41 t/h燃煤鍋爐煙氣超低排放環保升級改造實例

周黎(河南省商丘生態環境監測中心，河南 商丘 476000)

0 引言

《河南省生態環境廳關于印發河南省大氣工業污染防治6個專項方案的通知》(豫環文〔2019〕84號)、《河南省2019年度鍋爐綜合整治方案》等相關文件要求，2019年10月底前，除承擔民生任務且暫不具備替代條件的，全省須完成35 t/h及以下燃煤鍋爐拆除或清潔能源改造。河南省商丘市某制衣企業熱源由廠區內41 t/h鍋爐提供，該鍋爐屬于35 t/h以上的燃煤鍋爐，不在拆除范圍內。

根據《商丘市污染防治攻堅戰辦公室關于印發商丘市2021年大氣、水、土壤污染防治攻堅戰及農業農村污染治理攻堅戰實施方案的通知》(商環攻辦〔2021〕8號)和《河南省 2021 年工業企業大氣污染物全面達標提升行動方案》(豫環文〔2021〕59號)文件的要求，在達標提升行動中，重點選取產排污量大的火電(含垃圾焚燒發電、生物質發電等)、鋼鐵冶煉、焦化、水泥(含獨立粉磨站)、耐火材料、玻璃(指含有玻璃熔窯的企業)、鑄造、碳素(包含石墨)、鋁工業(指氧化鋁和電解鋁企業)、磚瓦、石灰、有色金屬冶煉及壓延、印刷、農藥、制藥、無機化學制造等行業以及涉及工業涂裝、工業窯爐、鍋爐的工業企業，通過重點帶動全體，推動工業企業大氣污染物實現全面達標排放。隨著DB 41/2089—2021《鍋爐大氣污染物排放標準》的實施，2021年3月1日起，在用鍋爐需要執行該標準規定的大氣污染物排放限值[1]。

商丘市某制衣企業于2021年12月完成41 t/h燃煤鍋爐煙氣超低排放標準環保升級改造項目，改造內容主要包括：一是新上 SNCR+SCR 聯合脫硝措施，降低廢氣中NOx的排放濃度；二是鍋爐除塵采用“陶瓷多管除塵器+布袋除塵器”雙重除塵措施；三是啟用脫硫工藝采用濕式—鈉堿法脫硫工藝。

2022年3月該企業自主組織了41 t/h鍋爐煙氣超低排放標準環保升級改造項目驗收監測任務并編制驗收監測報告。根據驗收監測報告撰寫了本論文，目的在于通過實例探討燃煤鍋爐超低排放的技術。

1 燃煤鍋爐超低排放改造方案

1.1 氮氧化物治理設施

如圖1所示，脫硝工藝采用SNCR+SCR脫硝復合式工藝。在爐膛出口位置設置一套SNCR 系統，然后在省煤器前預留位置加裝單獨SCR裝置，形成SNCR/SCR混合型煙氣脫硝技術。爐膛安裝SNCR噴射裝置，可使氨水溶液與NO在高溫區直接發生化學反應，從而降低爐膛出口約30%～40%的NOx排放量。同時在鍋爐出口區域布置一定數量的噴槍，利用爐內高溫煙氣，將噴射的氨水溶液蒸發為氨氣和水，此處產生的氨氣及SNCR反應剩余的氨氣混合在煙氣中，經過SCR反應器內的催化劑時，進一步發生化學反應，使煙氣中的NOx還原成N2和H2O。固體氨水顆粒則是人工加入氨水溶解罐中，與經過蒸汽加熱的熱水反應形成氨水溶液，制好后的氨水溶液經氨水溶解泵打入氨水溶液儲罐內以供脫硝系統使用。氨水溶液儲罐可存儲15天脫硝需要的量，能夠保證整個脫硝系統連續平穩運行。在進行脫硝時，氨水溶液輸送泵將10%左右的氨水溶液從儲罐中抽出，輸送到爐前SNCR噴槍處，通過壓縮空氣霧化后，以霧狀噴入鍋爐出口管道內，布置在鍋爐出口管道內的噴槍將氨水溶液噴入。在鍋爐省煤器前部布置立式SCR反應器，反應器內安裝催化劑；含有氨氣和氮氧化物的煙氣經過催化劑后，在催化劑表面發生化學反應，產生氮氣和水。經過催化劑后，綜合脫硝效率可達到85%～90%，煙氣中的NOx含量可降低到50 mg/Nm3以下。

