火电厂脱硫脱硝工艺简介
赵国庆
（大庆市特种设备检验研究所，大庆163311）
排放要求来到了薪新的时代.怎样将尾气排放指标达标，还市民蓝天自云，就成为锅炉改造人 摘要：自2014年7月1日起，火电厂大气污染排放标准开始执行，对火电厂锅炉的尾气员的目标和造求，现通过实例简介火电厂的脱硫脱硝改造工艺.
关键词：脱硫脱硝；钠碱法：低氮燃烧技术：选择性催化还原技术SCR
中图分类号：TK229.4文献标志码：B文章编号：1009-3230（2018）06-0031-05
ProcessofDesulfurizationandDenitrificationinPowerPlants
Sub-on oVHZ
(Daqing Special Equipment Inspection Institute Daqing 163311 Heilongjiang Province China)
qsod mau o ouo sud zamod euua og quoanba uoesu snexa oq a *pauadu oq o1boiler removers goal and the pursuit through the example introduces the power plants desulfurization cra. How to meet the exhaust emission target retum to the citizen blue sky white cloud bees theand denitrification transformation technology.
Key words: Desulfurization and denitrification; Sodium alkali method; Low nitrogen bustiontechnology; SCR Selective Catalytic Reduction
0引言
1#2#、3#三台锅炉的烟气，属于动力分厂配套环保设施，烟气处理量分别为6.0×10Nm²/h（湿基）、11.0×10Nm²/h（湿基）、11.0x10Nm/h（湿基）.其中脱硝单元为每台锅炉单独设置脱硝设施，脱硫单元设施满足三台炉同时运行工况.
工程新建烟气脱硫、脱硝设施为某热电厂动力分厂锅炉配套设施，脱硝部分采用低氮燃烧技术（LNB）选择性催化还原技术（SCR）组合技术进行处理，脱硝后烟气经余热回收后进人脱硫除尘部分；脱硫除尘部分采用空塔喷淋技术对烟气进行处理，目的为降低烟气中二氧化硫及颗粒物的含量；经处理后的烟气满足《火电厂大气污染物排放标准）（GB13223-2011）的要求.
夏季运行1#锅炉，夏季工况运行4000h；冬季运行2#或3#锅炉，冬季工况运行4000h；最大工况运行1#、2#、3#锅炉，运行时间小于200 h.
1基本参数
2建设性质
再生烟气脱硫、脱硝设施处理来自动力分厂
项目为新建项目，作为动力分厂配套环保设施.
装置（单元）序号 名称 单元号 规模或组成 建设性质1#锅护 新建6.0×10*Nm²/h烟气脱确单元 2001 11.0 × 10*Nm/h 2锅护 新建3锅护11.0×10*Nm²/h 新建2 烟气脱硫单元 2002 28×10*Nm²/h 新建
基），冬季11.0×104Nm/h（湿基），最大工况28.0×104Nm²/h（湿基），年操作时数8000h.
3 工艺设计基础
3.1装置能力
3.2原料性质、技术规格及数量
项目处理烟气量夏季6.0×104Nm²/h（湿
9 数项 单位 1 2#炉 3#运行工况 夏季主工况 冬季主工况 备用 最大工况引风机人口 运行时间 烟气湿度 4000 160 4 000 160 160 短时备用 160Nm²/h鼓风机 风量 （聚基） 60000 11000 110000 28000外排 00 N % 67.4 68.1 9.6 68.4 68.12 9.58烟气 B O % 11.9 9.9 8.1 8.7 7.7 8.21组成 0 % 10.7 14.2 15.1 14.0350 cO % 320510 = 275 560 200600 - 215 540污染物浓度范围3.0% 氧含量为基准 NOx Mg/Nm? 320 690 360 790 200 760 315800驱粒物 dry 20-42 10-45 10-45 10-50平均污染物浓度，3.0% N0x 90 Mg/Nm² 330 41 380 635 OLE 448 360 540氧含量 吸粒物 dry 38 37 35 35
3.4产品、副产品及去向
3.3范围与分工
设计范围为新建烟气脱硫、脱硝项目界区内的全部工程，包括烟气脱硫和烟气脱硝两个单元.烟气脱硝单元包括低氮燃烧器、SCR反应器及锅炉改造等全部内容：烟气脱硫单元包含洗涤塔部分、含盐污水过滤、及配套碱液缓冲输送部分.
