河南晋开化工投资控股集团有限责任公司 河南开封 475002
摘要：本项目以河南晋开化工投资控股集团有限责任公司自有掺渣循环流化床锅炉为对象，针对主要大气污染物（烟尘、SO2、NOx）相关超低排放技术集成创新示范，使其满足晋开集团以掺渣煤为原料的锅炉排放要求，使企业持续保持厂内循环经济优势，节能降耗降低成本；又能满足国家大气污染物防治要求，为“2+26”城市地区工业企业节能减排技术改造提供技术支撑和工业示范。
关键词：循环流化床锅炉 SNCR脱硝 电袋除尘 超低排放
1.引言
随着大气污染越来越受到大家的广泛关注及重视，近年来国家颁布了一系列严苛的大气污染物排放标准，超低排放已成为未来化工企业、电厂环保的新趋势，推广燃煤机组超净排放技术改造是煤电行业生存和发展的必由之路。河南晋开集团有限责任公司通过对锅炉用煤、烟气量、回流比、燃烧温度、灰硫比、烟气含硫量、现有处理措施等内容的调查，针对循环流化床锅炉烧晋城煤掺渣进行工况分析，对烟尘、SO2、NOx进行技术研发并提出增强处理措施。同时，采用晋城末煤、间歇气化炉吹灰、炉渣为燃料生产蒸汽，一方面回收了间歇气化炉吹灰、炉渣残炭，实现了厂内资源循环利用；另一方面减少采购高品质燃料煤，降低锅炉运行成本，成为企业节能降耗的亮点。
2.项目实施的必要性
本项目的研发以掺渣循环流化床锅炉大气污染物排放为主要对象，针对性的研发大气污染减排技术及产品，实现锅炉大气污染物超低排放；同时，项目研发结合最新大气污染减排技术，以具有研发能力的设计、制造、施工单位为平台，进行系统研发，主要研发内容及产品包括锅炉低氮燃烧技术与SNCR系统设计、电袋除尘技术及强放电小型电袋产品、多层托盘强化脱硫技术及托盘设计、微酸液洗涤技术及工艺设置、湿法电除尘协同处理技术及相关产品等，项目研发的产品与技术针对性强、实用性强，投资成本低、运行费用低，对我国现有30t/h以上锅炉及相关大气排放物的处置具有很强示范效应。项目研发技术与产品可适应于供热、冶金、化工、有色、制药、食品加工等行业烟气治理项目改造，也能适应于新建项目大气污染处置设施。因此，项目研发成果适应性强，市场前景广阔，市场竞争力强。
3.项目实施方案及主要技术内容
项目通过对锅炉用煤、烟气量、回流比、燃烧温度、灰硫比、烟气含硫量、现有处理措施等内容的调查，针对循环流化床锅炉烧晋城煤掺渣进行工况分析，对烟尘、SO2、NOx进行技术研发并提出增强处理措施，主要研发内容包括：
①研究SNCR脱硝技术的适应性及改进措施
检测原有循环流化床锅炉运行数据，根据煤种、温度、烟气量、NOx排放量等设计相应的SNCR脱硝技术，控制锅炉火层温度和出口烟气温度，减少NOx产生；通过提高喷氨量、改善氨气比和增加喷氨点降低NOx排放；降低入炉氧气浓度，控制火层温度，抑制NOx生成。
②创新开发小型电袋除尘模块；
结合现场已有的设备位置、烟尘排放量、排放浓度，开发强放电小型电袋技术，将电除尘技术、袋除尘技术相结合，满足高Al2O3+SiO2（Al2O3+SiO2≧90%）含量烟尘的处理；将电袋除尘技术与已有的袋式除尘相结合，协同脱除烟气烟尘。
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③多层托盘增效脱硫技术
锅炉所用煤种煤质不稳定，硫含量在0.5-2.5%之间波动，原有的氨法脱硫不能满足实际需要，研究高液气比、持液量稳定、吸收液分布均匀的多层托盘技术，能够增加液气接触时间、提高烟气中SO2、SO3吸收效率，使烟气脱硫效率提高到98%以上；
4、该项目创新性与技术特点
集成超低排放创新技术，研发适用于以无烟末煤掺渣为原料的CFB锅炉烟尘、SO2、NOx处理技术，保证锅炉大气污染物达到超低排放要求。
