660 MW燃煤鍋爐協同處置單氰胺濾渣的應用研究

摘要：燃煤鍋爐協同處置單氰胺濾渣是一種資源化循環利用的有效途徑。當前，有必要研究燃煤鍋爐協同處置單氰胺濾渣的污染物排放量，分析燃煤鍋爐污染物排放對環境的影響。數據顯示，單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐污染物排放量增大，但污染物排放量增加幅度較小。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增加至2.77%，SO2排放量相對增加0.78%，氮氧化物（NOx）排放量相對增加1.44%，飛灰排放量相對增加4.50%。燃煤鍋爐通過環保裝置進行污染物脫除，在單氰胺濾渣摻燒比例2.77%的工況下，NOx排放量為5.22 kg/h，SO2排放量為0.76 kg/h，飛灰排放量為13.69 kg/h，滿足污染物排放量要求。

關鍵詞：660 MW燃煤鍋爐；單氰胺濾渣；協同處置；污染物排放量

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）02-0-03

Research on the Application of collaborative disposal of cyanamide filter residue in 660 MW coal-fired boiler

LYU Guo1， YAN Qi1， ZHANG Tao1， LI Gang2， ZHANG Yong2， SUN Jiaxin2， LIU Yuandong2

（1. CHN Energy Ningxia Yuanyanghu First Power Generation Co.， Ltd.， Yinchuan 750000， China;

2. Yantai Longyuan Electric Power Technology Co.， Ltd.， Yantai 264000， China）

Abstract： Collaborative disposal of cyanamide filter residue from coal-fired boilers is an effective way to recycle and reuse resources. At present， it is necessary to study the pollutant emissions from the coordinated disposal of cyanamide filter residue by coal-fired boilers and analyze the impact of coal-fired boiler pollutant emissions on the environment. The data shows that the single cyanamide filter residue leads to an increase in pollutant emissions from coal-fired boilers， but the increase in pollutant emissions is relatively small. The blending ratio of cyanamide filter residue increases from 0.00% to 2.77%， resulting in a relative increase of 0.78% in SO2 emissions， 1.44% in nitrogen oxide （NOx） emissions， and 4.50% in fly ash emissions. Coal-fired boilers remove pollutants through environmental protection devices， under the condition of a 2.77% blending ratio of cyanamide filter residue， the NOx emissions are 5.22 kg/h， SO2 emissions are 0.76 kg/h， and fly ash emissions are 13.69 kg/h， meeting the requirements for pollutant emissions.

Keywords： 660 MW coal-fired boiler; cyanamide filter residue; collaborative disposal; pollutant emissions

單氰胺主要用作植物生長調節劑、脫葉劑。在生產單氰胺的過程中，副產物主要為單氰胺濾渣，采用衛生填滿方式進行處理。衛生填埋操作簡便，成本低，但是占用大量土地，浪費資源，封存后仍需要長期監管[1-2]。燃煤鍋爐協同處置工業固廢技術將工業固廢與煤炭混合燃燒，分解工業固廢中有機污染物，是一種兼具資源化和無害化的有效處理方法。目前，燃煤鍋爐協同處置工業固廢技術在國內已趨于成熟。黃偉等[3]研究指出，污泥與煤炭摻燒可以降低污泥處置成本，衍生的環境保護、土地資源利用等問題得到一定程度的解決。李帥英等[4]采用城市廢棄物前置干燥炭化技術，實現燃煤電廠對污泥的資源化及無害化處置。仇斌[5]研究指出，利用2臺630 MW超臨界變壓運行燃煤直流爐，可以實現市政污泥300 t/d、印染污泥200 t/d的協同處置。單氰胺濾渣是一種低熱值的工業固廢。采用燃煤鍋爐協同處置單氰胺濾渣，可以減少土地占用，降低燃煤鍋爐煤炭使用量，降低CO2排放。單氰胺濾渣燃燒后產生SO2、氮氧化物（NOx）以及飛灰等污染物。燃煤鍋爐污染物排放量能否滿足環境保護的排放要求仍未可知。下面以某660 MW燃煤鍋爐為研究對象，計算不同單氰胺濾渣處置比例下的污染物排放量，探討單氰胺濾渣對燃煤鍋爐污染物排放量的影響，分析燃煤鍋爐處置單氰胺濾渣后污染物排放量能否滿足排放要求，為單氰胺濾渣進一步資源化利用提供理論支持。

1 工程概況

1.1 燃煤鍋爐簡介

該大型燃煤鍋爐為660 MW超臨界、單爐膛、一次再熱、全懸吊Π型結構，單臺蒸發量為2 141 t/h，配備2臺。采用選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR）工藝進行NOx脫除，采用石灰石-石膏濕法工藝進行SO2脫除。除塵工藝為低溫省煤器-配置高頻電源的雙室四電場高效靜電除塵器-高效除霧器。采用的原煤收到基灰分含量為26.97%，收到基全硫分含量為0.93%，收到基氮含量為0.45%。