项目产品为净化烟气、废渣和含盐污水，净化烟气经洗涤塔烟肉直排大气，废渣作为危废由有资质的厂家回收，净化后的污水送至公司脱盐水站中和池外排水管网，排至安全泄放点.
4 改造技术方案
项目烟气每台锅炉脱硝单元的操作弹性为60%-110%，烟气脱硫单元夏季工况的操作弹性为60%~110%，冬季工况的操作弹性为60%~110%，同时满足最大工况时脱硫除尘的要求.
项目脱硝部分采用低氮燃烧技术（LNB）选择性催化还原技术（SCR）进行处理，脱硝后烟气经余热回收后进人脱硫除尘部分：脱硫除尘部分采用空塔喷淋技术对姻气进行处理，目的为降低
烟气中二氧化硫及颗粒物的含量.
4.1脱硫系统技术要求
4.1.1 物料计算
序号 项目名称 单位 数据 备注洗涤塔人口烟气量 Nm²/h 280 000 （醒基）2 3 洗涤塔出口期气量 30%氢氧化钠 Nnt'/h kg/h 265 000 590 （湿基）4 S0含量（干基） mg/Nm? 600 最大含硫量5 6 氧化空气量 仅用空气 Nm′/h Nm²/h 280 307 度水排皮 m’/h 4.19 8 污泥排放 工艺术 m’/h ke/h 20 810 增尘排放量 mg/Ne? ≤30
锅炉烟气经引风机进入洗涤塔洗涤，洁净烟气从烟肉排人大气.脱硫废液将PTU处理，经管道送至公司盐水站中和池外排水管网，排至安全泄放点.
4.1.3钠碱法工艺原理
钠碱法是较为常用的脱硫方法之一，钠碱法是用氢氧化钠溶液在低温下吸收SO后生成NaSO，，达到从烟气中脱除SO的目的.
洗涤塔脱硫主要反应原理如下：
（1）吸收
在洗涤塔中，烟气中的SO，和SO按照以下反应式被溶液中的水吸收：
SO H OH S0
SO HOH SO
（2）中和反应
HSO和HSO必须很快被中和以保证有效的SO和SO，吸收.
H SO 、HSO、HCI和HF与悬浮液中碱按以下反应式发生反应：
NaOH H SO Na SO H O
NaOH H SO NaSOHO
NaOH HFNaF HO
(3）副反应
烟气中所含的氧量将把脱硫反应中生成的亚
硫酸钠（NaSO，）氧化成硫酸钠（NaSO）：
SO吸收系统主要由脱硫主塔、喷淋层、组合式除雾器、预埋件及外部钢结构、冲洗系统组成.
4.1.4脱硫系统
结合工程场地及技术特点，这次脱硫改造采用钠碱法单塔单循环技术.
（1）烟气系统
系统原锅炉烟气直接排烟图，现对原烟道部分在适当位置进行封堵，本系统不含增压风机，系统阻力由引风机克服，增设洗涤塔后系统阻力增大，需要对现有引风机进行改造.
（2）吸收系统
1#、2#、3#锅炉烟气经烟道进入洗涤塔，在洗涤塔内被氢氧化钠溶液吸收，净烟气直接由洗涤塔顶部烟肉排放.
三台机组共用一套吸收系统，设一台洗涤塔，直径6.8m，塔顶设置烟肉，洗涤塔总高60m，塔内环系. 设3层喷淋层（2用1备），对应3台洗涤塔循
洗涤塔人口设有事故爆气喷淋系统.
吸收塔设置两台污水外送泵，一用一备，将氧化箱中的洗涤液排至废水PTU处理系统.
