燃煤锅炉烟气指标优化改造小结

岳花婷

(安阳化学工业集团有限责任公司， 河南安阳 455133)

燃煤锅炉烟气中含有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)等大气污染物。中华人民共和国生态环境部对化工企业燃煤锅炉烟气进行实时监控，要求SO2质量浓度≤35 mg/m3、NOX质量浓度≤100 mg/m3、粉尘质量浓度≤10 mg/m3。作为国内豫北地区大规模化工企业，安阳化学工业集团有限责任公司(简称安化公司)必须严格执行相关环保政策。

安化公司配套蒸汽锅炉7台，为保证锅炉烟气达标排放，2013年、2017年分别对各锅炉烟气治理进行改造和优化。投入使用至今，整体运行效果良好，锅炉烟气脱硫、脱硝指标均在指标范围内。现将改造优化进行总结，可为同行业环保达标排放提供参考。

1 燃煤锅炉工艺特性

5#、6#、7#为细粒子低速循环流化床锅炉(HG-CPC75-3.82/450-WM1型)，由哈尔滨锅炉厂设计制造。8#为高速循环流化床锅炉(ZG-75/3.82-M型)，由郑州锅炉有限责任公司制造，其额定蒸发量为75 t/h，过热蒸汽压力为3.82 MPa，过热蒸汽温度为450 ℃，采用无烟煤、锅炉飞灰两种混合物燃料，配备自然循环蒸发系统。

9#、10#为高效低污染循环流化床锅炉(YG-130/9.81-M4型)，由济南锅炉集团有限公司开发制造，其额定蒸发量为130 t/h，过热蒸汽压力为9.81 MPa，过热蒸汽温度为540 ℃。

11#为高速循环流化床锅炉(XD-220/9.8-M2型)，由唐山信德锅炉集团有限公司制造，其额定蒸发量为170 t/h，过热蒸汽压力为9.81 MPa，过热蒸汽温度为540 ℃。

2 锅炉脱硫、脱硝改造及成效

GB 13223—2011 《火电厂大气污染物排放标准》中，燃煤锅炉烟气排放标准为SO2质量浓度≤200 mg/m3、NOx质量浓度≤200 mg/m3、粉尘质量浓度≤30 mg/m3。2013年11月，安化公司对5#、6#、7#锅炉进行烟气脱硫改造。2015年10月，对8#锅炉进行烟气脱硫、脱硝改造。

2.1 烟气湿法脱硫改造

利用石灰或石灰石作为脱硫剂，根据SO2易溶于水的原理，用大量的水对烟气进行洗涤，使烟气中的SO2溶到水中，从而将烟气中的SO2脱除[1]。吸收SO2的水在三级沉淀池内与一定的碱性物质反应后再生循环利用(见图1)。

2.1.1 烟气系统流程

5#锅炉烟气经引风机送入原有的砖烟道。6#、7#锅炉烟气经引风机合股送入烟囱另一侧的原有砖烟道，在原砖烟道进入原烟囱进口附近增加旁路插板阀。烟气从原砖烟道上方新建的钢质烟道送出后进入脱硫塔，处理后的烟气从脱硫塔顶部的烟囱排放。

脱硫塔塔体采用3塔1体结构，通过3个单独脱硫塔的入口阀开闭调节实现任意台锅炉弹性操作，以防锅炉停运对烟气脱硫产生影响。

2.1.2 吸收系统流程

本系统由气动乳化脱硫塔、循环池、循环泵、循环池搅拌机及工艺管道阀门等组成。脱硫塔内部由3个单独的脱硫塔组成，分别对应3台锅炉。

烟气由引风机送入脱硫塔下部的均气室后进入脱硫塔；在脱硫塔的吸收区，烟气与循环浆液充分传质，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙或氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和硫酸钙；脱硫后烟气经除雾后从烟囱排空。吸收了SO2的浆液落到塔的下部，流入循环池后，在搅拌机的作用下与池内浆液混合均匀，再经循环泵送入脱硫塔内循环使用。循环池内浆液因吸收SO2引起pH值降低，降低到一定程度时从制浆池补加新的石灰浆液。循环池内产生较多的亚硫酸钙和硫酸钙晶体后，会导致含固量增加，当质量分数为20%～25%时，由排浆泵排出处理。

图1 烟气脱硫工艺流程图

2.2 脱硝工艺改造

安化公司采用尾部脱氮技术，5#、6#、7#、8#锅炉均为循环流化床，炉膛温度均在1 000 ℃以下，因此采用选择性非催化还原技术(SNCR)技术；11#锅炉采用的是中温分离技术，在分离器处温度为450 ℃左右，不具备SNCR反应条件，必须在炉膛内进行喷氨。由于11#锅炉炉膛容积较大，反应效果无法保证，所以在尾部烟气(低温省煤器前)加装选择性催化还原技术(SCR)装置，采用SCR+SNCR混合脱硝技术。

