司硕 石乐斌 刘忠攀(山东兖矿国际焦化有限公司, 山东 济宁 272104)
山东兖矿国际焦化公司设计年产焦炭300万吨、甲醇20万吨,全厂现有3台75吨循环流化床锅炉(设备型号UG-75/3.82-M41),因原环保标准要求较低,除尘设施为电除尘,效率一般,无脱销设施,通过电袋除尘改造、新增非催化还原法(SNCR)脱硝设施、新增低氮循环风机等一系列改造后,锅炉烟气指标已完全达到目前国家新环境保护法及《锅炉大气污染物排放标准》的要求。
原有除尘方式为电除尘,通过电除尘放电将烟气内颗粒打到极板上,再通过顶部振打将粉尘降至仓泵,最后通过压缩空气将粉灰送至灰库,用车外运(出售)。该电除尘存在一定弊端,其运行效率一般,除尘效率仅能达到95%,况且负荷较大时,锅炉烟气中粉尘含量较多,电除尘放电除尘法无法保证烟气中粉尘含量合格。根据国家最新换标指标要求,锅炉尾部烟气粉尘含量指标为30mg/Nm3,而目前运行时粉尘含量在27~40mg/Nm3,经常造成粉尘指标超标。
2014年,国家更新了《锅炉大气污染物排放标准》,标准GB13271-2014代替标准GB13271-2001,新标准中要求该种锅炉烟气中颗粒物指标≤30mg/Nm3、SO2指标≤200mg/Nm3、NOX指标≤200mg/Nm3;而我公司现有设施完全无法满足环保法要求,另外企业要持续发展,提高经济效益就必须向内挖潜,节支降耗,清洁生产,原有电除尘系统和脱销装置的缺失无法满足日益严格的环保要求,不利于企业的经济运行及可持续发展,亦不符合国家环保及节约的方针政策。
①把原电除尘改为电袋除尘。原电除尘共3个电场(I、Ⅱ、Ⅲ电场),现将Ⅱ、Ⅲ电场除尘改为布袋除尘,布袋除尘通过840条滤袋(规格Ф150*3000)进行除尘,平均每1小时(可调整)使用压缩空气对滤袋进行反冲,I电场电除尘不变,落下的灰进入仓泵,通过压缩空气输送至灰库,用车外运(出售)。
②自行设计、安装SNCR脱硝装置。公司利用利旧材料制作1个容积40m3的储罐,通过2台格兰富离心泵将氨水送至锅炉,再通过6杆喷枪喷至炉膛内部(其中2杆安装在炉膛中下部,4杆安装在旋风分离器入口),SNCR脱硝系统反应温度区间为800~1050℃,此种安装方法能够满足不同负荷生产时的要求,另外,该设计增加了氨水与氮氧化物的反应时间,两处安装位置高度差10m左右,氨水与氮氧化物的反应时间增加,有效降低了氨逃逸率,降低尾部受热面腐蚀和结垢的运行风险。
③新增锅炉低氮循环燃烧风机。为进一步降低锅炉尾部烟气中NOx含量,公司从锅炉引风机出口引管至鼓风机入口,将部分尾部烟气回流至炉膛内再次燃烧,为克服管道阻力并控制回流烟气量,管道上新增一台变频离心风机。
(1)通过电袋除尘的改造后,锅炉粉尘指标明显降低,完全满足新环保法的要求。
①锅炉负荷在50t/h时,改造前与改造后锅炉粉尘含量平均分别为35.6mg/Nm3和16.8mg/Nm3。
②锅炉负荷在60t/h时,改造前与改造后锅炉粉尘含量平均分别为37.3mg/Nm3和17.6mg/Nm3。
③锅炉负荷在70t/h时,改造前与改造后锅炉粉尘含量平均分别为40.2mg/Nm3和19.8mg/Nm3。
(2)新增脱销装置以及低氮循环燃烧风机后,锅炉尾部烟气中NOx含量有了明显的下降,完全达到了国家新环保法的要求。
①锅炉负荷在50t/h时,改造前、新增脱销装置后与新增循环燃烧风机后,锅炉尾部烟气中NOx含量平均分别为289mg/Nm3、157mg/Nm3和87mg/Nm3。
②锅炉负荷在60t/h时,改造前、新增脱销装置后与新增循环燃烧风机后,锅炉尾部烟气中NOx含量平均分别为301mg/Nm3、165mg/Nm3和91mg/Nm3。
③锅炉负荷在70t/h时,改造前、新增脱销装置后与新增循环燃烧风机后,锅炉尾部烟气中NOx含量平均分别为335mg/Nm3、198mg/Nm3和110mg/Nm3。
在化工企业生产中,循环流化床锅炉是最重要的设备之一,随着国家对环保要求的日益严格,锅炉尾部烟气排放指标越来越低,环保设备显得尤为重要,为适应企业的可持续性发展及国家环保要求的需要,企业要及时新增或更新环保设备,以降低锅炉尾部烟气中有毒有害物质的含量。
[1]林宗虎,徐通模.实用锅炉手册[M].北京:化学工业出版社,1999.
[2]童有武,张孝勇.锅炉安装调试运行维护实用手册[J].北京:地震出版社,1999.
[3]GB13271-2014,《锅炉大气污染物排放标准》[S].