项目开展锅炉为2011年前建设锅炉，处理指标要求较低，与超低排放指标要求由一定差距，同时锅炉所用燃料煤煤质不稳定，烟气指标变化大，通过引进最新大气污染物防治技术，实施技术改造，增强原有处理设施性能，降低了投资运行成本。该项目以掺渣无烟煤为燃料煤，实现厂内固废回收资源梯级利用。锅炉所用燃料以50%晋城无烟末煤及气化炉渣（灰）为燃料，气化炉渣（灰）由煤炭经过间歇气化工艺产生（含有20%-30%残炭），作为固体废弃物处置每吨须缴纳25元处理费，厂内回收利用可回收其中热量，减少资源浪费，实现了煤炭资源的梯级利用。
该项目结合我国自主创新的电袋技术与经验，优化选型设计参数，根据烟尘处置设施，研发适合高比电阻烟尘的强放电小型电袋除尘技术。将电除尘的荷电除尘及袋除尘的过滤拦截有机结合的一种新型高效除尘器，它具有长期稳定的低排放、运行阻力低、滤袋使用寿命长、运行维护费用低、适用范围广及经济性好的优点，并能实现5mg/m3以下的超低排放。
该项目所用煤种为晋城“三高”煤和“三高”煤气化后的炉渣，含硫量高，采用多层托盘可稳定吸收液、增加吸收液停留时间和气液接触时间，提高脱硫效率。结合自身循环流化床锅炉运行情况，针对锅炉炉内流场分布、温度场分布等工艺条件对SNCR脱硝技术进行针对性研发。对SNCR脱硝技术存在混合不均匀、工况波动影响大、NH3和N2O排放等问题，研究SNCR技术合适的反应条件，以加强混合、优化SNCR喷嘴布置等方式，使还原剂与气体的均匀混合，提高脱硝效率。此外，为进一步提高SNCR烟气脱硝系统运行经济性，在保证脱硝效率的同时，还要进一步保证逃逸氨量能够满足后端SNCR区域脱硝的需求。在反应器进口烟道中增加特殊的流场混合器/导流板，使氨气和烟气在烟道内短时间混合充分。优化后的SNCR技术在实际工程中取得了较好的效果。
5.项目取得的经济效益分析
（1）项目集成超低排放技术，通过自主创新，使适应低灰、低硫、高挥发分、高发热量烟煤的循环流化床锅炉能够在掺烧劣质原料的条件下，实现超低排放。
（2）项目将气化炉炉渣与含煤工业灰渣，通过锅炉燃烧后，转化为粉煤灰用于水泥生产，折算蒸汽经济效益为2.45元/吨，年直接经济效益1500×7200×2.45=2646万元；
（3）减少了气化炉炉渣与含煤工业灰渣处理费与盘运费，合计按25元/吨计算，年处理量按1100000吨计算，年节约费用2750万元。
1500吨/年锅炉综合经济效益：53686.8+2646+2750=59082.8万元。
结束语
晋开公司是以晋城高硫、高灰、难燃煤种为燃料生产蒸汽，为化工生产提供动力，相较于传统锅炉燃料，烟气具有高硫、高NOx、灰含量高以及难以去除（主要原因是Al2O3+SiO2≧90%）的特点，污染物去除难度大，通过借鉴电厂处理设施，针对该特点烟气进行改进和研究大气治理技术，能够对相关污染物的研究、治理和防治技术有进一步提升，能够防治难处理烟气，推动大气污染防治技术向更高水平发展。因此，项目的实施对工业企业、对开封及企业的科技创新工作及对大气污染防治技术升级换代具有重要推动作用。
参考文献
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[2]王临清，朱法华，赵秀勇．燃煤电厂超低排放的减排潜力及其ＰＭ2.5环境效益[J].中国电力，2014（11）:150-154；
论文作者:刘艳红1,王庆2,高硕3,孔德亚4,陈鹏飞5
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：锅炉论文; 技术论文; 烟气论文; 超低论文; 流化床论文; 晋城论文; 炉渣论文; 《基层建设》2018年第23期论文;