燃煤煙氣干式超凈技術在6×220t/h煤粉爐煙氣超低排放改造項目中的應用

文_鄭偉 福建龍凈環(huán)保股份有限公司

中國石油天然氣股份有限公司獨山子石化公司位于新疆克拉瑪依市，有煉油廠、乙烯廠兩個廠區(qū)和一個熱電廠。熱電廠內(nèi)共有6臺220t/h高壓煤粉鍋爐，承擔著獨山子石化公司的生產(chǎn)用電和用汽任務。熱電廠先后于2010年7月及2015年9月為鍋爐煙氣配套了脫硫除塵裝置及脫硝裝置，污染物排放指標滿足《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223-2011）中排放限值要求。

為了進一步適應國家燃煤電廠超低排放及自治區(qū)推進重點區(qū)域大氣污染聯(lián)防聯(lián)控的要求，獨山子石化公司決定再次對熱電廠鍋爐煙氣進行環(huán)保提標改造。經(jīng)過多次的技術考察，以及改造方案的反復論證，最終選用福建龍凈的燃煤煙氣干式超凈技術（簡稱DSC-M干式超凈技術）進行升級改造，以實現(xiàn)NOx排放濃度小于50mg/Nm3，SO2排放濃度小于35mg/Nm3，煙塵排放濃度小于10mg/Nm3的超低排放要求。

1 工程概況

獨山子石化熱電廠6臺220t/h高壓煤粉鍋爐原脫硝系統(tǒng)為每臺爐對應配置1套脫硝裝置，其中，1～5#爐脫硝系統(tǒng)采用低氮燃燒+SNCR+SCR(單層催化劑)聯(lián)合脫硝工藝，6#爐設計采用低氮燃燒+SCR脫硝工藝；脫硫系統(tǒng)為2臺爐共用1套煙氣脫硫除塵裝置，共3套裝置。

此次超低排放升級改造范圍包括整個煙氣凈化裝置。其中，1～5#爐各新增一套爐外SCR脫硝裝置，6#爐在原有SCR脫硝裝置的基礎上進行改造。同時，在原有循環(huán)流化床脫硫除塵裝置的基礎上對吸收劑制備系統(tǒng)、吸收劑供應系統(tǒng)、布袋除塵系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)進行全面的升級。

2 工藝技術說明

2.1 整體工藝流程

本項目所采用的燃煤煙氣干式超凈技術路線為：鍋爐→SCR反應器→電除塵器→流化床吸收塔→布袋除塵器→引風機→煙囪。如圖1所示。

具體流程：從省煤器出來的高溫煙氣首先進入SCR反應器，在催化劑作用下，煙氣中的NOX與噴入的氨發(fā)生還原反應，實現(xiàn)NOX的脫除。隨后，煙氣在電除塵器內(nèi)完成預除塵，進入吸收塔后，在吸收塔內(nèi)創(chuàng)造的良好的反應氛圍下，同步脫除SO2、硫酸霧、氯化氫、氟化氫、重金屬等多種污染物。并最終在吸收塔和超凈布袋除塵器的聯(lián)合作用下，實現(xiàn)SO2、煙塵等污染物的超低排放。

圖1 燃煤煙氣干式超凈技術工藝流程圖

（1）燃煤煙氣干式超凈技術特點

三大排放指標的實現(xiàn)超低排放

即NOX排放濃度＜50mg/Nm3、SO2排放濃度＜35mg/Nm3、煙塵排放濃度＜5mg/Nm3，排放指標媲美燃氣輪機排放標準。

（2）多污染物的高效協(xié)同凈化

在高效反應脫除SO2的同時，同步高效反應脫除了SO3、HCl、HF等酸性氣體，高效吸附脫除汞等重金屬污染物。

（3）無二次污染物產(chǎn)生

整個工藝過程為干態(tài)，無廢水排放；排煙透明，無有色煙羽排放，視覺感官效果好。

（4）節(jié)水顯著

脫硫運行溫度通常高于濕式脫硫溫度25℃以上，相比濕法脫硫技術，可節(jié)水35%左右。

（5）良好的工況適應性

通過清潔煙氣再循環(huán)設計，保證煙氣凈化系統(tǒng)在鍋爐煙氣量30%～110%的情況下能夠穩(wěn)定運行，具有良好的負荷適應性。

3 項目改造情況

3.1 主要改造內(nèi)容

項目升級改造主要包括如下方面：

（1）脫硝系統(tǒng)

