燃煤锅炉烟气脱硫除尘环保设施改造及应用

张深

摘 要： 众所周知，煤矿与城区距离较远，且供热热源主要是燃煤锅炉。自环保政策出台以来，为积极响应某省针对在用燃煤锅炉进行脱硫脱硝除尘改造，同时将DCS分散集中自控系统引入其中，使得燃煤锅炉的排放满足标准要求。基于此，文章将燃煤锅炉作为主要研究对象，重点阐述烟气脱硫除尘环保设施的改造和应用内容，希望有所帮助。

关键词： 燃煤锅炉;烟气脱硫除尘;环保设施;改造;应用

【中图分类号】X701.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）03-0045-01

1 项目概况

某省煤矿拥有燃煤链条式蒸汽锅炉两台，其任务就是为矿区的采暖提供必要帮助。既有的环保设施就是脱硫除尘一体化麻石水膜脱硫除尘塔，在其内部加设了喷淋喷嘴，脱硫剂主要选择的是氢氧化钠[1]。对麻石水膜除尘器的使用，实际的除尘效率在90-95%范围内，而烟尘的排放浓度则控制在100mg/Nm3，始终未与排放标准要求吻合。其中，脱硫剂选择氢氧化钠，一摩尔二氧化硫所需消耗的强氧化钠剂量超过2摩尔，加之烧碱单价偏高，直接提高了实际的运行成本。另外，若钠碱长时间运行，必然会聚积大量的Na2SO4，对脱硫的效果产生了不利的影响，同时也要对高盐废水进行排放。在灰水与碱液混合运行的情况下，喷淋管容易出现磨损亦或是堵塞的情况，无法保证二氧化硫的排放满足标准要求[2]。

对以上情况分析后，因原有锅炉没有安装脱硝的装置，为更好地响应锅炉烟气排放标准要求，决定针对煤矿燃煤锅炉的既有环保设施开展技术方面的改造。

2 燃煤锅炉烟气脱硫除尘环保设施改造路径

2.1 除尘系统的改造

在改造除尘系统方面，选择使用的是布袋除尘装置和长袋低压脉冲布袋除尘器。对于具体的工作原理，长袋低压脉冲布袋除尘器在净化气体方面，引入了外滤式。在气体除尘的过程中，含尘气体会进入到中部进风口，经过阻火装置后进入气流分散区域，在导流型气流分布装置的作用下，向过滤室的底部进入，经中箱体后会形成洁净的气体，经滤袋以后排出上箱与排风管。利用除尘器灰斗对粉煤灰进行收集，并通过气力传输装置向灰库输送，最终实现综合利用的目标。对于实际的除尘过程，过滤室内部的气流分布相对均匀，而且在阻燃沉降除尘处理的基础上，粉尘就会在导流装置的作用下向过滤区域进入，于滤袋的外表面附着。在实际改造的过程中，为有效规避二次扬尘情况的发生，一定要确保袋室的内部气流流动速度偏低[3]。另外，滤袋的底部和进风口的高度差距要固定。

2.2 脱硫系统的改造

在改造脱硫系统的过程中，主要引入的是湿法脱硫技术，具体指的就是湿法氧化镁脱硫工艺。需要注意的是，循环吸收的浆液，其pH数值一定不能超过7.5，也不允许低于5.5。一般情况下，在对pH值进行控制的过程中，可选择使用氢氧化镁浆液加入其中，进而增强调节的效果。

选择使用镁法脱硫技术，其最主要的优势就是能够有效提高脱硫的效率。因钙离子的半径大于镁离子，氧化钙反应活性也低于氧化镁。对于轻烧镁而言，其反应度偏高且具有较强的活性，在反应后形成亚硫酸镁以及硫酸镁，均可与水溶解，保证了二氧化硫和氧化镁颗粒化学反应的持续性与彻底性。在这种情况下，将吸收剂选择成氧化镁，实际的吸收效率将明显高于碳酸钙。而且在实践应用中发現，使用氧化镁湿法脱硫，实际效率在90-98%之间，效果突出。也就是说，循环管路管径与用电设备耗电量方面，前者成本更少。在此基础上，氧化镁脱硫形成的硫酸镁与水相溶，具有较高的溶解度，不会在脱硫塔的内部结垢或者是成渣，也不是堵塞管路。最重要的是，不需要将搅拌设备设置在塔内部，设备成本显著降低，且其运行的安全可靠性有所提升[4]。

2.3 脱硝系统的改造

根据项目的实际情况，将选择性非催化还原法炉内脱硝技术应用在脱硝系统改造过程中。此种方法对氮氧化物脱除处理的过程中，借助管路喷嘴向炉膛温度800-1100摄氏度的区域喷射含有NH3基还原剂，在受热后会分解并形成氨气与其他的化合物。在氨气和烟气所含氮氧化物混合以后，经化学反应就会形成氮气，最终满足烟气排放标准[5]。在具体的化学反应过程中，最重要的就是控制温度和选择炉膛喷入点，会对还原率产生直接影响。为此，温度应处于800-1100摄氏度，根据反应器的类型改变而变化。因炉膛内部停留还原剂的时间有限，一旦反应的温度不高，必然会影响化学反应的程度。而且，若氨气反应不彻底，也会出现氨气泄漏的情况。如果反应的温度偏高，则会严重污染大气环境。在这种情况下，就要严格管控温度，以免温度偏高而使氨气氧化形成NO。

此工艺流程的资金投入不多且系统也相对简单，催化剂单价不高。仅将氨或者是尿素储槽、喷射口以及喷射装置安装在原有锅炉系统中即可，并不需要对既有设备进行改变[6]。另外，在还原剂供应方面，实际剂量要结合锅炉负荷量进行适当调节，进而满足脱硝的排放标准。

3 项目改造效果

此项目在环保设施改造后，除尘系统、脱硫系统以及脱硝系统运行均相对平稳，且各项指标以及烟气的排放浓度均满足标准要求。其中，除尘系统的运行效率达到99.6%，脱硫系统的运行效率在93.7%，脱硝系统的运行效率在72.5%。

结束语：综上所述，该省此项目环保设施的改造效果突出，且通过集团组织验收。现阶段，系统设备的运行状态良好，且各项工艺运行参数处于稳定状态，通过烟气在线监测系统所获取的检测数据信息也向集团组织实时上传，锅炉烟气的粉尘、二氧化硫以及氮氧化物浓度排放均满足标准要求，证实系统改造的有效性。

参考文献

[1] 崔名双，周建明，张鑫，等.燃煤工业锅炉烟气脱硫技术及经济性分析[J].洁净煤技术，2019，25（5）：131-137.

[2] 周靖.离子液脱硫技术在燃煤锅炉烟气治理中的应用[J].冶金动力，2019（11）：52-54，57.

[3] 孙娜，建伟伟，周薛豹，等.燃煤锅炉烟气脱硫的技术现状及发展趋势[J].辽宁化工，2019，48（12）：1256-1259.

[4] 倪少军，陈明辉，李双良.燃煤锅炉烟气脱硫除尘环保设施改造及应用[J].价值工程，2019，38（14）：166-168.

[5] 李耀庭.燃煤锅炉烟气治理方法及脱硫脱硝技术研究[J].建筑工程技术与设计，2019（20）：520.

[6] 张欢，陈新顺.燃煤锅炉烟气治理方法及脱硫脱硝技术研究[J].山东工业技术，2019（3）：61.