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技術交流


杭聯熱電3# 75t/h CFB“50355+530”超潔凈排放的設計與應用

摘要:本文介紹杭州杭聯熱電有限公司3# 75t/h CFB爐采用DSC-M新型干法脫硫脫硝除塵一體化工藝與裝置的設計與應用情況。杭聯熱電3# 75 t/h CFB爐采用一爐一塔布置形式,項目投運后,脫硫脫硝除塵裝置后NOX小于50 mg/Nm3SO2排放濃度小于35mg/Nm3,粉塵排放在小于5mg/Nm3,煙氣實現“50355+530”超潔凈排放。

關鍵詞:杭聯熱電  DSC-M  COA  超潔凈 干式超凈+

1.       前言

     自2014年以來,在我國重點地區如浙江、江蘇、廣州,及原煤產地地區如山西、陜西等地已紛紛推出燃煤機組超潔凈排放的環保要求,要求現有燃煤設施嚴格控制污染物的排放。所謂超潔凈排放,是指燃煤機組在達到國家新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)關于新建燃煤鍋爐污染物排放限值(煙塵小于30mg/Nm3、二氧化硫小于100mg/Nm3、氮氧化物小于100mg/Nm3)的基礎上進一步提升,達到燃氣鍋爐污染物排放限值,即大氣污染物排放達到:氮氧化物小于50mg/Nm3、二氧化硫小于35mg/Nm3、粉塵小于5mg/Nm3

    龍凈環保作為國家大氣環保治理行業中的龍頭企業,其在超潔凈排放之路上始終走在前列,為燃煤設施的污染物控制尋求更佳合理的解決方案。通過在循環流化床干法脫硫工藝技術基礎上,自主開發了DSC-M干式超凈+工藝技術裝備,該裝備不僅滿足氮氧化物小于50mg/Nm3、二氧化硫小于35mg/Nm3、粉塵小于5mg/Nm3的超低排放要求,還可以實現三氧化硫小于5mg/Nm3的排放指標,DSC-M集成了COA氮氧化物協同控制模塊,汞、鉛等重金屬高效脫除模塊,可以實現氮氧化物在SNCR/SCR基礎上提高30%脫硝效率,重金屬高效脫除效率可達99%,實現汞排放濃度小于3ug/Nm3,零廢水排放。DSC-M干式超凈+工藝裝備可以實現簡稱“50355+530”的超低排放指標,其中“50(代表氮氧化物小于50mg/Nm335(代表二氧化硫小于35mg/Nm35(代表粉塵小于5mg/Nm3+5(代表三氧化硫小于5mg/Nm33(代表總汞小于3ug/Nm30(代表零廢水)”。

      DSC-M技術裝備的成功應用,在一套裝置同時實現了50355+530”的超低排放指標一攬子解決了工業鍋爐的環保問題,其具有占地面積小,投資低,運行費用省的優點,為以循環流化床鍋爐為代表的工業鍋爐進行超潔凈排放升級改造,提供了很好的借鑒和示范作用,具有很廣闊的應用前景和推廣意義

杭州杭聯熱電有限公司3# 75 t/h CFB鍋爐改造工程于201411月開始實施,于20154月一次性順利成功投運,整個改造工期為5個月。

2.       項目設計

2.1.        工藝流程

     杭州杭聯熱電有限公司3# 75 t/h CFB鍋爐超潔凈排放技術路線為:爐內脫硫+SNCR脫硝+DSC-M干式超凈+工藝技術3#爐原有的環保設施采用爐內石灰石脫硫,SNCR脫硝和爐后半干法脫硫+電袋除塵器,本次升級改造,保留了爐內石灰石脫硫,同時對SNCR脫硝進行升級改造,拆除原有的半干法+電袋除塵器,在原有位置上新建一套DSC-M干式超凈+系統,采用一爐一塔的串聯布置形式。

(1)     選擇性非催化還原(SNCR

      SNCR脫硝工藝采用氨水為還原劑,通過設在在鍋爐旋風風離器前噴槍噴入霧化后的氨水,氨水迅速熱分解出NH3并與煙氣中的NOx進行反應生成N2H2O,實現NOx的脫除。在設計噴槍位置時,運用計算流體力學(CFD)和化學動力學模型(CKM)為還原劑噴射點的選取提供支持。

