燃煤烟气干式超净技术在6×220t/h煤粉炉烟气超低排放改造项目中的应用

文_郑伟 福建龙净环保股份有限公司

中国石油天然气股份有限公司独山子石化公司位于新疆克拉玛依市，有炼油厂、乙烯厂两个厂区和一个热电厂。热电厂内共有6台220t/h高压煤粉锅炉，承担着独山子石化公司的生产用电和用汽任务。热电厂先后于2010年7月及2015年9月为锅炉烟气配套了脱硫除尘装置及脱硝装置，污染物排放指标满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）中排放限值要求。

为了进一步适应国家燃煤电厂超低排放及自治区推进重点区域大气污染联防联控的要求，独山子石化公司决定再次对热电厂锅炉烟气进行环保提标改造。经过多次的技术考察，以及改造方案的反复论证，最终选用福建龙净的燃煤烟气干式超净技术（简称DSC-M干式超净技术）进行升级改造，以实现NOx排放浓度小于50mg/Nm3，SO2排放浓度小于35mg/Nm3，烟尘排放浓度小于10mg/Nm3的超低排放要求。

1 工程概况

独山子石化热电厂6台220t/h高压煤粉锅炉原脱硝系统为每台炉对应配置1套脱硝装置，其中，1～5#炉脱硝系统采用低氮燃烧+SNCR+SCR(单层催化剂)联合脱硝工艺，6#炉设计采用低氮燃烧+SCR脱硝工艺；脱硫系统为2台炉共用1套烟气脱硫除尘装置，共3套装置。

此次超低排放升级改造范围包括整个烟气净化装置。其中，1～5#炉各新增一套炉外SCR脱硝装置，6#炉在原有SCR脱硝装置的基础上进行改造。同时，在原有循环流化床脱硫除尘装置的基础上对吸收剂制备系统、吸收剂供应系统、布袋除尘系统、工艺水系统、烟气系统、控制系统等多个子系统进行全面的升级。

2 工艺技术说明

2.1 整体工艺流程

本项目所采用的燃煤烟气干式超净技术路线为：锅炉→SCR反应器→电除尘器→流化床吸收塔→布袋除尘器→引风机→烟囱。如图1所示。

具体流程：从省煤器出来的高温烟气首先进入SCR反应器，在催化剂作用下，烟气中的NOX与喷入的氨发生还原反应，实现NOX的脱除。随后，烟气在电除尘器内完成预除尘，进入吸收塔后，在吸收塔内创造的良好的反应氛围下，同步脱除SO2、硫酸雾、氯化氢、氟化氢、重金属等多种污染物。并最终在吸收塔和超净布袋除尘器的联合作用下，实现SO2、烟尘等污染物的超低排放。

图1 燃煤烟气干式超净技术工艺流程图

（1）燃煤烟气干式超净技术特点

三大排放指标的实现超低排放

即NOX排放浓度＜50mg/Nm3、SO2排放浓度＜35mg/Nm3、烟尘排放浓度＜5mg/Nm3，排放指标媲美燃气轮机排放标准。

（2）多污染物的高效协同净化

在高效反应脱除SO2的同时，同步高效反应脱除了SO3、HCl、HF等酸性气体，高效吸附脱除汞等重金属污染物。

（3）无二次污染物产生

整个工艺过程为干态，无废水排放；排烟透明，无有色烟羽排放，视觉感官效果好。

（4）节水显著

脱硫运行温度通常高于湿式脱硫温度25℃以上，相比湿法脱硫技术，可节水35%左右。

（5）良好的工况适应性

通过清洁烟气再循环设计，保证烟气净化系统在锅炉烟气量30%～110%的情况下能够稳定运行，具有良好的负荷适应性。

3 项目改造情况

3.1 主要改造内容

项目升级改造主要包括如下方面：

（1）脱硝系统

1～5#炉脱硝改造：拆除现有每台炉内置式SCR反应器及附属设备、管线等，每台炉新建一套SCR反应器，并配套附属设备。6#炉脱硝改造：更换现有外置SCR反应器中两层催化剂，并安装第三层的配套声波吹灰器及附属设备等。

（2）布袋除尘系统

对除尘系统进行全面升级，将原有的滤袋及袋笼分别替换为特殊超细纤维排放滤袋及加强型袋笼，同时对本体结构、脉冲喷吹设备、清灰设备、灰斗流化设备等进行改造优化。

（3）吸收剂制备系统

增加2套15t/h的消石灰制备系统及相关输送系统，满足3套脱硫除尘装置运行的要求；并对原有消石灰制备系统的供水及雾化装置进行改进。新增两套消石灰制备系统与原消石灰制备系统同时使用。

（4）吸收剂供应系统

每台脱硫除尘装置各新增一路消石灰给料系统，形成两种不同规格配置，并能够自动切换，以适应锅炉负荷、燃料含硫量变化。

（5）工艺水系统

水系统升级为高精度调节给水系统，在锅炉负荷变化的情况下，确保工艺水的雾化效果和水分的快速蒸发，保证脱硫反应温度稳定；采用两路独立控制的水系统，实现在线检修及更换。

（6）压缩空气系统

在原有位置新增空压机及其净化装置，以满足系统新增压缩空气要求。

（7）清洁烟气再循环系统

更换现有的再循环挡板及调节执行器，重新设计烟气再循环风挡开度比例，满足增压风机异常跳停状态下烟气再循环挡板的快开功能。

（8）控制系统

根据设备升级改造的需求，对反应床层控制、温度控制、清灰控制、再循环风量控制、SO2排放自动控制等控制模块进行全面升级，提升了装置运行的稳定性。

3.2 项目实施情况

本项目于2017年3月开始进入整体实施阶段，项目部克服了时间紧、工程量大、现场作业空间有限等不利条件，有序地推进了各台锅炉的改造计划，充分利用机组的大小修时间完成烟气系统的接驳，最大程度减少了项目改造对生产过程的影响。

其中，1～6#锅炉SCR脱硝装置的升级改造先后于2017年及2018年完成。3套脱硫除尘装置的升级改造也先后于2018年及2019年顺利完成。目前，整个项目已顺利通过168+24h的连续试运行，各污染物排放指标均优于国家超低排放要求，装置实现了稳定运行。

4 结语

福建龙净燃煤烟气干式超净技术不仅对NOX、SO2、烟尘等污染物具有高效的脱除效率，而且还具有多污染物协同脱除、工况适应性好、无二次污染等诸多优点，其高效节水的突出优势使其尤适合于西部富煤缺水地区。独山子石化热电厂超低排放升级改造项目的成功投运为厂区的节能减排和周边环境的改善作出了重要的贡献，树立了干式超净技术的应用典范。