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CHINA ENVIRONMENTAL PROTECTION INDUSTRY
2019.7
聚焦蓝天保卫战
Focus on Defending Battle of Blue Skies
林欢
（永清环保股份有限公司，长沙 410330）
摘要：分析了烟气治理中脱硝、脱硫、除尘工艺设备间的相互影响。介绍了国外烟气污染物协同治理典型技术路线。以某电厂超低排放改造为例，采用SNCR+SCR组合脱硝+电袋复合除尘器+石灰石-石膏湿法脱硫+湿式除尘器的协同控制路线，实现烟气多污染物超低排放协同治理。
关键词：烟气治理；超低排放改造；脱硫脱硝除尘；协同治理
中图分类号：X701    文献标志码：A    文章编号：1006-5377（2019）07-0029-03
烟气多污染物超低排放协同治理
技术研究
引言
我国燃煤电厂的烟气治理，虽已具备高效脱硝、脱硫、除尘技术及设备，但普遍采用的治理模式只是针对单项污染物。单一治理模式未充分考虑各污染物控制技术间的协同能力，较难达到超低排放的要求，并会提高设备的投资和运行费用，增加治污设备的占地面积，存在高能耗、副产物二次污染等问题。美国、德国、日本等国超低排放协同治理的经验表明，协同治理技术高效、经济。结合我国燃煤电厂烟气多污染物的特点，超低排放协同治理技术研究具有重要意义。
1  各设备间的相互影响
1.1  脱硝系统对其他设备的影响
通过降低氧气含量和火焰温度达到减少NO x 产生的低氮燃烧，不完全燃烧会增加飞灰含碳量，造成设备磨损、烧坏、积灰等问题[1]。采用SCR脱硝，飞灰会使催化剂因磨损、堵塞、失活而失效。烟气经过
催化剂，SO 3浓度会增加，产生的黏性沉积物铵盐会造成除尘器的堵塞和腐蚀。脱硝系统氨逃逸或喷氨系统喷氨不均造成的局
部氨逃逸，都会增加粉尘中的无机氨含量，造成除尘器极板、极线、滤袋处板结。1.2  除尘系统对其他设备的影响
湿法脱硫对入口粉尘浓度要求较高。除尘器出口烟气的粉尘含量直接影响脱硫塔的脱硫效率[2]。当除尘器出口粉尘浓度过高时，粉尘会影响气液两相的接触面，增大传质阻力，影响脱硫效率。粉尘中的酸不溶物也会影响石膏的度、纯度、重金属含量。烟气中的粉尘过量，也会对脱硫设备如吸收塔、增压风机、搅拌器、除雾器等造成磨损，影响设备的使用寿命。1.3  脱硫系统对其他设备的影响
脱硫系统如烟气流速过高，少数浆液会被带入除雾器和GGH，造成结垢和堵塞。不设GGH，完成脱硫后的吸收塔出口烟气温度较低，会产生冷凝酸。冷凝酸会腐蚀脱硫系统出口后的尾部烟道和烟囱。脱硫后的烟气中的SO 3和浆液滴会形成“石膏雨”，造成环境污染。
2  国外超低排放协同治理技术
国外的烟气多污染物协同治理技术较成熟。日本、美国、德国的脱硝、脱硫、除尘超低排放协同治理技术
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中国环保产业
2019年第7期
聚焦蓝天保卫战
Focus on Defending Battle of Blue Skies
路线主要如下。
2.1  日本烟气污染物协同治理技术路线
烟气脱硫入口烟气参数表
项目
数据备注入口烟气/（万Nm 3/h）18—锅炉排烟温度/℃
140—SNCR脱硝出口NO x 浓度/（mg/Nm 3
）200—FGD入口SO 2浓度/（mg/Nm 3
）≤2000—原电袋除尘器出口粉尘浓度/（mg/Nm 3）
≤50—
改造后NO x 排放浓度/（mg/Nm 3）≤50（标态、干基、6%O 2）改造后SO 2排放浓度/（mg/Nm 3）≤35（标态、干基、6%O 2）改造后粉尘排放浓度/（mg/Nm 3）
≤5
（标态、干基、6%O 2）
defending3.2  超低排放协同治理技术路线
根据烟气参数可知，改造脱硝效率为75%、脱硫效率为98.3%、除尘效率为90%。工程改造场地有限，原SNCR脱硝系统后增加SCR脱硝系统。新建石灰石-石膏脱硫系统+湿式电除尘器一体塔，一炉一塔设置。改造