2.3 锅炉烟气脱硫、脱硝后效果

5#、6#、7#、8#锅炉烟气脱硫、脱硝改造后，SO2、NOx质量浓度基本稳定在200 mg/m3以下、粉尘质量浓度在30 mg/m3以下，符合达标排放要求。

3 锅炉烟气超低排放改造及成效

为满足环保相关政策要求，锅炉出口烟气指标要求SO2质量浓度≤35 mg/m3、NOx质量浓度≤100 mg/m3、粉尘质量浓度≤10 mg/m3。安化公司于2017年6月进行了超低排放改造工程。

3.1 改造项目

5#、6#、7#、8#、11#锅炉在原有脱硫塔的基础上，新增烟气脱硫吸收塔、喷淋除雾装置、湿式静电除尘器装置、SCR脱硝装置[2](不含公用系统)。同时对各台引风机进行改造，11#锅炉在原预留层再装一层催化剂。

3.1.1 新增吸收塔工艺流程

5#、6#、7#、8#锅炉烟气经除尘器收尘后，通过引风机进入新增脱硫吸收塔(见图2)。吸收塔内的烟气向上流动，被向下流动的浆液以逆流方式洗涤后，烟气通过烟道进入烟囱排向大气。

经过净化处理的烟气流经两级除雾器进行除雾，在此处将清洁烟气中所携带的雾滴去除。同时按特定程序用工艺水对除雾器进行冲洗。除雾器冲洗有两个目的：一是防止除雾器堵塞；二是冲洗水同时作为补充水，稳定吸收塔液位。

11#锅炉烟气通过烟道挡板门进入浓缩塔(原脱硫塔)，从浓缩塔顶部出来的气体与烟道气体混合后进入预脱硫塔，气体从预脱硫塔进入脱硫塔的烟气吸收段。来自溶液循环泵的亚硫酸铵溶液通过脱硫塔内的雾化喷头后形成喷淋液，与烟气中的SO2反应生成亚硫酸氢铵，加入脱硫塔底部的15%(质量分数)氨水在脱硫塔内继续与亚硫酸氢铵反应生成亚硫酸铵溶液。

锅炉烟气在喷淋层内脱硫后，向上进入湍球层，烟气与来自清洗液泵打来的清洗液在湍球的表面充分接触，使得气体中夹带的亚硫酸铵及氨重新溶解在清洗液中。

经过初次洗涤的锅炉烟气向上进入除雾装置，上下各设置一组工艺水清洗装置。不仅可以清洗除雾器叶片，预防锅炉烟气中夹带的灰尘或结晶堵塞除雾器，还可以对烟气中夹带的氨再次吸收，降低尾气中氨含量。除雾和清洗后的烟气经烟囱排放到大气。

3.1.2 脱硫、湿电一体化装置

9#、10#锅炉新上一套烟气脱硫、湿电一体化装置，利用石灰-石膏法脱硫、湿式电除尘器除尘后排放烟气。新增SCR脱硝装置，对引风机进行改造。

3.2 改造后性能测试

依据GB 13271—2014 《锅炉大气污染物排放标准》[3]和HJ 836—2017 《固定污染源废气低浓度颗粒物的测定 重量法》[4]，于2018年11月23—25日对4套脱硫、除尘改造项目进行了性能测试，各锅炉负荷见表1，测试结果见表2。

表1 各锅炉负荷情况

表2 4套脱硫、脱硝、除尘测试结果

由表2可知：经过改造后，烟气中各指标含量均在规定范围内，运行稳定至今，达标排放。

4 技改效果

改造前，安化公司燃煤锅炉烟气中SO2质量浓度为500～600 mg/m3。随着烟气排放指标不断严格，安化公司经市场调研、对比优势，以最快速度进行了两次改造，使得锅炉烟气排放指标均达到标准，且运行稳定。烟气脱硫采用石灰或石灰石作为脱硫剂的湿法脱硫，效果明显；根据锅炉热反应温度脱硝可选择SCR或SNCR+SCR混合型，技术先进且运行成本低；采用湿式静电除尘效率高，经专业部门性能检测合格，且运行稳定。此项改造优化方案，可行性极高，值得业内推广。

5 结语

安化公司两次燃煤锅炉改造优化的成功投运，不仅有效解决了锅炉烟气排放的环保问题，而且为装置稳定、连续、高产、低耗运行提供了有力保障。