摘要： 基于當前最新的超低排放標準要求,文章著重介紹了唐鋼中厚板公司2×150t燃氣鍋爐燒結機配套超低排放脫硫脫硝工藝的選擇與論證,最終確定采用SNCR脫硝+鈉基干法脫硫工藝工藝,實現(xiàn)燃氣鍋爐煙氣多組分污染物協(xié)同凈化處置,外排煙氣顆粒物≤5mg/m3、SO2≤35mg/m3,NOx≤50mg/m3,為唐山地區(qū)燃氣鍋爐凈化脫硫脫硝一體化治理工藝選擇提供參考和借鑒.

2018 年1 月16 日, 環(huán)境保護部辦公廳下發(fā)了《關于京津冀大氣污染傳輸通道城市執(zhí)行污染物特別排放限值的公告》(公告[2018] 第9號), 主要執(zhí)行地區(qū)為: 京津冀大氣污染傳輸“2 +26” 通道城市行政區(qū)域。對于國家排放標準中已規(guī)定大氣污染物特別排放限值的行業(yè)以及鍋爐, 火電、鋼鐵、石化、化工、有色(不含氧化鋁)、水泥行業(yè)現(xiàn)有企業(yè)及在用鍋爐, 自2018 年10 月1 日起, 執(zhí)行二氧化硫、氮氧化物、顆粒物和揮發(fā)有機物特別排放限值, 即《火電大氣污染物排放標準》( GB13223 -2011)。標準要求鋼鐵企業(yè)配套自備電廠以氣體為燃料的鍋爐或燃氣機輪機組煙氣外排污染物需執(zhí)行顆粒物≤5mg/ m3、SO2 ≤35mg/ m3, NOx ≤50mg/ m3 超低排放標準。

唐山中厚板材有限公司(以下簡稱唐鋼中厚板公司) 坐落在唐山市樂亭縣王灘鎮(zhèn), 緊鄰唐山市海港工業(yè)開發(fā)區(qū), 位于“2 +26” 通道城市區(qū)域, 是京津冀協(xié)同發(fā)展的戰(zhàn)略核心區(qū)。唐鋼中厚板公司秉承國家及市政府環(huán)保工作會議重要指示精神, 針對日益嚴峻的生態(tài)環(huán)保壓力, 結合2 ×150t 燃氣鍋爐現(xiàn)狀, 對國內外燃氣鍋爐脫硫脫硝技術充分調研和考察后, 擬對2 ×150t 燃氣鍋爐實施煙氣脫硫脫硝改造, 外排煙氣各污染物滿足《火電大氣污染物排放標準》[1] 要求。

1 煙氣凈化裝置的工藝選擇、論證

唐鋼中厚板公司2 ×150t 燃氣鍋爐燃用高爐煤氣進行發(fā)電, 鍋爐煙氣由煙囪直接外排, 排口煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示, 外排污染物排放濃度為SO2 150mg/ m3, NOx 70 mg/ m3, 粉塵8mg/m3, 不滿足《火電大氣污染物排放標準》要求。唐鋼中厚板公司鍋爐煙氣凈化超低排放改造難度大, 需在燃氣鍋爐穩(wěn)定運行的基礎上, 新建脫硫脫硝系統(tǒng)同時滿足塵、硫、硝超低排放指標。

2018 年3 月開始, 唐鋼中厚板公司安全環(huán)保部、動力能源部、設備機動部及唐鋼能源環(huán)保部先后與國內十余家鍋爐脫硫脫硝單位進行技術交流, 對羅氏無氨干法脫硫脫硝脫塵工藝、循環(huán)硫化床半干法脫硫+ SCR 脫硝工藝、鈉基干法脫硫+ SNCR 脫硝工藝等多種工藝進行比選和論證。當前國內脫硫技術已比較成熟, 為滿足唐山市消白的具體要求, 脫硫工藝選用半干法脫硫,有效消除外排煙氣中的有色煙雨。羅氏無氨干法脫硫脫硝工藝采用催化劑脫硫脫硝除塵一體化處置, 系統(tǒng)產生的廢催化劑屬危險廢物, 需委托有資質單位進行集中專業(yè)處置; SCR 脫硝工藝需消耗部分介質煤氣, 保障SCR 脫硝工藝催化劑反應所需的溫度, 同樣催化劑的處置也影響后續(xù)系統(tǒng)的運行費用; SNCR 脫硝利用鍋爐爐膛內的煙氣溫度, 通過噴槍向其噴射還原劑實現(xiàn)脫除氮氧化物的目的[2] 。

