易　成　张晓文　姚　娅　李　密　吴　思

（1南华大学环境保护与安全工程学院湖南衡阳4210012浙江五丰冷食有限公司浙江杭州310018 3南华大学放射性三废处理与处置重点实验室湖南衡阳421001）

脱硫脱硝除尘一体化工程节能减排案例分析

易成1，2张晓文3姚娅1李密3吴思1

（1南华大学环境保护与安全工程学院湖南衡阳4210012浙江五丰冷食有限公司浙江杭州310018 3南华大学放射性三废处理与处置重点实验室湖南衡阳421001）

为响应国家“煤电节能减排”的号召，杭州某橡胶企业自备燃煤电厂锅炉机组环保设施进行烟气超低排放改造。在改造过程中，引进了巴西先进的“脱硫脱硝除尘一体化”技术，拟通过高效的脱硫脱硝设备进行项目锅炉烟气处理改造，以期获得高效节能环保的烟气处理方案，然而实际项目改造后脱硝除尘效果并不是很理想，与现场原有锅炉工况以及所引进的巴西工艺使用条件等因数都存在着密切的关联，本文就该橡胶企业引进巴西烟气一体化处理技术的工程进行案例分析，并提出一些可行性改进建议，以期完善该巴西一体化工艺，使其更加本土化，更加匹配于该企业的改造升级，从而取得更多的经济效益、社会效益和环境效益。

燃煤电厂；烟气处理；脱硫脱硝除尘一体化；节能减排

火力发电厂是煤炭消耗大户，也是烟尘、SO2、NOx的排放大户。近年来随着雾霾天气的不断增多，国家对火电厂提出的环保要求越来越严格。为进一步提升煤电高效清洁发展水平，国家发改委下发《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》，要求燃煤发电机组污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值，即烟尘、SO2、NOx排放质量浓度分别小于5 mg/m3、35 mg/m3和50 mg/m3。为此，浙江某大型橡胶企业对其企业内自备电厂的3台机组环保设施进行烟气超低排放升级改造。

1　工程项目概况

我公司目前有75t/h循环流化床锅炉3台，锅炉基础参数主要是烟气量有差别，其中两台烟气量是170000m3/h，另外一台是190000m3/h，其余参数类似如下：NOx初始浓度350 mg/Nm3、炉膛出口烟气温度＞850℃、烟气含氧量5%～8%、NOx排放浓度100mg/Nm3，原先采用双碱法加布袋除尘对烟气进行处理，应国家及省市各级环保部门脱硫脱硝减排的要求，公司再次对锅炉烟气进行了治理，现采用乐福特生物环保（亚洲）有限公司的锅炉烟气脱硫、脱硝和除尘一体化方案进行改造。该方案的特点是结构紧凑，占地面积小，施工工期较短；缺点是副产物处理占地成本较大，产生的副产物硫铵和硝铵作为氮肥含量较难处理，单套系统成本较高，单套一体化设备只能处理单台锅炉。

此项目主要是在布袋除尘后端设置喷淋塔，采用水喷淋+氨水中和的技术，将锅炉烟气脱硫、脱硝和除尘结合在一套系统内。通过CEMS（在线自动监测采样数据反馈系统）实现智能化自动处理，可同时监视和控制装置内设备的运行。依据《杭州市人民政府办公厅关于印发杭州市“无燃煤区”建设实施方案的通知》（杭政办函〔2013〕75号），使燃煤锅炉排放的烟气氮氧化物的去除率不低于85%，脱硫效率不低于98%，除尘效率达80%~90%，执行天然气燃气轮机组的排放标准即SO2排放低于35mg/m3，NOx排放低于50mg/m3，粉尘颗粒物排放低于5mg/m3

2　脱硫脱硝除尘一体化系统试运行结果

2.1烟气检测方法

脱硫脱硝除尘一体化系统工程主体部分安装调试结束后，由第三方专业环保烟气检测公司进行相关烟气排放检测，检测分析中氮氧化物测定的数值有三种，分别为直读值、当前值、折算值。依据国家的检测标准，测定氮氧化物的排放值只需测定一氧化氮的含量（此为直读值），再乘以默认系数1.53即可算出氮氧化合物的当前值。根据公式：折算值=15/（21-氧含量）*当前值，可计算出折算值，此折算值为向环保局上报的数据，排放限值全部为折算值。CEMS等仪器读数均为直读值。

