41 t/h燃煤锅炉烟气超低排放环保升级改造实例

周黎(河南省商丘生态环境监测中心，河南 商丘 476000)

0 引言

《河南省生态环境厅关于印发河南省大气工业污染防治6个专项方案的通知》(豫环文〔2019〕84号)、《河南省2019年度锅炉综合整治方案》等相关文件要求，2019年10月底前，除承担民生任务且暂不具备替代条件的，全省须完成35 t/h及以下燃煤锅炉拆除或清洁能源改造。河南省商丘市某制衣企业热源由厂区内41 t/h锅炉提供，该锅炉属于35 t/h以上的燃煤锅炉，不在拆除范围内。

根据《商丘市污染防治攻坚战办公室关于印发商丘市2021年大气、水、土壤污染防治攻坚战及农业农村污染治理攻坚战实施方案的通知》(商环攻办〔2021〕8号)和《河南省 2021 年工业企业大气污染物全面达标提升行动方案》(豫环文〔2021〕59号)文件的要求，在达标提升行动中，重点选取产排污量大的火电(含垃圾焚烧发电、生物质发电等)、钢铁冶炼、焦化、水泥(含独立粉磨站)、耐火材料、玻璃(指含有玻璃熔窑的企业)、铸造、碳素(包含石墨)、铝工业(指氧化铝和电解铝企业)、砖瓦、石灰、有色金属冶炼及压延、印刷、农药、制药、无机化学制造等行业以及涉及工业涂装、工业窑炉、锅炉的工业企业，通过重点带动全体，推动工业企业大气污染物实现全面达标排放。随着DB 41/2089—2021《锅炉大气污染物排放标准》的实施，2021年3月1日起，在用锅炉需要执行该标准规定的大气污染物排放限值[1]。

商丘市某制衣企业于2021年12月完成41 t/h燃煤锅炉烟气超低排放标准环保升级改造项目，改造内容主要包括：一是新上 SNCR+SCR 联合脱硝措施，降低废气中NOx的排放浓度；二是锅炉除尘采用“陶瓷多管除尘器+布袋除尘器”双重除尘措施；三是启用脱硫工艺采用湿式—钠碱法脱硫工艺。

2022年3月该企业自主组织了41 t/h锅炉烟气超低排放标准环保升级改造项目验收监测任务并编制验收监测报告。根据验收监测报告撰写了本论文，目的在于通过实例探讨燃煤锅炉超低排放的技术。

1 燃煤锅炉超低排放改造方案

1.1 氮氧化物治理设施

如图1所示，脱硝工艺采用SNCR+SCR脱硝复合式工艺。在炉膛出口位置设置一套SNCR 系统，然后在省煤器前预留位置加装单独SCR装置，形成SNCR/SCR混合型烟气脱硝技术。炉膛安装SNCR喷射装置，可使氨水溶液与NO在高温区直接发生化学反应，从而降低炉膛出口约30%～40%的NOx排放量。同时在锅炉出口区域布置一定数量的喷枪，利用炉内高温烟气，将喷射的氨水溶液蒸发为氨气和水，此处产生的氨气及SNCR反应剩余的氨气混合在烟气中，经过SCR反应器内的催化剂时，进一步发生化学反应，使烟气中的NOx还原成N2和H2O。固体氨水颗粒则是人工加入氨水溶解罐中，与经过蒸汽加热的热水反应形成氨水溶液，制好后的氨水溶液经氨水溶解泵打入氨水溶液储罐内以供脱硝系统使用。氨水溶液储罐可存储15天脱硝需要的量，能够保证整个脱硝系统连续平稳运行。在进行脱硝时，氨水溶液输送泵将10%左右的氨水溶液从储罐中抽出，输送到炉前SNCR喷枪处，通过压缩空气雾化后，以雾状喷入锅炉出口管道内，布置在锅炉出口管道内的喷枪将氨水溶液喷入。在锅炉省煤器前部布置立式SCR反应器，反应器内安装催化剂；含有氨气和氮氧化物的烟气经过催化剂后，在催化剂表面发生化学反应，产生氮气和水。经过催化剂后，综合脱硝效率可达到85%～90%，烟气中的NOx含量可降低到50 mg/Nm3以下。