1.2 粉塵治理設施

粉塵廢棄物采用“多管除塵+袋式除塵器”復合除塵。多管除塵器采用干法旋風除塵裝置，在整個系統中起預除塵、火星捕捉和降溫的作用。

如圖2所示，多管除塵器為干法離心旋風除塵，當含塵氣體進入除塵器入口，通過導向器于內部旋轉，在離心力的作用下粉塵和氣體分離，粉塵降落在集塵箱內，經鎖氣器排出。除塵后的煙氣進入凈氣室，集中后由出口進入布袋除塵器。

圖2 脈沖袋式除塵器構造及操作示意圖

含塵氣體進入布袋除塵器的進風煙道總管，從下部進入除塵器過濾區進行過濾，煙氣經過濾袋時，粉塵被阻留在濾袋外表面，凈化后的煙氣經濾袋進入清潔室，由出風煙道排出。

1.3 二氧化硫治理設施

脫硫工藝采用濕式-鈉堿法脫硫工藝。鈉堿法以Na2CO3或NaOH溶液吸收煙氣中的SO2和NOx，然后處理反應后的吸收液，將處理后的吸收液再生還原后送回吸收塔循環使用。帶有雜質、廢碴的溶液在循環池達到一定濃度后，應更換沉降池并進行清池或排碴。

本項目采用的LP-型高效噴淋脫硫塔主要由主筒體、內部噴淋霧化裝置、上部脫水除霧裝置、除霧器沖洗裝置、下部溢水孔、清理孔、檢修孔等組成，煙氣從下部依次進入圓形筒體、三層霧化噴淋裝置(三層噴淋霧化脫硫)、二層折流板脫水裝置(由于煙氣與大量的水接觸，濕度很高，通過折流板對其出口煙氣進行脫水，降低其煙氣濕度的飽和率)、三層折流板反沖洗裝置(定期對其脫水板進行沖洗，防止長時間的使用造成積灰等堵塞現象)。在噴淋層，由于水泵的壓力促使堿液從噴頭處霧化，整個圓筒內壁形成三層水霧，煙氣由筒體下部進入，在筒體內上升過程中，部分未處理干凈的煙塵及硫化物氣體與筒體內的水霧發生接觸，這樣含塵氣體被濕潤，硫化物和堿性液滴充分反應。煙塵隨水流到噴淋塔底部，從溢水孔排至循環水池，在筒體底部封底并設有水封槽以防止煙氣從底部漏出，有清理孔便于進行筒體底部清理。處理后廢水由底部溢流孔進入沉淀池，循環使用[2]。

2 驗收監測

2.1 生產工況

驗收監測期間生產設備及環保設施均正常運行，生產負荷為93.0%～98.9%，達到設計額定負荷75%以上的要求。

2.2 環境保護設施調試效果

燃煤鍋爐廢氣處理后顆粒物基準含氧量濃度為3.7～4.8 mg/m3，二氧化硫基準含氧量濃度為4～7 mg/m3，氮氧化物基準含氧量濃度 為30～33 mg/m3，汞及其化合物未檢出，林格曼黑度<1 級，滿足DB 41/2089—2021《鍋爐大氣污染物排放標準》排放限值。表1為燃煤鍋爐廢氣處理設施出口監測結果。

表1 鍋爐出口監測結果一覽表

(2)項目無組織廢氣

如表2所示，驗收監測期間，項目無組織廢氣中顆粒物下風向濃度測點最大值為0.383 mg/m3，滿足GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》的要求。對應氣象參數如表3所示。

表2 廠界無組織廢氣達標排放檢測結果一覽表

表3 氣象參數一覽表

3 結語

經環保升級改造后，該企業燃煤鍋爐廢氣排放口污染物顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物、林格曼黑度均滿足DB 41/2089—2021《鍋爐大氣污染物排放標準》的排放限值；廠界無組織廢氣中顆粒物排放濃度，滿足GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標準》的要求。