吸收了SO的再循环溶液落人洗涤塔反应池.项目脱硫氧化系统采用塔内氧化和塔外氧化相结合的方式进行，设2台氧化风机，一用一备，将氧化空气人吸收塔反应池和氧化箱.氧化空气分布系统采用管网式，通过塔内氧化和塔外氧化相结合，使脱硫反应物被氧化空气完全氧化.
脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴，除雾器出口的水滴携带量不大于75mg/Nm.两级除雾器采用传统的顶置式布置在吸收塔顶部，除雾器由聚丙烯材料制作，型式为平板式，两级除雾器均用工艺水冲洗.冲洗过程通过程序控制自动完成.
（3）氢氧化钠供给系统
厂区内设一个氢氧化钠溶液储罐，储罐大小碱泵，一用一备，储罐内溶液由注碱泵送人洗涤塔. 42000x2400mm，氢氧化钠浓度为30%.2台注
（4）工艺水系统
厂区内设一个工艺水箱，水箱大小Φ3000x3300mm.2台工艺水泵，一用一备，为脱硫系统提供工艺用水.
（5）废水PTU处理系统
脱硫污水由氧化箱排出泵外排到污水过滤器，污水过滤器设置2台，污水经过滤器处理后，净化污水外排到厂区污水处理区，滤渣排废渣滤箱，滤液排地坑，进人地坑的溶液再由地坑泵打回至吸收塔.
4.1.5FCD装置布置
烟气脱硫单元主要包括洗涤塔区及排液处理区（PTU区）两部分，共占地面积约400nd.洗涤塔区主要包括洗涤塔及平台构架、洗涤塔区泵房.根据工艺流程特点及现场实际情况，将洗涤塔及平台构架布置在动力一厂系统管排的西侧的空地.洗涤塔平台构架的南侧为洗涤塔区泵房，泵房内布置5台机案，3台洗涤塔循环泵，2台氧化风机.洗涤塔烟道自洗涤塔东侧进人洗涤塔.
布置8台机泵，2台注碱泵、2台污水外送泵、2台 PTU区布置在洗涤塔区的北侧.PTU泵房内工艺水泵及2台地坑泵.还布置有两台废水过滤器及废渣滤箱，一个工艺水箱，并留有固废车装卸位置，便于进车装卸废渣.PTU系统产生的污水经系统管廊送至脱盐水站中和池外排水管网，排至安全泄放点.
4.1.6辅助设施
4.1.6.1保温与油漆
脱硫装置中设备、管道的保温、油漆按满足《火力发电厂保温油漆设计规程》（DL/T5072-
1997）设计.
保温材料采用复合硅酸盐，保护层采用0.7~1mm左右的铝皮.
设备、管道的保温结构设计和常用的保温材料性能按的有关规定执行.
4.1.6.2防腐与露天防护
接触浆液设备的材料根据不同的情况均采取防腐措施.
及可能接触到烟气冷凝液的烟道都需要采取防腐 工作介质为氢氧化钠溶液的设备和管道措施：吸收塔壳体采用316L复合板，烟肉采用316L、各种浆液泵的壳体内衬橡胶（叶轮用合金钢）、接触到吸收剂浆液的箱体采用316L复合板、浆液池（砼结构）内衬耐酸碱瓷砖、各种浆液管道内衬橡胶或采用FRP管（小管道用不锈钢）.
4.2脱硝系统技术要求
项目脱硝部分采用低氮燃烧技术（LNB）选择性催化还原技术（SCR）进行处理，脱硝后烟气经余热回收后进人脱硫除尘部分.
装置特点如下：
（1）脱硝技术选择低氮燃烧技术和SCR组合工艺，不产生二次污染.剂，满足未来更高环保标准要求.费用.（催化剂业主供货）（4）通过优化锅炉省煤段结构，将SCR反应
（2）每台锅炉的脱硝设施设置21层催化
（3）脱确催化剂选用国产催化剂，降低操作
段布置在锅炉内，降低压降，减少工程量及投资.