后烟气多污染物超低排放协同治理技术路线为：
3.3  技术分析
3.3.1  SNCR+SCR组合脱硝系统
选择性非催化还原工艺（SNCR ）在温度750℃～900℃区间，可直接通过炉内喷注还原剂，将NO x 还原成N 2。SNCR脱硝设备简单，投资少，但效率较低，脱硝效率在30%～50%。增加药剂的喷入量，可提高NO x 的去除
效率。但氨过量，氨逃逸会造成二次污染。选择性催化还原工艺（SCR）是指在催化剂的作用下，通过喷注氨或尿素等还原剂，选择性地将NO x 还原成N 2。SCR的脱硝效率较高，可到80%～90%。在SNCR脱硝后，增加SCR 脱硝系统，烟气通过时与催化剂充分接触，进一步提高脱硝效率，也可使氨逃逸降到最低。
该项目采用“SNCR+SCR”烟气脱硝系统，采用尿素作为还原剂。前段为原有SNCR脱硝工艺系统，以炉膛为脱硝反应器；后段为该工程新增的SCR工艺，SCR反应器布置在省煤器之间，烟气自高温省煤器出口引出，经SCR 脱硝后返回低温省煤器。SCR反应器布置在炉后10～30m 标高空间，自地面立独立钢架支撑，保证无水平力传递给锅炉钢架。SCR脱硝采用尿素作为还原剂，选择蜂窝式催化剂，催化剂采用1+1层的布置模式。为使烟气流经反应器时分布均匀，利用计算机对反应器进行流场分
析优化。反应器入口设置气流均布装置，入口及出口段
设置导流板，使烟气流经反应器时阻力尽可能小。在每台炉脱硝反应器入口安装实时监测装置，每台炉的脱硝反应器出口安装氨逃逸和CEMS装置。3.3.2  石灰石-石膏湿法脱硫系统
石灰石-石膏湿法脱硫工艺是目前应用最广泛的一种脱硫技术，技术成熟，运行可靠性好，具有脱硫效率高、对煤种变化适应性强、吸收剂资源丰富、脱硫副产物便于综合利用等特点。本次改造总平面布置尽量减少
2.2  美国烟气污染物协同治理技术路线
2.3  德国烟气污染物协同治理技术路线
借鉴国外的技术经验，需结合我国燃煤电厂的工程特点，制定适合国内的燃煤电厂烟气多污染物超低排放协同治理技术。
3  工程应用
3.1  工程概况
某公司1×130t/h+2×150t/hCFB锅炉烟气超低排放改造项目，采用SNCR脱硝系统，原SNCR脱硝装置制备及输送为公用系统；除尘系统为电袋复合除尘器，三电一袋；脱硫系统采用炉内喷钙干法脱硫。根据《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014～2020年）》[3]，该锅炉烟气出口参数无法适应新的环保要求，需进行超低排放改造。改造后烟气污染物排放浓度需达到超低排放标准。烟气主要参数见下表。
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2019.7
聚焦蓝天保卫战
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占地面积，新建石灰石-石膏湿法脱硫系统+湿式电除尘器一体塔，一炉一塔设置。单塔设3层喷淋层，采用高效双向空心锥喷嘴，覆盖率达300%。第一层喷淋层下方设置一层筛板式均流托盘，可均布吸收塔内的气体流速，避免烟气流速局部高的情况，增加烟气在吸收塔的停留时间，延长气液接触时间，提高吸收塔的脱硫除尘效率。在吸收塔第一层和第二层、第二层和第三层喷淋层之间各设一层提效环，最大限度降低能耗。喷淋层上方设置二级屋脊式除雾器，每级除雾器底部设置冲洗管和喷嘴。用于冲洗除
雾器元件，防止堵塞。3.3.3  电袋复合除尘器+湿式除尘器组合除尘系统
保留原电袋复合除尘器作为一级除尘，利用电场作用收集80%左右的粗颗粒粉尘。剩余的细微颗粒被荷电后，在电荷异性相吸的作用下组成大粉尘团，袋式除尘作为二级除尘，过滤收集剩余20%左右的粉尘，减少高浓度粉尘对脱硫系统的影响。新建吸收塔的塔顶布置湿式除尘器，采用管式除尘器，立式布置，最大程度减少烟气阻力；管式除尘器的收尘极采用重量轻、强度高、耐腐蚀性能好的导电玻璃钢材料，蜂窝状模块化设计，结构紧凑，占空间小，减轻吸收塔承重荷载；采用间歇式冲洗，无废水产生，不会造成二次污染。湿式除尘器布置在湿法脱硫后方，可协同处理湿法脱硫后的硫酸雾、PM 2.5、重金属离子等，从而达到粉尘超低排放。3.3.4  运行情况