2018 年4 月先后赴青島海納化工、唐山達豐焦化、唐鋼冷軋薄板廠、山東聊城華鑫鋼鐵等單位對已實施的脫硫脫硝工藝進行現(xiàn)場實地考察, 通過對比分析, 鈉基干法脫硫+ SNCR 脫硝工藝路線無論從技術性還是經濟性方面都存在較大的優(yōu)勢。綜合考慮技術穩(wěn)定可靠、經濟可行性及現(xiàn)有場地布局等多重因素, 最終確定中厚板公司2 ×150t 燃氣鍋爐配套煙氣凈化工藝采用鈉基干法脫硫+ SNCR 脫硝工藝路線。

2 設計方案

2. 1 工藝流程

唐鋼中厚板公司2 ×150t 燃氣鍋爐排放煙氣共用一套煙氣凈化系統(tǒng)。新建鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)采用SNCR 工藝進行脫硝, 向爐內噴入尿素溶液, 在高溫環(huán)境下, 尿素溶液產生分解, 與爐內氮氧化物進行反應, 從而達到吸收氮氧化物的目的; 采用SDS 鈉基干法脫硫工藝對鍋爐排放煙氣進行脫硫, 向爐內尾部煙道噴射碳酸氫鈉粉末, 在高溫環(huán)境下, 碳酸氫鈉粉末與爐內燃燒生成的二氧化硫反應, 從而達到吸收二氧化硫的目的; 系統(tǒng)設有布袋除塵器, 對煙氣中的脫硫產物及其它顆粒物進行捕集, 凈化后的煙氣經過2 臺增壓風機輸送至現(xiàn)有煙囪達標排放。煙氣凈化后的副產物為廢棄的脫硫反應后的干態(tài)脫硫灰, 可考慮外賣給建材企業(yè)做添加劑。凈化系統(tǒng)布置在現(xiàn)有鍋爐煙囪東側, 占地約950m2。脫硫工藝流程見圖1, 脫硝工藝流程見圖2, 除塵采用QXFF型布袋除塵器。



2. 2 設計參數(shù)

唐鋼中厚板有2 臺150 t/ h 燃氣鍋爐, 年運行時間8400h。

2. 2. 1 脫硫脫硝系統(tǒng)設計參數(shù)

2 ×150t 燃氣鍋爐脫硫脫硝系統(tǒng)設計參數(shù)見表1。其中, 入口煙氣量按煙氣140℃ 設計, 引風機工況: 入口煙氣溫度最高180℃, 平均135℃, 最低90℃。


2. 2. 2 總圖布置

鑒于現(xiàn)有場地受限, 經多次現(xiàn)場勘探, 按工藝要求集中布置, 最大限度地節(jié)省用地; 布袋除塵器根據(jù)現(xiàn)有場地情況高效布置, 排灰區(qū)域靠近廠區(qū)通道, 便于進車排卸灰, 保證樓梯平臺暢通無阻, 并設有設備檢修通道。

3 項目運行

唐鋼中厚板公司2 ×150t 燃氣鍋爐脫硫脫硝除塵裝置由北京清新環(huán)境技術股份有限公司承建,歷經3 個月的艱苦施工,于2018 年10 月底,一次性通煙順利投運,并通過168h 考核運行。

實際運行數(shù)據(jù)表明, 原煙氣經過鈉基干法脫硫+ SNCR 脫硝系統(tǒng)后出口凈煙氣SO2 濃度低于35mg/ m3 (最低小于10mg/ m3 ); NOx 濃度低于50mg/ m3 (最低小于20mg/ m3 ); 同時粉塵外排濃度低于5mg/ m3 (最低小于1mg/ m3 ), 各項性能指標均滿足了設計要求, 并優(yōu)于當前最新超低排放標準要求。

經滄州燕趙環(huán)境監(jiān)測技術服務有限公司檢測, 鍋爐外排煙氣各污染物滿足《火電大氣污染物排放標準》中規(guī)定的特別排放限值要求,監(jiān)測結果見表2。



4 結語

唐鋼中厚板公司2 ×150t 燃氣鍋爐脫硫脫硝除塵裝置的成功投運和穩(wěn)定運行, 充分證明鈉基干法脫硫與SNCR 脫硝系統(tǒng)耦合可實現(xiàn)燃氣鍋爐的超低排放限值, 此項目的成功實施為唐山地區(qū)的減排和改善周邊大氣環(huán)境質量做出了重要的貢獻, 為我國燃氣鍋爐煙氣超低排放的實施提供了有力的支撐, 也為唐山地區(qū)鋼鐵燃氣鍋爐煙氣治理工藝選擇提供參考借鑒。