基于火电厂烟气脱硫脱硝技术的应用与节能环保研究_李明凤.pdf

污染与治理-102-基于火电厂烟气脱硫脱硝技术的应用与节能环保研究李明凤（国能河北衡丰发电有限责任公司，河北 衡水 053000）摘要：进入新的历史发展阶段，我国经济社会发展水平显著提高，对电力资源的需求量显著增多，如何保障火电厂的有效运行及实现煤炭资源条件下脱硫脱硝的技术应用，都对火电厂的现代化运行至关重要。在可持续发展理念的指引下，各地火电厂更加注重脱硫脱硝技术的应用及节能环保工作的深入开展。本文以某改造工程为例，围绕火电厂脱硫脱硝技术的应用及节能环保进行了不同层面的分析，以期促进现代化火电厂的高质量及可持续发展。关键词：新时期；火电厂；脱硫脱硝技术；节能环保；研究分析中图分类号：TS5 文献标志码：A DOI：10.20025/ki.CN10-1679.2022-24-34Based on the Application of Flue Gas Desulfurization and Denitrifi cation Technology in Thermal Power Plants and Research on Energy Conservation and Environmental ProtectionLi Mingfeng(Chn Energy Hebei Harv Power Generation Co.,Ltd.,Hengshui 053000,China)Abstract:Entering a new stage of historical development,my countrys economic and social development level has been signifi cantly improved,and the demand for power resources has increased significantly.How to ensure the effective operation of thermal power plants,and how to achieve desulfurization and denitrification in the role of coal resources are all important to the modernization of thermal power plants.Operation plays an important role.Under the guidance of the concept of comprehensive coordination and sustainable development,thermal power plants in various places pay more attention to the application of desulfurization and denitrifi cation technology,and pay more attention to the deepening of energy conservation and environmental protection work.This article mainly takes a renovation project as an example,and analyzes at different levels around the application of desulfurization and denitrification technology in thermal power plants and energy conservation and environmental protection,which has an important guiding role in accelerating the high-quality and sustainable operation and development of modern thermal power plants.Key words:new era;thermal power plant;desulfurization and denitrifi cation technology;energy saving and environmental protection;research and analysis1脱硫改造工艺概述石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺主要包括吸收剂制备系统、烟气系统、吸收反应系统、石膏脱水系统和电气控制系统，其中吸收反应系统是脱硫工程的核心1。本改造工程对原脱硫系统采用的石灰石石膏湿法进行改造，改造了烟气系统、SO2吸收氧化系统、石灰石浆液制备供应系统、石膏脱水系统等，其余则尽可能利用现有系统。2脱硫工艺系统2.1吸收塔系统吸收塔是整个脱硫装置的核心。原吸收塔已不能适应执行新标准后的运行工况，需要对吸收系统进行增容改造，原有脱硫系统每台机组有4台循环泵，每台循环泵流量为5 100 m3/h，已改造过的脱硫塔增加2层喷淋，增设2台循环泵，泵流量为5 100 m3/h，以满足200 mg/Nm3的排放标准（对应效率为96%）。本工程要求吸收塔脱硫效率不低于99%，目前可行的脱硫改造方案主要有双塔双循环方案和单塔双循环方案两种。由于现有脱硫装置的改造时间较近（2013年完成），且根据性能分析，脱硫装置运行情况良好，已增设的2台循环泵考虑在新塔中利旧使用2。2.1.1 双塔双循环改造方案双塔双循环改造一级塔必须要确保pH值处于较低状态，才能满足石膏有效氧化的需要，而二级塔的pH值需要控制在较高状态，这对于更好吸收二氧化硫有重要作用。在改造中，要确保场地空间比较大，而且在施工建设中还需要进行临时烟道等的设置，需要配套做好停炉工作。