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鍋爐煙氣超低排放改造方案的選用
目前我國部分地區(qū)大氣污染嚴(yán)重,，火電廠鍋爐煙氣廢物排放是主要污染源之一,，由于目前嚴(yán)峻的環(huán)保壓力,，燃煤電廠煙氣超低排放改造是國內(nèi)電廠都要進(jìn)行的一次系統(tǒng)改造,，目前超低排放有多種工藝方案，如何確定方案至關(guān)重要,，關(guān)系到投資成本,、二次廢物排放、運(yùn)營成本,、安全危險(xiǎn)程度等,。
關(guān)鍵詞：半干法;脫硫脫硝;超低排放
1、目前我國大氣污染的現(xiàn)況
中國大氣污染的主要來源是生活和生產(chǎn)用煤,，主要污染物是顆粒物,、SO2、NOx,。是影響城市空氣質(zhì)量的主要污染物,，SO2、NOx污染也保持在較高水平,，是形成霧霾,、酸雨天氣的主要因素，燃煤煙氣排放成為大氣污染的主要污染源之一,。
鑒于目前嚴(yán)重的污染現(xiàn)狀,，國家頒布了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》和相關(guān)條例,，制定了版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,。
2015年8月18日，山東省環(huán)保廳印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)燃煤機(jī)組(鍋爐)超低排放的指導(dǎo)意見》,，意見指出：全省單臺(tái)10蒸t/h以上燃煤鍋爐全部進(jìn)行超低排放改造,，超低排放指標(biāo)要求在6%基準(zhǔn)含氧量條件下，SO2排放濃度不高于35mg/m3,，NOx排放濃度不高于50mg/m3，煙塵排放濃度不高于5mg/m3,。
2國內(nèi)主要的超低排放方案的比較
目前,，常規(guī)的鍋爐煙氣超低排放改造路線通常為3種：(1)選擇性非催化還原脫硝技術(shù)(SNCR)+選擇性催化還原脫硝技術(shù)(SCR)+石灰石-石膏/鎂法/氨法脫硫技術(shù)+濕式電除塵器。
(2)強(qiáng)氧化劑脫硝+半干法脫硫+布袋除塵系統(tǒng),。
(3)催化氧化法脫硝+半干法脫硫+布袋除塵器系統(tǒng),。
*種方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于氨法是氣液相反應(yīng)，反應(yīng)速率快，吸收劑利用率高,，能保持脫硫效率95%~99%;缺點(diǎn)是：投資及運(yùn)行成本比較高,，氨法工藝系統(tǒng)復(fù)雜，整體初投資費(fèi)用較高;存在氨逃逸,、氣溶膠等問題;液氨作為吸收劑,，其來源比較麻煩，且存在運(yùn)輸和儲(chǔ)存等方面的安全風(fēng)險(xiǎn);配套的液氨儲(chǔ)罐及氨站屬重大危險(xiǎn)源,，是每次各類安全檢查*的監(jiān)督檢查項(xiàng)目,，更是麻煩，這也是無副產(chǎn)氨水的火電廠不愿意接受的一個(gè)主要原因,。
第二種方案同上述*種方案工藝路線相比,，流程簡單，不存在低溫腐蝕及水污染問題,，但由于采用強(qiáng)氧化劑,，系統(tǒng)整體運(yùn)行安全性降低，主要是由于強(qiáng)氧化劑如亞氯酸鈉等易燃,，同時(shí),，強(qiáng)氧化劑生產(chǎn)制造成本過高，采用該工藝經(jīng)濟(jì)性較差,。另外二氧化硫與二氧化氮雖同為強(qiáng)酸性氣體,，但兩者同吸收劑發(fā)生酸堿反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相差較大，因此,，對(duì)反應(yīng)器設(shè)計(jì)要求較高,。
第三種方案，催化氧化脫硝+半干法脫硫+布袋除塵工藝也是在循環(huán)流化床半干法脫硫技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來,，目前,，代表性的工藝煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝除塵技術(shù)。
煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝除塵技術(shù),，不同于其他聯(lián)合脫硫脫硝技術(shù),，是指利用煙氣中原有的O2，通過使用低溫氧化催化劑,，加速煙氣中的NO同O2反應(yīng)生成NO2,，后通過吸收劑Ca(OH)2將煙氣中的SO2和NO2同時(shí)吸收形成硫酸鹽和硝酸鹽，反應(yīng)后的煙氣進(jìn)入到尾部布袋除塵器進(jìn)行煙塵收集,。
該技術(shù)的zui大特點(diǎn)為在不額外消耗氧化劑的條件下,，實(shí)現(xiàn)了低溫?zé)煔庵蠳O向NO2的轉(zhuǎn)化，且后續(xù)脫硫脫硝反應(yīng)相互促進(jìn),，同常規(guī)半干法脫硫技術(shù)相比脫除效率有明顯提升,，該技術(shù)脫硫效率可以達(dá)到95%以上，脫硝效率超過85%，尾部脈沖袋式除塵器通過使用該公司*的新型脈沖清灰裝置及內(nèi)部流場優(yōu)化技術(shù),，保證了煙塵的超低排放,。該技術(shù)可以滿足鍋爐煙氣超低排放的要求。
圖1鍋爐煙氣超低排放改造方案工藝流程圖
3循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝工藝的優(yōu)勢
該工藝是基于半干法的新型煙氣污染控制一體化技術(shù),，無論是與傳統(tǒng)濕法脫硫工藝還是與傳統(tǒng)半干法工藝相比較,，在多種污染物協(xié)同脫除效果、工藝穩(wěn)定運(yùn)行,、超低排放達(dá)標(biāo)方面都有較大優(yōu)勢：
(1)技術(shù)先進(jìn),，工藝流程與傳統(tǒng)循環(huán)流化床脫硫技術(shù)相似，配合使用催化劑及復(fù)合吸收劑,，達(dá)到同時(shí)脫硫脫硝的功能,，而且脫硫脫硝效率很高。
(2)面對(duì)日漸嚴(yán)苛的環(huán)保要求,，半干法技術(shù)較濕法相比有更大的升級(jí)空間,，在多污染物協(xié)同控制的角度上看，半干法循環(huán)流化床脫硫脫硝技術(shù)就比濕法脫硫技術(shù)工藝集成度更高,，投資省占地少,，超低改造技術(shù)路線更加成熟豐富。
(3)本工藝末端除塵設(shè)備為袋式除塵器,，煙塵排放濃度可以控制在5mg/m3以內(nèi),，可以控制PM2.5的產(chǎn)生，滿足國家對(duì)煙氣的煙塵超凈排放濃度的要求,。
(4)該工藝在脫除SO2,、NOx的同時(shí)，對(duì)SO3,、氯化物和氟化物吸收率超過90%,。
(5)在對(duì)汞等重金屬污染物的脫除效果方面，由于煙氣循環(huán)流化床工藝采用鈣基物質(zhì)Ca(OH)2為吸收劑,，對(duì)煙氣中的二價(jià)離子汞Hg2+及其他離子態(tài)重金屬污染物具有很好的脫除效果,，同時(shí)脫硫配套的除塵裝置可以有效捕捉顆粒汞HgP。
(6)解決了濕法脫硫副產(chǎn)物處置難問題,，沒有廢水產(chǎn)生,，生產(chǎn)過程中用水量極少，節(jié)約了水資源,。
(7)因吸收劑為干態(tài),，脫硫脫硝副產(chǎn)物也是干態(tài)，能直接利用氣力裝置輸送,，脫硫渣與傳統(tǒng)半干法的脫硫渣不同，可以直接利用。
(8)煙氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間較長,，使SO2,、NOx與吸收劑能得到充分的混合，提高了脫硫脫硝效率,。
(9)煙氣負(fù)荷大范圍(50%～110%)變化時(shí)下,，系統(tǒng)仍可正常運(yùn)行。
(10)主體設(shè)備為空塔,，內(nèi)部支撐件和可動(dòng)部件少,，易損件少，主要彎曲處采用耐磨材料設(shè)計(jì),，工藝全程無腐蝕點(diǎn),，整個(gè)裝置檢修率低，可靠性高,。
4超低排放工藝方案選擇
從有無廢水產(chǎn)生,、是否產(chǎn)生低溫腐蝕以及副產(chǎn)物的處置等方面綜合比較分析，認(rèn)為采用半干法脫硫+布袋除塵器工藝是實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣凈化的*選擇,，但考慮到采用強(qiáng)氧化劑脫硝的各種弊端,，因此，煙氣脫硝采用安全性更好,、脫硝效率更高,、運(yùn)行成本更低的催化氧化法，即煙氣循環(huán)流化床同時(shí)脫硫脫硝除塵工藝對(duì)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行超低排放改造,。