1.2 粉尘治理设施

粉尘废弃物采用“多管除尘+袋式除尘器”复合除尘。多管除尘器采用干法旋风除尘装置，在整个系统中起预除尘、火星捕捉和降温的作用。

如图2所示，多管除尘器为干法离心旋风除尘，当含尘气体进入除尘器入口，通过导向器于内部旋转，在离心力的作用下粉尘和气体分离，粉尘降落在集尘箱内，经锁气器排出。除尘后的烟气进入净气室，集中后由出口进入布袋除尘器。

图2 脉冲袋式除尘器构造及操作示意图

含尘气体进入布袋除尘器的进风烟道总管，从下部进入除尘器过滤区进行过滤，烟气经过滤袋时，粉尘被阻留在滤袋外表面，净化后的烟气经滤袋进入清洁室，由出风烟道排出。

1.3 二氧化硫治理设施

脱硫工艺采用湿式-钠碱法脱硫工艺。钠碱法以Na2CO3或NaOH溶液吸收烟气中的SO2和NOx，然后处理反应后的吸收液，将处理后的吸收液再生还原后送回吸收塔循环使用。带有杂质、废碴的溶液在循环池达到一定浓度后，应更换沉降池并进行清池或排碴。

本项目采用的LP-型高效喷淋脱硫塔主要由主筒体、内部喷淋雾化装置、上部脱水除雾装置、除雾器冲洗装置、下部溢水孔、清理孔、检修孔等组成，烟气从下部依次进入圆形筒体、三层雾化喷淋装置(三层喷淋雾化脱硫)、二层折流板脱水装置(由于烟气与大量的水接触，湿度很高，通过折流板对其出口烟气进行脱水，降低其烟气湿度的饱和率)、三层折流板反冲洗装置(定期对其脱水板进行冲洗，防止长时间的使用造成积灰等堵塞现象)。在喷淋层，由于水泵的压力促使碱液从喷头处雾化，整个圆筒内壁形成三层水雾，烟气由筒体下部进入，在筒体内上升过程中，部分未处理干净的烟尘及硫化物气体与筒体内的水雾发生接触，这样含尘气体被湿润，硫化物和碱性液滴充分反应。烟尘随水流到喷淋塔底部，从溢水孔排至循环水池，在筒体底部封底并设有水封槽以防止烟气从底部漏出，有清理孔便于进行筒体底部清理。处理后废水由底部溢流孔进入沉淀池，循环使用[2]。

2 验收监测

2.1 生产工况

验收监测期间生产设备及环保设施均正常运行，生产负荷为93.0%～98.9%，达到设计额定负荷75%以上的要求。

2.2 环境保护设施调试效果

燃煤锅炉废气处理后颗粒物基准含氧量浓度为3.7～4.8 mg/m³，二氧化硫基准含氧量浓度为4～7 mg/m³，氮氧化物基准含氧量浓度 为30～33 mg/m³，汞及其化合物未检出，林格曼黑度<1 级，满足DB 41/2089—2021《锅炉大气污染物排放标准》排放限值。表1为燃煤锅炉废气处理设施出口监测结果。

表1 锅炉出口监测结果一览表

(2)项目无组织废气

如表2所示，验收监测期间，项目无组织废气中颗粒物下风向浓度测点最大值为0.383 mg/m³，满足GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》的要求。对应气象参数如表3所示。

表2 厂界无组织废气达标排放检测结果一览表

表3 气象参数一览表

3 结语

经环保升级改造后，该企业燃煤锅炉废气排放口污染物颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物、林格曼黑度均满足DB 41/2089—2021《锅炉大气污染物排放标准》的排放限值；厂界无组织废气中颗粒物排放浓度，满足GB 16297—1996《大气污染物综合排放标准》的要求。