2.1.2 单塔双循环改造方案单塔双循环技术需对原有的吸收塔进行改造，实际需要的场地空间较为有限，也需要配套做好停炉工作，由于采用单塔双循环改造方案需要停机时间较长，电厂停炉时间不能满足其工期要求，因此本次改造不考虑使用该方案3。2.2引风机本工程为适应火电厂大气污染物排放标准（GB 13223-作者简介：李明凤（1985-），女，本科，工程师，研究方向:环境保护.污染与治理-103-2011）4中的污染物排放要求，并结合除尘以及脱硫增容改造，合并考虑对引风机进行改造。本次脱硫改造需拆除增压风机，因此需采用“引增合一”方式进行设置，通过改造引风机克服风机后至烟囱出口的系统阻力。除尘改造方案为在原塔后增设湿式静电除尘器，增加系统阻力约500 Pa；本次脱硫改造新增一级吸收塔，新增一级吸收塔会使脱硫系统增加烟气阻力约1 400 Pa，但脱硫取消GGH后，烟气系统阻力降低1 000 Pa；原塔拆除2层喷淋后，阻力约减少500 Pa。由于系统改造增加阻力较大，现有系统阻力主要根据脱硝改造时对烟气系统阻力的测试值确定，本文建议引风机改造前对现有系统进行完整的阻力分布测试。目前，工程对引风机改造方案已进行了专题研究，拟拆除现有静叶可调引风机和对应变频器，改为双级动叶可调引风机，引风机改造投资列入本次改造总投资。3脱硝工艺改造方案3.1以SCR脱硝为例目前脱硝主要采用SCR脱硝（4层催化剂），为满足氮氧化物30 mg/m3的深度减排排放限值，结合电厂实际情况，工程提出以下脱硝改造方案。3.1.1 方案一：喷氨优化+新增SNCR增加SNCR脱硝，采用尿素为还原剂，合理布置喷枪，同时在喷枪层下端布置测温系统，控制反应温度区间。SCR脱硝仍采用原有4层催化剂脱硝，还原剂为液氨。3.1.2 方案二：喷氨优化+新增臭氧低温氧化SCR脱硝仍采用原有4层催化剂脱硝，还原剂为液氨。新增臭氧低温氧化脱硝，利用O3将烟气中难溶于水的NO转化为易溶解脱除的NO2，随后与脱硫塔内钙基吸收剂发生中和反应完成脱硝。本工程改造后设计脱硝效率按97.3%考虑。经计算，采用设计煤种时，NOx排放浓度为24.3 mg/Nm3，排放量为279 t/a。满足NOx排放浓度不高于30 mg/Nm3的限值要求。3.2环境效益和社会效益锅炉采取改造措施治理NOx污染排放，符合国家“十三五”规划的减排要求和环保部的火电厂氮氧化物防治技术政策。2011年12月1日试行的脱硝电价政策，也为改造项目注入了强劲动力5。3.2.1 环境效益3.2.1.1 NOx排放本工程对机组进行脱硝改造后，NOx的排放浓度为24.3 mg/Nm3，设计煤种年排放量为279 t，NOx的排放浓度能满足深度减排排放标准的要求，且与原有工程相比，其设计煤种NOx的排放量每年可减少约294 t，大大减少了对大气的污染。见表1。表1电厂技改前后污染物排放对比表污染物长期稳定排放量及排放浓度 技改前技改后消减量NOx排放浓度mg/Nm35020-设计煤种NOx排放量t/a5732792943.2.1.2 脱硝废水排放方案一中无脱硝废水排放；方案二中臭氧反应后生成的NOx与石灰石浆液生成一定量的硝酸盐，硝酸盐的比例大约占整体脱硫副产物的1%2%左右，含有硝酸盐的液体同石膏浆液通过石膏浆液泵排出，进入石膏脱水系统，作为脱除液体溢流后进入滤液箱，最终返回到脱硫塔或当氯离子超标时随脱硫废水排出脱硫系统。从已运行的项目中脱硫废水的检测结果可知，亚硝酸根经过脱硫氧化风氧化后都转换成硝酸根（相差近两个数量级），同时脱硫废水中硝酸根的离子浓度与氯离子浓度相当。硝酸钙的溶解度非常大，不会沉淀析出，对石膏品质无影响，脱硫废水还是按照氯离子浓度标准排放。3.2.1.3 脱硝粉尘、噪声烟气脱硝设施在具体实践应用中不会出现粉尘，而且不会带来噪音，符合国家及行业规定的噪音控制标准6。3.2.2 社会效益该工程进行系列改造升级会带来较大的环境效益及经济收益。通过对电厂进行深度减排工程，能够有效控制严重的氮氧化物污染问题，对所在区域大气环境质量的改善有重要意义，对于维护居民身体健康、发展当地高质量旅游事业等都有深刻影响。能够使企业与周围地区人民群众的关系更加和谐，深层次推进各项工作的高质量落实；能够让企业在现代市场经济大环境下塑造良好的对外形象，有力提升企业的整体竞争能力；能够使电厂获得更加良好的影响力及信誉度，从而为企业营造更加健康有序的发展环境，带来更加明显的社会效益。4脱硫改造工程主要污染源及治理措施4.1主要污染源4.1.1 脱硫渣石灰石石膏湿法脱硫系统脱硫渣为石膏，按石灰石中CaCO3纯度90%计，脱硫产生的脱硫石膏的纯度（即CaSO42H2O的含量）为90%，脱硫石膏呈弱碱性（pH值78）7。4.1.2 粉尘在对吸收剂进行储存等基本操作环节中，很容易出现生石灰飞扬或者轻微泄漏的情况，对一线工作人员的身体健康造成潜在危害，长时间处于这样的特殊环境中会增加患尘肺病的概率，这也是现代文明生产所不允许的。4.1.3 噪声在脱硫系统应用中，由于涉及到相应的机械设备，不可避免地会产生一定噪音，给周围地区居民的正常生产及生活带来危害，也会给一线工作人员身体健康带来影响。导致这种噪音污染出现的原因较为复杂，常见的有空压机、增压风机等产生的噪音。4.2主要污染物治理措施在相关系统完成改造后，通过脱硫系统的有效运行，能够有效控制二氧化硫的实际排放量，改善周边环境，但也会带来一些轻微的污染，为了将脱硫灰可能带来的负面影响降到最低，工作人员需要有针对性地做好环境保护的设计工作。具体措施如下。4.2.1 脱硫渣石灰石石膏湿法脱硫系统的脱硫副产物石膏以综合利用为主。4.2.2 粉尘厂内制浆车间加设除尘系统。4.2.3 噪声一些转动机械设备在实际运行中往往会产生非常大的噪音污染，为此在最初进行设备设计及后续订货过程中，企业必须向供应商提出噪音控制标准要求，并围绕相关技术标准签订专门协议，确保机械运行噪音等级符合基本劳动标准要求，对于运行中的成本开支也需要进行严格控制。本期脱硫改造工程主污染与治理-10