4.2.1设计基本参数
每台炉所配设备台数 工艺选择 选择性催化还原脱硝（SCR）工艺 1台1锅护6.0×10*Nm²/hSCR进口烟气量 2例护 11.0x 10*Nm²/h 设计媒种，100%BMCR工况3例护 11.0 × 10*Nm² /bSCR反应器人口含尘农度 SCR反应器人口NO浓度 51.5g/Nm²（设计值） 500 mg/Nm?SCR反应器出口NO浓度 <100 mg/N=系统总阻力：（2层催化剂/3层催化剂） 不大于1400 Pw/1600Pa（设计煤种 100% BMCR工况）化学寿命期内催化列总阻力（2层集化剂） 不大于400 Pa SCR人口烟副（100%负荷） 工艺选择 选择性催化还原脱确（SCR）工艺 320 °℃停止喷氨的最低细温 300 ℃年运行小时数 8.000 小时催化剂类型 板式催化剂至更换或增加一层前保证运行时间 望化剂机械寿命 不低于24000运行小时 不少于10年系统漏风率 0.4% 4.2.2低氮系统设计 通过燃烧角度控制NOx的排放量，可统称为低氮燃烧技术.在低氮燃烧技术中应用广泛的、使用效果理想的就是低氮燃烧器方法.本改造工程选用锅炉厂家提供的设计方案，由专业低氮燃烧器厂家提供专项设备. 4.2.3SCR系统 4.2.3.1SCR系统简介 SCR是英文 Selective Catalyst Reduction 的缩写，就是选择催化还原法.是指还原剂（NH，）在催化剂和一定温度的作用下，将烟气中NOx还原为氮气和水.“选择性”是指氨有选择性地将NOx进行还原的反应.主要包括制氨部分、还原剂混合部分、喷氨栅格、反应器及其内部的催化剂层等. 4.2.3.2SCR供氨部分 烟气脱硝所用还原剂（NH，）由制氨系统提供，为新建工程.改造单位负责将氨气管路接引至SCR区，氨气经稀释模块稀释后进人烟道内的 喷氨格栅. 4.2.3.3SCR反应器部分 此部分为锅炉改造部分，改造原则 （1）重新布置锅炉省煤器受热面，在2组省煤器模块之间预留足够空间，满足脱硝反应温度（320~420℃）的需求.新省煤器采用新型模块化翅片管换热器技术，在保证锅炉性能的前提下，提高换热器质量，减小换热器占据空间，降低烟气阻力. （2）重新布置烟气换热器设备，一级烟气换热器布置在水平段烟道，同时将低温省煤器与二级烟气换热器设备二合一成个新的换热器模块，节省空间. (3）主要设备模块化设计，降低现场安装周期及成本. （4）脱硝反应器模块，现场堆砌、拼焊为一体，节省空间. 5工艺特点 改造项目特点如下： （1）选择低氮燃烧技术和SCR组合工艺，不产生二次污染. （2）每台锅炉设施21层催化剂，满足未来更高环保标准要求. （3）选用国产催化剂，降低操作费用. （4）通过优化锅炉省煤段结构，将SCR反应段布置在锅炉内，降低压降，减少工程量及投资. （5）洗涤塔烟气人口设置急冷喷嘴，事故状态下降低人口烟气温度. （6）采用316L材质的中空喷嘴，减少烟气压降，提高脱硫、除尘效率. 项目为新建环保设施，目的为降低外排烟气中二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的含量，满足直排标准，同时不产生新的污染物.应用国内流行、成 熟工艺：烟气脱硝单元采用低氮燃烧技术和还原法脱硝SCR技术，烟气脱硫单元工艺采用空塔喷淋技术，以上技术组合脱硝脱硫效率高，同时对装置的影响小，运行稳定，对事故工况的适应能力强.此方案已在众多火电厂脱硫脱硝改造中成功应用，是值得起推敲的实用工艺，相信会在更多的火电厂发挥它的作用与价值，为火电厂环保改造事业添砖加瓦！ 参考文献 [1]林家成，徐通模，实用锅炉手册，2003. [2]（火电厂大气污染物排放标准）GB13223-2011.