(2)     DSC-M干式超凈+系統集成低溫循環氧化吸收模塊(COA)協同脫硝

依托LJD-FGD脫硫除塵裝置的低溫循環氧化脫硝(COA)工藝流程如下圖1所示。COA脫硝劑的強氧化和催化作用,將NO轉化為NO2,再與鈣基吸收劑發生中和反應,其反應方程式如下:

1   SNCR+DSC-M工藝流程(含COA協同脫硝)

2.2.        設計參數

1      杭聯熱電3# 75 t/h CFB鍋爐基礎設計資料

序號

項目

單位

3#

備注

1

額定蒸發量

t/h

75

2

最大連續蒸發量

t/h

85

3

額定蒸汽壓力

MPa

5.3

4

額定蒸汽溫度

450

5

鍋筒工作壓力

MPa

5.69

6

給水溫度

150

7

冷風溫度

20

8

熱風溫度

190

9

排煙溫度

150

10

鍋爐效率

%

89.28

11

鍋爐煙氣阻力

Pa

3200

12

一次風阻力(包括空預器阻力)

Pa

10100

13

二次風阻力(包括空預器阻力)

Pa

8700

14

鍋爐BMCR空預器出口煙氣量

m3/h

138000

150℃,工況

2      DSC-M裝置入口設計參數及保證值

序號

項目

單位

參數

備注

1.   

入口煙氣量(工況)

m3/h

~138000

2.   

入口煙溫

120~150

3.   

入口SO2(6%O2,干基)

mg/Nm3

500

設計值,爐內脫硫時

4.   

入口NOX(6%O2,干基)

mg/Nm3

100

設計值,爐內SNCR運行

5.   

出口SO2(6%O2,干基)保證值

mg/Nm3

35

爐內脫硫時

6.   

出口NOx(6%O2,干基)保證值

mg/Nm3

50

爐內SNCR正常運行時

7.   

出口煙塵(6%O2,干基)保證值

mg/Nm3

5

2.3.        脫硫系統建設和運行情況

本項目為改造項目,場地相當緊湊,對原來爐后的半干法項目和引風機進行拆除,新建的脫硫脫硝除塵島布置在鍋爐與煙囪之間拆除后的用地上,脫硫灰利用電廠原有的灰庫儲存。DSC-M脫硫脫硝島的主要構筑物有消石灰倉、反應塔、脫硫布袋除塵器、COA脫硝系統、脫硫引風機等,預留了汞、鉛等重金屬模塊接口。

消石灰倉、反應塔、脫硫布袋除塵器均采用鋼支架支撐。脫硝系統裝置集中布置在脫硫島附近的空地上,脫硫除塵主要工藝生產裝置和輔助設施圍繞脫硫塔,按工藝要求集中布置,各設備的平面和空間組合合理、緊湊,整體性好。2施工前及竣工后的現場照片

2             杭聯3# 75 t/h DSC-M裝置項目施工前及竣工后現場照片

杭聯熱電3# 75t/h CFB爐脫硫除塵裝置龍凈負責EPC總承包工程,包括原裝置拆除。整個項目從原裝置拆除、設備安裝到一次性投運,實際工期僅為4個月。脫硫除塵裝置自投運以來,系統運行穩定,各項運行性能指標均優于設計要求。試運行期間,脫硫裝置入口SO2濃度從300~2000mg/Nm3波動,脫硫后SO2平均排放濃度為15mg/Nm3,脫硫后粉塵平均排放濃度為1mg/Nm3,出口NOX平均值≤35mg/Nm3

3    杭聯熱電3#75t/h DSC-M裝置DCS主畫面

(運行期間,出口SO2平均值≤15mg/Nm3,出口煙塵平均值≤1mg/Nm3,出口NOX平均值≤35mg/Nm3

4    杭聯熱電3#75t/h DSC-M裝置檢測報告

 

5    杭聯熱電3#75t/h DSC-M裝置檢測報告

3.       結論

杭聯熱電3#爐項目脫硫脫硝除塵裝置的成功投運和穩定運行,表明龍凈自主創新的DSC-M干式超凈+工藝技術可以實現燃氣鍋爐污染物超潔凈排放限值:氮氧化物排放濃度小于50mg/Nm3、二氧化硫排放濃度小于35mg/Nm3、粉塵排放濃度小于5mg/Nm3是一種投資省、綜合凈化效益高的煙氣治理領域創新技術,特別適合以循環流化床鍋爐為代表工業鍋爐,是工業鍋爐污染物實現超潔凈排放的必由之路,為浙江省乃至全國工業燃煤設施煙氣進行“超潔凈排放”升級改造提供了借鑒和示范。

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