导热油炉烟气超低排放工程设计特点

王 浩，胡宏兴

(1.江苏德力化纤有限公司，宿迁 223800; 2.浙江北高峰环境工程有限公司，杭州 310013)

0 引 言

德力化纤是世界500强企业恒力集团下属核心子公司，公司有3×1 200万大卡/小时燃煤导热油炉，为公司聚酯纤维生产提供热源。锅炉烟气原来采用水膜塔进行除尘脱硫，并且没有脱硝工艺。原来的脱硫指标是200 mg/Nm3，烟尘指标是50 mg/Nm3。随着国家对大气治理的标准的提高，特别是2015年十二届全国人大三次会议《政府工作报告》明确要求推动燃煤机组10/35/50超低排放改造,德力化纤积极响应国家及省政府号召，决定对现有导热油炉烟气进行超低排放改造。

系统采用“SCR脱硝”+“布袋除尘器”+“大湿法脱硫”+“湿式电除尘器”的工艺设计。SCR脱硝反应器采用2+1布置，还原剂为氨水，每台炉设置1个SCR反应器；采用布袋及湿电两级除尘，3炉合用1套。布袋为脉冲式，湿电采用逆流式，布置在吸收塔塔顶；脱硫工艺采用成熟可靠的石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术(简称大湿法)，3炉1塔方案。设计按5/35/50的超低排放指标执行，关键技术采用浙江大学专利技术。

德力化纤燃煤导热油炉，是利用锅炉内燃煤燃烧产生的高温烟气，加热炉内换热管内的导热油，再由循环油泵强制液相循环，将热能输送给生产聚酯纤维用热设备，继而返回锅炉重新加热。聚酯纤维生产的特点是中途不能停机，否则损失很大。另外，由于导热油炉的热介质是导热油而不是水，为安全起见，导热油炉不宜炉内喷氨。

导热油锅炉烟气设计参数见表1。

表1 烟气原始参数

1 总体设计思路

新建的烟气超低排放工程，系统流程如图1所示。

图1 烟气净化设备系统流程图

每台锅炉对应设置1套SCR脱硝反应器，反应器采用2+1布置，催化剂为蜂窝式，反应温度为300 ℃～420 ℃。还原剂为20%浓度氨水，利用旋风式氨水蒸发器进行蒸发，再由网格式喷氨格栅注入SCR反应器上游烟道与烟气混合，进行脱硝反应，脱硝效率≥80%，保证出口NOx≤50 mg/Nm3。每套SCR尾部设置氨表，监测NH3逃逸浓度低于2.5 mg/Nm3。整套SCR装置烟气阻力为1 000 Pa。

SCR反应器后由余热锅炉及空预器将烟气温度降低至160 ℃，然后分别由3台锅炉引风机加压，3路烟气汇总进入布袋除尘器除尘。布袋除尘器(全厂共1套)采用高效脉冲式布袋除尘器，滤袋材质为PTFE+PTFE，过滤面积为2 830 m2，分为2个室。清灰采用“脉冲反吹清灰”的方式，清灰控制采用 “定时清灰”和“差压清灰”两种方式，脉冲阀为淹没式。布袋系统除尘效率≥99.93%，确保出口烟尘≤20 mg/Nm3。布袋除尘器烟气阻力≤1 500 Pa。布袋除尘器灰斗收集下来的干灰则由仓泵系统输送至灰库。

布袋除尘后的烟气，由增压风机加压，进入吸收塔进行脱硫。脱硫系统采用石灰石-石膏湿法，新建一座吸收塔(3炉1塔)，吸收塔采用逆流式空塔喷淋技术，配置4层喷淋层，液气比为20 L/Nm3。吸收塔下半部为浆池，用于浆液循环，浆液PH控制在5.5(微酸性)左右，以防止塔内结垢。为了提高脱硫效率，吸收塔内设置1层多孔增效托盘，同时在每层喷淋层底部加装1层聚气增效环，脱硫效率≥98.5%，确保净烟气SO2浓度≤35 mg/Nm3。烟气脱硫系统阻力≤1 200 Pa。

在吸收塔喷淋层上部设置湿式静电除尘器，进行二级除尘。湿电筒体为圆形，直径比塔径大，需扩径。湿电阳极采用导电玻璃钢蜂窝管，规格为φ350×6 000，湿电集尘面积1 167 m2。阴极线采用2205合金芒刺管。湿电的含尘脱除液可以直接掉落到塔内浆池，不需要单独再设置导流管。湿电除尘效率≥80%，确保出口净烟气烟尘≤5 mg/Nm3。湿电除尘器烟气阻力≤300 Pa。

湿电除尘器顶部设置直排烟囱(排烟温度50 ℃)，既节省净烟道材料，又降低烟气阻力，减少增压风机电耗。

2 设计特点及效果

本次工程设计有如下特点：

(1)设计指标先进：即SO2≤35 mg/Nm3，NOx≤50 mg/Nm3、粉尘≤5 mg/Nm3。所有指标均满足超低排放标准，粉尘指标还高于国家超低标准一个级别。

(2)工艺先进：脱硝采用SCR大脱硝，工艺十分成熟。该脱硝系统启动快、效率高。脱硫为国内最成熟的石灰石-石膏.湿法脱硫，塔内设置脱硫增效盘+增效环。除尘是在布袋除尘器(20 mg/Nm3)的基础上，再在吸收塔出口配套建设1台湿式静电除尘器二级除尘，确保粉尘低于5 mg/Nm3。

(3)系统流程简洁明了，运行、检修、维护方便。

(4)由于采用3炉1塔，布置紧凑、节约场地。另外，还采用塔顶烟囱，取消了净烟道，也节省了场地。

(5)资源重复利用：脱水之后的石膏可卖到附近水泥厂，作为水泥添加剂废物利用。

(6)因聚酯纤维生产特点是中途不能停顿，所以锅炉必须365天开机，导致烟气净化系统没有大修时间。所以，本次设计易坏的转动设备均配有备用，如循环泵、搅拌器、氧化风机等，他们都具有在线检修及更换功能。布袋除尘器已经设置大旁路，也可以短时间停机检修。另外，公司考虑建设1台天然气锅炉及配套SCR脱硝装置，以用于本净化系统临时整体停机的应急。

本工程于2017年3月开工建设，与同年10月竣工并投运，所有运行指标达到设计要求，新建的净化系统设备如图2所示。

图2 烟气超低排放工程总览