自备热电厂环保提标改造及综合应用

环保网讯:江苏华昌化工股份有限公司(以下简称华昌化工)热电厂现有5台次高压次高温循环流化床锅炉(CFB)。随着新环保法的正式实施，热电厂原有的环保设施不能满足环太湖和长江流域重点地区大气污染物排放标准。为此，提出对热电厂环保装置实施阶段性提标改造，确定了2016年底达到大气污染物特别排放限值标准、瞄准超低排放的目标，以满足环保要求，并能充分适应国家环保的发展趋势。

1改造前环保工艺流程

华昌化工热电厂2015年6月开始实施环保提标改造，改造前环保工艺流程如图1所示。

主要采用石灰石炉内干法脱硫工艺、以尿素作为还原剂的SNCR技术脱硝工艺、PPS布袋除尘器除尘技术。锅炉烟气排放只能达到当时政府规定的环保指标:烟尘质量浓度≤30mg/m3(标态)、二氧化硫质量浓度≤200mg/m3(标态)、氮氧化物质量浓度≤200mg/m3(标态)。

2提标改造原则

(1)随着国家对环保要求不断提高，提标改造应充分考虑留有指标排放空间，并充分考虑后备方案增加的可行性，最终达到超低排放环保目标，最大限度避免重复投资。

(2)循环流化床锅炉具有较多的环保优势，应充分根据其特点来选择环保改造方案，注重节能降耗，以降低电厂环保运行成本。

(3)形成化工自备电厂独有特色的环保路线，充分利用化工系统产品和加强生产中的“三废”综合治理，实现全公司综合循环利用。

3提标改造路线

3.1二氧化硫控制工艺

脱硫技术方案:烟气脱硫技术主要有干法和湿法脱硫，电力行业主要以石灰石膏湿法脱硫为多，化工热电厂之所以选择氨法脱硫路线，除有大量不同浓度的氨水外，氨法脱硫还具有一定脱硝效率，另一个重要因素是脱硫副产品的出路问题。相比行业电厂石灰石膏湿法副产物成分杂，处置越来越难，氨法脱硫副产品硫酸铵可进行广泛应用，如公司硫基系列复合肥生产线为其应用提供了保证。

氨法脱硫工艺:采用单塔双循环流程，设计上优化脱硫塔结构和功能区的调整，使系统在浓缩区、吸收区独自形成浆液、加氨、氧化风等双循环的实现，一塔处理烟气脱硫、氧化、净化和除雾等多种功能。系统主要特点:采取双循环加氨能适应含硫量和负荷大幅度变化;选择合适液气比确保吸收液与浓缩液之间浓度梯度形成;采用控制不同区域pH有利于增浓段亚硫酸铵的氧化吸收，又能降低吸收段的出口氨逃逸，以控制氨消耗摩尔比;增加水洗塔，设置的3层水洗喷淋解决了一定程度的气溶胶问题，并深度净化烟气。氨法脱硫双循环工艺流程示意如图2所示。

3.2氮氧化物控制工艺

脱硝技术主要有2个方向:一是控制燃烧过程技术即低氮燃烧技术;二是脱除烟气中的NOx即烟气脱硝技术。低氮燃烧技术是最经济的锅炉脱硝手段，即通过改变锅炉燃烧工况从源头上降低NOx的本体生成，循环流化床锅炉的燃烧特点使低氮燃烧技术趋于成熟、优势明显，投资和运行费用低。烟气脱硝技术是在不同的条件下以尿素、氨等还原剂，将NOx还原成N2和水，主要有非选择性催化还原技术(SNCR)、选择性催化还原技术(SCR)、臭氧脱硝等技术。

热电厂原有的SNCR脱硝工艺采用尿素作为还原剂，最大运行工况时NOx质量浓度可控制在150mg/m3(标态)以下，脱硝效率仅约58.3%。

经技术比较，装置升级改造选用了“低氮燃烧+SNCR+氨法脱硫”联合脱硝路线。由于氨法脱硫生产过程中的亚硫酸氢铵对氮氧化物具有一定的吸收功效，使氨法脱硫系统也具有10%～20%的脱硝效果。

如烟气不能达到超低排放，届时可采用新脱硝工艺(如低温臭氧脱硝新技术)将NOx质量浓度再降低5%～10mg/m3(标态)，且公司空分装置可为臭氧脱硝工艺提供生成臭氧的原料氧气，这样采用脱硝超低技术的改造费用比采用SCR要低。相比而言，SCR改造要增加引出旁路烟道，烟气阻力增加需增压改造，其改造工作的影响和费用要大得多，还存在SCR的催化剂固废环保周期性处置问题。

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