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝工艺技术

2.1 炉内燃烧同时脱硝技术

该技术在火电厂实际使用期间可以有效的将锅炉内部的烟气进行质量控制， 并通过锅炉调节的形式做好锅炉内部温度的控制工作， 只有这样才能保证火电锅炉在生产过程中减少氮氧化物， 保证锅炉内部尿素进行还原， 并将其喷洒到对应的锅炉内部， 形成可以直接排放的氮气， 从而减少有害物质的排放， 保护自然生态环境。在对锅炉内燃料有害物质处理过程中可以通过SNCR脱硝技术进行操作， 只有这样才能保证该技术可以在指定的条件下， 减少锅炉内部的有害烟气， 保证排放出来的烟气符合国家要求的大气污染物排放限值。

2.2 高能辐射化学法

在对火电厂锅炉烟气同时脱硫脱硝过程中， 可以通过高能辐射化学方法进行操作， 而高能辐射化学法主要包括了电子束照、脉冲电晕等离子体法这两部分组成。其中的电子束照法主要指火电厂锅炉在实际应用期间通过阴极形成的电子束辐射烟气进行操作， 烟气中的物质通过不断的反应结合产生了硫氧化物反应， 并形成了全新的（ NH4）2SO4等物质。通过这些反应对火电厂锅炉烟气的处理可以有效的减少烟气中的有害成分， 该方法的脱硫脱硝效率可以达到与80%-90%。

2.3 固相吸附与再生技术

在对火电厂锅炉烟气处理过程中还可以通过固相吸附的再生技术进行操作， 通过选取合适的固相吸收剂， 烟气在流经吸收剂的同时对烟气中的SO2和NOx进行吸收。这种脱硫脱硝技术在火电厂锅炉中的应用可以有效的将锅炉烟气中的有害物质提取出来， 通过污染回收的形式进行处理， 减少烟气中的SO2和NOx等有害物质的排放。再通过可再生技术将吸收有害物质的吸收剂进行处理， 提取出吸收的有害物质， 从而保证有害物质可以被合理应用， 减少有害物质的排放， 保护自然生态环境。

2.4 湿法同时处理技术

湿法同时处理技术是锅炉烟气脱硫脱硝技术中的核心技术， 在火电厂中得到了广泛的应用。该技术在应用中已经取得了较好的成绩， 随着技术的不断完善和成熟， 该技术的脱硫脱硝效率也在不断的提高， 设备的可靠性也十分的稳定，有效的减少烟气有害物质的排放， 保护了自然生态环境。该技术在实际使用期间可以通过NOx降低溶解特性机理进行操作，并将烟气通过NOx氧化反应降低其中的有害成分， 之后再通过NOx氧化反应提升烟气物质的溶解程度，只有这样才能去除其中的有害物质， 保证烟气物质的中的脱硫脱硝工作可以顺利进行下去。

三、锅炉脱硫脱销工程改造具体分析

3.1 工程概况

根据锦州石化热电公司提供的热力特性资料和热电公司实际监测数据，目前单台锅炉的NOx最大排放浓度为300mg/Nm3，不满足《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-2011及辽宁省环保部门相关规定的要求，对当地环境造成一定的影响。为确保烟气中氮氧化物的达标排放，决定对3台240t/h（1#、2#、3#）锅炉和1台220t/h（4#）锅炉烟气进行脱硝改造，并建设脱硝公用设施尿素制备储存区，同步进行省煤器、空预器系统改造和1#-3#锅炉引风机及空压站改造。本工程改造后目标值为：NOx排放浓度≤100mg/Nm3。

3.2 脱销改造分析

（1）SNCR尿素喷枪

在锅炉炉膛28米至35米的位置安装SNCR喷枪，1～3#炉：15支喷枪/炉，4#炉：6支喷枪，SNCR喷枪的作用是在炉膛合适温度区喷入还原剂尿素溶液，尿素在炉膛中分解后与烟气中的N0x反应。

（2） SCR反应器

SCR反应器一般情况下安装在烟道外部，考虑现场无足够的空间安装设备和外置SCR脱硝反应器的费用较高等因素，将SCR反应器设计安装在了高温空气预热器与低温省煤器之间。

这样在合适温度区间的炉膛中喷入还原剂尿素，尿素在炉膛中分解为氨和异氰酸，并与烟气中的NOx反应，未参加反应的氨气逃逸至SCR反应器，在反应器内的催化剂催化下进一步与烟气中的N0x反应，从而实现SNCR+SCR混合脱硝。脱硝反应器布置在高温空气预热器与低温省煤器之间，设计了一层蜂窝式催化剂，受现有厂房空间限制，无预留层。

3.3 脱硫改造分析

石灰石漿液湿法烟气脱硫系统构成主要有：烟气系统、SO2吸收/氧化系统、石灰石浆液制备、供应系统、石膏脱水系统/皮带机系统、供水系统、压缩空气系统、排空系统、废水处理系统。

石灰石浆液湿法脱硫工艺流程：锅炉烟气经电除尘器除尘后，通过增压风机后进入脱硫吸收塔。在吸收塔内烟气向上流动且被向下流动的循环浆液以逆流方式洗涤。循环浆液则通过喷浆层内设置的喷嘴喷射到吸收塔中，以便脱除SO2，与此同时在“强制氧化工艺”的处理下反应的副产物被导入的空气氧化为石膏，并消耗作为吸收剂的石灰石粉。满足要求的石灰石粉由罐车运至石灰石粉仓下，并由车载气泵将石灰石粉打入粉仓。

在吸收塔中石灰石浆液与烟气中的二氧化硫反应生成石膏，这部分石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统。脱水系统主要包括石膏废水旋流器、浆液分配泵和真空皮带脱水机。经过真空皮带机脱水的石膏落入石膏储存库中存储。经过净化处理的烟气流经两级除雾器除雾，在此处将清洁烟气中所携带的浆液雾滴去除后排入烟囱。同时按特定程序不时地用工艺水对除雾器进行冲洗。最后洁净的低温净烟气通过吸收塔上部的通道在无需湿电加热的情况下进入烟囱排向大气。

四、结束语

近年来随着社会不断的发展， 在工业锅炉使用过程中需要定期对其能效进行测试， 并将现有的锅炉烟气脱硫脱硝技术进行创新完善，开展切合本工程实际的技术可行、经济合理的锅炉烟气脱硫脱硝达标排放改造。

参考文献：

[1]任振峰， 王飞. 燃煤电厂锅炉烟气脱硫脱硝技术及展望[J]. 资源节约与环保， 2015（10）：15-15.

[2]雷涛. 基于燃煤工业锅炉烟气湿法脱硫脱硝技术研究[J]. 化工管理， 2015（17）：144-144.