1～5#爐脫硝改造：拆除現(xiàn)有每臺爐內(nèi)置式SCR反應器及附屬設備、管線等，每臺爐新建一套SCR反應器，并配套附屬設備。6#爐脫硝改造：更換現(xiàn)有外置SCR反應器中兩層催化劑，并安裝第三層的配套聲波吹灰器及附屬設備等。

（2）布袋除塵系統(tǒng)

對除塵系統(tǒng)進行全面升級，將原有的濾袋及袋籠分別替換為特殊超細纖維排放濾袋及加強型袋籠，同時對本體結構、脈沖噴吹設備、清灰設備、灰斗流化設備等進行改造優(yōu)化。

（3）吸收劑制備系統(tǒng)

增加2套15t/h的消石灰制備系統(tǒng)及相關輸送系統(tǒng)，滿足3套脫硫除塵裝置運行的要求；并對原有消石灰制備系統(tǒng)的供水及霧化裝置進行改進。新增兩套消石灰制備系統(tǒng)與原消石灰制備系統(tǒng)同時使用。

（4）吸收劑供應系統(tǒng)

每臺脫硫除塵裝置各新增一路消石灰給料系統(tǒng)，形成兩種不同規(guī)格配置，并能夠自動切換，以適應鍋爐負荷、燃料含硫量變化。

（5）工藝水系統(tǒng)

水系統(tǒng)升級為高精度調(diào)節(jié)給水系統(tǒng)，在鍋爐負荷變化的情況下，確保工藝水的霧化效果和水分的快速蒸發(fā)，保證脫硫反應溫度穩(wěn)定；采用兩路獨立控制的水系統(tǒng)，實現(xiàn)在線檢修及更換。

（6）壓縮空氣系統(tǒng)

在原有位置新增空壓機及其凈化裝置，以滿足系統(tǒng)新增壓縮空氣要求。

（7）清潔煙氣再循環(huán)系統(tǒng)

更換現(xiàn)有的再循環(huán)擋板及調(diào)節(jié)執(zhí)行器，重新設計煙氣再循環(huán)風擋開度比例，滿足增壓風機異常跳停狀態(tài)下煙氣再循環(huán)擋板的快開功能。

（8）控制系統(tǒng)

根據(jù)設備升級改造的需求，對反應床層控制、溫度控制、清灰控制、再循環(huán)風量控制、SO2排放自動控制等控制模塊進行全面升級，提升了裝置運行的穩(wěn)定性。

3.2 項目實施情況

本項目于2017年3月開始進入整體實施階段，項目部克服了時間緊、工程量大、現(xiàn)場作業(yè)空間有限等不利條件，有序地推進了各臺鍋爐的改造計劃，充分利用機組的大小修時間完成煙氣系統(tǒng)的接駁，最大程度減少了項目改造對生產(chǎn)過程的影響。

其中，1～6#鍋爐SCR脫硝裝置的升級改造先后于2017年及2018年完成。3套脫硫除塵裝置的升級改造也先后于2018年及2019年順利完成。目前，整個項目已順利通過168+24h的連續(xù)試運行，各污染物排放指標均優(yōu)于國家超低排放要求，裝置實現(xiàn)了穩(wěn)定運行。

4 結語

福建龍凈燃煤煙氣干式超凈技術不僅對NOX、SO2、煙塵等污染物具有高效的脫除效率，而且還具有多污染物協(xié)同脫除、工況適應性好、無二次污染等諸多優(yōu)點，其高效節(jié)水的突出優(yōu)勢使其尤適合于西部富煤缺水地區(qū)。獨山子石化熱電廠超低排放升級改造項目的成功投運為廠區(qū)的節(jié)能減排和周邊環(huán)境的改善作出了重要的貢獻，樹立了干式超凈技術的應用典范。