某公司1×130t/h+2×150t/h CFB锅炉烟气超低排放改造项目完成168h调试后投入使用，系统运行稳定，净烟气
出口NO x 质量浓度<15mg/Nm 3、SO 2质量浓度≤10mg/Nm 3、烟尘排放浓度<5mg/Nm 3，烟气处理能力和效果均达到环保标准。
4  结论
超低排放改造后，运行情况表明：
（1）采用SNCR+SCR组合脱硝技术，可实现高效脱硝，保证烟囱出口NO x 浓度≤50mg/Nm 3。氨总逃逸率≤3ppm，避免氨逃逸影响脱硫效率和除尘器结垢。
（2）充分利用成熟可靠的石灰石-石膏湿法脱硫技术，采用高效喷淋系统、板式均流托盘、提效环等新型脱硫工艺，可提高脱硫效率。保证烟囱出口SO 2浓度≤50mg/Nm 3。采用2层屋脊式除尘器，使除雾器出口液滴含量≤20mg/Nm 3，可减轻湿式除尘器的压力。
（3）常规干式除尘器+湿法脱硫很难达到出口烟尘浓度<5mg/Nm 3。电袋复合除尘器+湿法脱硫后加装湿式除尘器，在保证粉尘出口浓度的同时，也可协同处理湿法脱硫后的硫酸雾、PM 2.5、重金属离子等。
（4）SNCR+SCR组合脱硝+电袋复合除尘器+石灰石-石膏湿法脱硫+湿式除尘器的协同控制路线，可实现烟气多污染物超低排放。参考文献：
[1] 江得厚，王贺岑，等.燃煤电厂烟气排放“协同控制”技术探讨[J].中国环保产业，2015 （2）：21-26.
[2] 杨丁，叶凯，等.燃煤电厂烟气多污染物协同治理技术[J].中国环保产业，2016 （7）：55-60.
[3] 国务院.煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）[S].2014.
Research on Synergetic Treatment Technology of Ultra-low Emission of Flue
Gas Multi-pollutants
LIN Huan
(Yonker Environmental Protection Co., Ltd, Changsha 410330, China)
Abstract: This paper analyzes the interaction between the denitration, desulfurization and dedusting process equipment in flue gas treatment. The paper introduces the typical technical route for the cooperated treatment of foreign flue gas pollutants. By taking the ultra-low emission transformation of a certain power plant as an example, the paper adopts the synergistic control route of the SNCR+SCR combined denitration+electric bag composite dust collector + limestone-gypsum wet desulfurization +wet dust collector to realize the ultra-low emission coordinated treatment of flue gas multi-pollutants.
Keywords:  flue gas treatment; ultra-low emission reform; desulfurization; denitration and dust removal; synergetic treatment