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摘要：低温烟气循环流化床同时脱硫脱硝除尘技术提供一种同时脱除烟气中硫氧化物、氮氧化物及粉尘的方法。该技术采用生石灰或消石灰为吸收剂,具有低温同时脱硫脱硝的能力 ,非常适合处理温度在150℃以下的低温烟气,同时,该工艺尾部配备脉冲袋式除尘器,对烟气中的粉尘具有高效过滤的作用。
关键词：脱硫脱硝；半干法技术；技术改造
1低温烟气循环流化床同时脱硫脱硝除尘工艺工作原理
烟气循环流化床同时脱硫脱硝除尘技术以循环流化床原理为基础,利用催化剂将NO 氧化为NO2,通过吸收剂的多次再循环利用,延长吸收剂与烟气的接触时间,以达到高效脱硫脱硝目的。工艺流程:锅炉或烧结机系统排出的烟气(一般为100-150℃左右)引入催化剂中,在催化剂作用下,大多数NO 被氧化成NO2,经催化氧化后的烟气再进入脱硫脱硝反应塔底部,脱硫脱硝反应塔底部为一布风装置,烟气流经时被均匀分布。脱硫脱硝吸收剂和水被喷入塔内,使烟气降温并与吸收剂相混合,复合吸收剂与烟气中的SO2、NOX 反应,生成亚硫酸钙、硫酸钙、亚硝酸钙和硝酸钙等。固体颗粒部分在塔顶回落,在塔内形成内循环,部分随烟气从脱硫脱硝反应塔上部排出,然后进入脉冲袋式除尘器[1]。大部分的固体颗粒通过除尘器下的再循环系统,返回脱硫脱硝反应塔继续参加反应,如此循环达100-150 次,少部分脱硫脱硝产物则经过灰渣处理系统输入到渣仓。最后的烟气经除尘器后通过脱硫脱硝增压风机排入烟囱。由于脱硫脱硝过程中,烟气中的大量酸性物质尤其是SO3被脱除,烟气的酸露点温度很低,排烟温度高于露点温度,因此烟气也不需要再加热。
脱硫脱硝反应塔上部设有回流装置,塔中的烟气和吸收剂颗粒在向上运动时,会有一部分烟气及固体颗粒产生回流,形成很强的内部湍流,从而增加了烟气与吸收剂的反应效率,使脱硫脱硝反应更加充分。固体颗粒在上部产生强烈的回流,加强了固体颗粒之间的碰撞和摩擦,不断地暴露出新鲜的吸收剂表面,大大提高了吸收剂的利用率。由于吸收塔较高,烟气在脱硫脱硝反应塔中的停留时间较长,使得烟气中的SO2、NO2能够与吸收剂充分混合反应,99%的脱硫反应和80%的脱硝反应都在脱硫脱硝反应塔内进行并完成。当锅炉或烧结机负荷较低导致烟气量不能满足循环流化床运行工况要求时,可以通过调节回流调节阀开度使部分净烟气重新返回脱硫脱硝反应塔,以满足流化床对系统风量的要求。
2低温烟气同时脱硫脱硝除尘技术的应用
为适应日益严峻的环保形势，满足国家污染物超低排放标准要求，某电力分公司经过充分的现场调研、技术交流和方案论证，拟对3 台锅炉实施超低排放综合技术改造，拆除原氨法脱硫系统，在原位置新建两套尾部烟气脱硫脱硝除尘系统。新建系统采用了低温烟气同时脱硫脱硝除尘技术，实现锅炉烟气SO2、NOX及烟尘的超净脱除。
该电力分公司调研了目前三种主要的超低排放的技术方案。第一种是常规的配置，即烟气经SNCR+SCR 脱硝，经布袋除尘器除尘以及石灰石石膏法脱硫后，经过湿式电除尘器去除烟气携带颗粒物[2]。另一种技术是半干法技术，烟气经过SNCR 和预除尘后，通过强制氧化或者催化氧化的方法，将NO 氧化成NO2，在脱硫脱硝塔中将NO2 和SO2 同时脱除掉，通过布袋除尘器脱除细颗粒物。第三种技术是氨法，即烟气经过SCR脱硝和除尘以后，经过氨法脱硫塔脱除SO2，逃逸颗粒物通过超声波除尘技术脱除。考虑到CFB 锅炉尾部烟道空间狭小，需将省煤器进行移位改造腾出足够空间才能勉强装入一层SCR 反应器，改造工程量大，不适合采用SCR 法脱硝技术，所以首先排除了氨法脱硫和常规配置的脱硫技术。又因为强制氧化法脱硝技术运行成本较高，所以最终选择了将NO催化氧化的半干法同时脱硫脱硝除尘的技术。
半干法同时脱硫脱硝除尘技术的基本工艺流程如下。燃煤烟气经过初步除尘后，通过前置的催化装置，将大部分的NO 氧化成NO2，然后进入一体化脱硫脱硝反应塔中，进行反应，在反应塔中实现NOX 和SO2 的脱除，然后通过布袋除尘器，去除掉烟气中颗粒物，并将物料收集返回反应塔中进行循环。该技术的反应原理是：SO2和NO2 都能和Ca(OH)2 反应，且二者的脱除反应能相互促进，有协同效果，使得脱硫效率比一般的半干法脱硫效率更高，同时也能脱除掉NOX ；所用的布袋除尘器能有效的控制颗粒物排放。
该电力分公司改造项目范围包括：拆除原有的氨法脱硫系统，建设两套半干法同时脱硫脱硝除尘装置，实现NOX、SO2、粉尘的超低排放。改造后三台锅炉机组两用一备，配备两套脱硫脱硝系统，通过挡板门实现烟路的切换。项目分两期建设，目前一期已投运，二期建设中[3]。改造后的系统于2017 年2 月27 日进行热负荷调试，对调试期间出现的各种问题进行统计，于2017 年3月2~5 日开始系统消缺。3 月7 日系统开始进行热负荷试运，具体运行情况见表1。
表1 超低排放系统调试期间运行情况
图1 超低排放系统SO2 排放情况
系统168 h 连续试运转性能测试期间，NOX脱除效率平均为65.9%，SO2 的脱除效率平均为99.1%。在锅炉平均负荷210 t/h，SO2从700 mg/m3脱除到5 mg/m3，NOX从95 mg/m3脱除到30 mg/m3。
结束语
低温烟气同时脱硫脱硝除尘技术具有投资省、运行费用低、运行可靠、流程简单、易于维护、脱硫脱硝副产品易于处理、无二次污染等显著优点,脱硫效率可达85%-98%,脱硝效率可达60%-85%,系统出口粉尘浓度小于5mg/m3。
参考文献：
[1]李鹏飞俞非漉朱晓华.烧结烟气循环流化床同时脱硫脱硝除尘技术[N].世界金属导报,2016-04-26B10.
[2]张大庆.烟气联合除尘脱硫脱硝技术在燃煤供暖锅炉烟气治理中的应用研究[J].资源节约与环保,2016,09:10-11.
[3]胡晓茜.基于电厂的脱硫脱硝技术综述[J].科技传播,2016,803:121-123.
[4]官立民.熔窑烟气余热利用脱硝脱硫除尘治理技术探讨[J].福建建材,2016,07:118-120.
论文作者:陈景胜
论文发表刊物:《防护工程》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/9
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