小型热电厂SO2和NOx超低排放改造项目浅谈

周志坚 安学军 陶红

摘  要：根据锅炉整治的相关要求，通过对实施3台75t/h循环流化床锅炉脱硫脱硝提标技术改造项目，进行连续4d验收检测，结果均合格，企业全面实现了超低排放，取得良好的社会效益，对区域空气质量改善做出了贡献。

关键词：热电厂  超低排放  改造

中图分类号：TM621   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（b）-0016-02

1  项目背景

为切实做好大气污染防治工作，努力改善区域空气环境质量，广达热电积极落实主体责任，按照《常州市新北区2018年大气污染防治攻坚行动方案》（常新委〔2018〕43号）要求，开展3台75t/h循环流化床锅炉脱硫脱硝提标技术改造项目，目前项目已竣工，SO2、NOx排放浓度进一步降低，达到了超低排放标准。

2  企业简介

常州新区广达热电有限公司作为一家区域型热电联产企业，于2001年4月开始生产，2004年4月和2005年2月分别完成了热电联产项目一期、二期工程，总规模为1台35t/h链条锅炉（#1炉）、3台75t/h次循环硫化床锅炉（#2～#4炉）并配1台7MW抽凝式汽轮发电机组（#1机）和1台15MW背压式汽轮发电机组（#2机）。

根据上级政府部门锅炉整治的相关要求，企业已将35t/h链条炉于2017年停用（系统隔断），今年8月办理了注销，现规模为3炉2机运行。

3  项目综述

热电企业实现超低排放的3个因子主要为SO2、NOx和烟尘，广达热电历年来陆续实施了炉外烟气湿法脱硫（钠镁双碱法）、炉内喷钙脱硫、SNCR脱硝、湿式静电除尘器等技改项目，截至2017年底，综合治污能力已达到SO2和NOx低于特别排放限值（SO2<50mg/Nm3，NOx<100mg/Nm3）、烟尘低于超低排放限值（烟尘<10mg/Nm3）的标准（详见《常州新区广达热电有限公司“75t/h循环流化床锅炉脱硫提标技术改造项目”“电厂烟气除尘系统超低排放技术改造项目”竣工环保验收意见》（常新环验[2017]72号）。

为继续推进环保治污，彻底实现超低排放，企业2018年又投入160万元实施脱硫系统扩容以及锅炉低氮燃烧改造，进一步提升3台75t/h循环流化床锅炉的脱硫、脱硝能力，使SO2、NOx也达到超低排放标准（SO2<35mg/Nm3，NOx<50mg/Nm3）。

4  脫硫提标技术改造

企业原有脱硫工艺为二级脱硫：炉内喷钙+炉外烟气湿法脱硫（钠镁双碱法），两级的脱硫效率分别为>50%和>95%，日常运行以炉外湿法为主，炉内喷钙为辅。

炉内喷钙简述：石灰石粉通过罐车泵送入石灰石粉储罐中，然后通过可以变频调速的石灰石给料机将适量的石灰石粉送入连续输送泵，利用罗茨风机的动力将石灰石粉通过返料入口送入炉膛参与炉内脱硫。石灰石受热分解成氧化钙和二氧化碳，再与烟气中二氧化硫，反应生成亚硫酸钙和硫酸钙，最终被氧化成硫酸钙，副产物随炉渣排出。

CaCO3→CaO+CO2

CaO+SO2+0.5O2→CaSO4

炉外烟气湿法（钠镁双碱法）简述：用氢氧化钠溶液（NaOH）和氧化镁浆液[Mg（OH）2]吸收烟气中SO2，得到含结晶水的亚硫酸镁和硫酸镁的固体吸收产物，然后再用氧化镁进行再生。

吸收单元：MgSO3+SO2+H2OMg（HSO3）2

Na2SI3+SO2+H2O2NaHSO3

或 2NaOH+SO2Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

再生单元：MgO+Mg（HSO3）2NaOH2MgSO3↓+H2O

MgO+2NaHSO3MGSO3↓+Na2SO3+H2O

企业脱硫系统原配置有5台脱硫泵，其中#1～#4脱硫泵为180t/h流量，#5脱硫泵为150t/h流量，为进一步提高脱硫效率，增强脱硫系统稳定性，企业于2018年更换#3、#5脱硫泵，改为两台320t/h流量的脱硫泵（型号200UHB-ZK-320-32/55-4，生产厂家宜兴宙斯泵业），以增加脱硫塔喷淋量，进而降低二氧化硫排放浓度。

脱硫提标改造项目于2018年4月开工，7月竣工，更换了两台大容量脱硫泵后，有效保障了脱硫液母管压力不低于0.3MPa，加大了脱硫塔内的喷淋量，使塔内吸收SO2效果更佳，SO2排放浓度下降10～30mg/Nm3，可稳定低于35mg/Nm3，达到超低排放标准。

5  脱硝提标技术改造（低氮燃烧）

企业原有脱硝工艺为SNCR法，是一种不用催化剂，在850℃～1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂（氨水）喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。以氨水为还原剂的主要反应为：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

循环流化床锅炉的循环倍率，对NOx生成量有一定影响，提高循环倍率，可使物料循环量增加，悬浮段焦炭浓度增加，从而加强NO与焦炭的还原反应，使NOx排放量下降。炉内NO与焦炭反应：

NO+CN2+CO

2NO+CN2+CO2

因此，可采取提高炉内物料循环倍率的方法，来减少NOx生成量。同时，循环流化床锅炉的燃烧温度，对NOx生成量有直接的影响，床温降低可进一步减少NOx生成量。

循环流化床锅炉中心筒工作原理简介：高温烟气经分离器切口高速进入，在中心筒与分离器之间旋转，旋转产生离心力，使绝大部分飞灰颗粒撞击分离器内壁，掉落下来，高温烟气则经中心筒内流出，从而达到飞灰与烟气分离目的。

如适当加长中心筒，可增加物料循环倍率，使得更多飞灰经返料器回到炉膛继续参与循环燃烧，一方面加强悬浮段NO与焦炭的还原反应，另一方面降低床温，从而有效遏制了炉内NOx的生成量，同时还可以降低锅炉飞灰可燃物含量，提高锅炉效率。

广达热电此次脱硝提标改造，将3台75t/h循环流化床锅炉的中心筒下端各加长25cm（其中#4炉中心筒于18年上半年先行试验改造，加长10cm后，取得了一定效果，然后继续加长15cm并推广至所有锅炉，另#3炉中心筒为整体更换加长），且内径从1280cm减至1180cm。项目从18年3月份开工，8月份3台锅炉全部改造完成。竣工后，对比改造前后的运行参数，相同蒸发量工况下，锅炉床温下降约10℃～30℃，NOx下降约20～60mg/Nm3，可稳定低于50mg/Nm3，达到了超低标准。

6  项目成效

此次脱硫脱硝技术提标改造项目已全部完成建设和调试，并于8月21～24日委托常州市人居环境检测防治中心进行连续4d验收检测，结果均合格，企业全面实现了超低排放，预计可减少SO2排放64t/年，减少NOx排放221t/年，取得良好的社会效益，对区域空气质量改善做出贡献。

参考文献

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[2] 李俊，李之栋.浅析大唐宝鸡热电厂SO2超低排放改造[J].硫酸工业，2017（1）：33-36.

[3] 李兴华，何育东.燃煤火电机组SO2超低排放改造方案研究[J].中国电力，2015，48（10）：148-151，160.