2.2烟气检测结果及分析

采用上述2.1所述的国家标准检测方法进行烟气排放检测，经多次检测，其中主要污染物SO2、NOx和粉尘颗粒物的具体检测结果如表1。

表1　脱硫脱硝除尘一体化系统试运行烟气检测结果

以上获得的检测数据仅代表瞬时数据，但浮动区间稳定，具有代表性。

2.3通过上述检测报告得出结论

2.3.1该一体化脱硫脱硝除尘设备的脱硫效果显著，已达到工程合同所规定的“脱硫处理效率98%以上”，脱硫效果明显，设备运行比较稳定，排放值也达到了天然气燃气轮机组二氧化硫的排放标准；该一体化设备的脱硝效率远未达到合同中规定的“脱硝处理效率85%以上”，处理效率仅为10%～20%，排放值也远高于天然气燃气轮机组氮氧化物的排放标准（为6倍左右）；该一体化设备的除尘效率未达到合同中规定的“除尘处理效率为80%～90%”，实际运行处理效率仅为50%左右，排放值未达到天然气燃气轮机组氮氧化物的排放标准。

2.3.2脱硝及除尘效率不理想原因（1）炉内温度过低：低温脱硝为世界性难题，据现场勘查确认，此项目主塔内的环境温度（溶液水温）大约为45℃～90℃，导致整体脱硝的反应效率比较低，且溶液中氮氧化物的溶解度以及含氧量不足，从而不能达到有效反应的良好条件；（2）炉内氮氧化物组分比例的影响：依据现场锅炉工况，其中1号炉、2号炉为无锡华光锅炉厂生产的75吨循环硫化床锅炉，属老式锅炉，而3号锅炉属于技术改造的锅炉。1号炉的初始（即入口）值较3号炉偏高，较其他企业同级锅炉的数据亦偏高，加之本项目氮氧化物中一氧化氮与二氧化氮的含量比例为9：1（其他企业同级锅炉比例为7：3），导致最终排放的氮氧化物折算值偏高；（3）无强催化强氧化装置：在低温状态下（环境温度小于145℃）氮氧化物在主塔中的溶解性不够，并且没有相应的强催化强氧化装置或试剂，导致大部分的一氧化氮在系统中无法发生反应，大部分没有去除就直接排放；（4）系统调试未达到最佳：整个系统连续运行的时间不够，乙方单位技术负责人未将系统调节到最佳工况，处理效率仍有提升的空间；（5）喷淋装置过少：主塔上喷淋装置不够，应增强喷淋效果，加大雾化区域用以达到更好的除尘效果。

3　项目改进建议

3.1炉内温度过低问题

1号炉炉膛出口温度偏低，根据炉内脱硝效率对温度的要求，要确保其炉膛出口温度控制合理得当，而从目前控制手段来看，1号、2号炉由于炉型本身结构问题，其炉膛内的烟气温度难以达到800℃以上，建议从控制蒸发量的角度来着手处理，将蒸发量控制在65t/h以上，以降低锅炉烟气含氧量，尽量控制在6.0%以内，同时在运行中尽量保持运行参数稳定，确保锅炉能够调整到最佳工况。

3.2炉内氮氧化物组分问题

进一步测定项目排放烟气中NO在NOx中的比例，若确认该项目工程中的烟气中排放的NO含量确实较其他企业锅炉的排放值更高，则应当及时与环保部门协商换算系数适当变动的可能性，从而确定符合该项目的烟气排放折算值。

3.3无强催化强氧化装置的问题

考虑在进口风管挡板门位置加装溶液加料装置，通过采用特殊氧化剂；也可考虑在氨法脱硫基础上，在烟气中加入臭氧，使NOX氧化，再被氨化溶液吸收。

3.4炉内初始产生的氮氧化物含量偏高问题

1号、2号炉平常运行床温偏高（950℃以上），由于床温控制过高，将引起烟气当中的氮氧化物含量大大升高，最高升至400mg/m3以上，根据目前炉内脱硫效率，其原始排放值控制在350mg/m3以内，建议在锅炉内进行风量分级调整控制，从而降低锅炉出口烟气含氧量，尽量降低锅炉床温在900℃以内运行。

综上所述，参照国内外脱硫脱硝除尘项目经验及专家的预估判断，认为该脱硫脱硝除尘一体化项目在脱硝及除尘效率方面仍有一定的提升空间。积极分析探讨效率低下的原因，尝试多种调试解决方案，确保该改造项目能够达到预期的效果，从而完成市政府下达环保节能减排的要求。

［1］康新园.燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展［J］.洁净煤技术，2014，06：115-118.

［2］吕雷.烟气脱硫脱硝一体化工艺设计与研究［D］.长春工业大学，2012.

［3］李祥苓.脱硫、脱硝、除尘及烟塔合——体化技术初探［J］.华电技术，2010，04：70-73+77+81.

易成（1988－），男，，湖南衡阳人，环境工程本科毕业，南华大学在职研究生，助理工程师，研究方向：脱硫脱硝。