1.2 單氰胺濾渣簡介

單氰胺濾渣呈黑色顆粒狀，經鑒定，單氰胺濾渣屬于一般固廢。單氰胺濾渣主要成分為碳酸鈣，收到基灰分含量為46.865%，收到基全硫分含量為0.015%，收到基氮含量為0.970%。相比燃煤鍋爐原煤，單氰胺濾渣具有高灰分、低硫分、低氮分特征。燃煤鍋爐處置過多的單氰胺濾渣，會造成鍋爐效率下降、燃燒不穩定等危害。單氰胺濾渣每年實際產生量有限，結合鍋爐運行模式，調節單氰胺濾渣摻燒比例（處置單氰胺濾渣質量與鍋爐燃料質量的比值），使其分別為1.00%、1.89%、2.00%和2.77%。

2 燃煤鍋爐協同處置單氰胺濾渣的污染物排放量研究

燃煤鍋爐協同處置單氰胺濾渣的過程中，產生的污染物主要為SO2、NOx以及飛灰。

2.1 SO2排放量變化

單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐SO2排放量增大。根據《污染源源強核算技術指南 火電》（HJ 888—2018），結合燃煤鍋爐實際運行數據，SO2排放量計算結果如圖1所示。基礎工況下（無單氰胺濾渣處置工況）SO2排放量為0.037 625 t/h。隨著單氰胺濾渣摻燒比例的增大，SO2排放量增加。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增加至1.89%，SO2排放量增加0.014 5%。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增大至2.77%時，SO2排放量增加至0.037 922 t/h，SO2排放量相對增加0.78%。單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐SO2排放量增大，但SO2排放量增加幅度較小。

2.2 NOx排放量變化

單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐NOx排放量增大。根據《污染源源強核算技術指南 火電》（HJ 888—2018），結合燃煤鍋爐實際運行數據，NOx排放量計算結果如圖2所示。基礎工況下，NOx排放量為0.039 61 t/h。隨著單氰胺濾渣摻燒比例的增大，NOx排放量增加。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增加至1.89%時，NOx排放量增加0.95%。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增大至2.77%時，NOx排放量增加至0.040 18 t/h，NOx排放量相對增加1.44%。單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐NOx排放量增大，但NOx排放量增加幅度較小。

2.3 飛灰排放量變化

單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐飛灰排放量增大。采用物料衡算法對鍋爐飛灰排放量進行計算，結果如圖3所示。基礎工況下，飛灰排放量為65.52 t/h。隨著單氰胺濾渣摻燒比例的增大，飛灰排放量增加。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增加至1.89%，飛灰排放量增加3.14%。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增大至2.77%時，飛灰排放量增加至68.47 t/h，相對增加4.50%。單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐飛灰排放量增大，但飛灰排放量增加幅度較小。

3 燃煤鍋爐污染物排放對環境的影響分析

大量的SO2、NOx以及飛灰排入大氣，對生態環境造成不可逆的影響。SO2和NOx進入大氣后，它們在一定條件下與水發生化學反應，生成酸雨。飛灰排入大氣，導致大氣能見度降低，形成霧霾天氣。人體吸入高濃度SO2、NOx，會刺激呼吸道黏膜，對心血管系統產生不良影響。

根據《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223—2011）以及政策要求，燃煤鍋爐煙塵排放濃度應不大于10 mg/m3，SO2排放濃度應不大于35 mg/m3，NOx排放濃度應不大于50 mg/m3。660 MW燃煤鍋爐正常工況下煙氣排放量為2 437 759.5 m3/h，污染物排放量需要滿足相應標準要求，即煙塵排放量應不大于24.38 kg/h，SO2排放量應不大于85.32 kg/h，NOx排放量應不大于121.89 kg/h。燃煤鍋爐通過SCR工藝進行脫硝（脫硝率87%），通過石灰石-石膏濕法進行脫硫（脫硫率98%），通過雙室四電場高效靜電除塵工藝進行污染物脫除（除塵率99.98%）。在單氰胺濾渣摻燒比例2.77%的工況下，NOx排放量為5.22 kg/h，SO2排放量為0.76 kg/h，飛灰排放量為13.69 kg/h，滿足污染物排放量要求。

4 結論

隨著社會經濟發展和城市化水平提高，人們對環境的要求越來越高。燃煤鍋爐協同處置單氰胺濾渣是一種兼具資源化和無害化的有效途徑。通過分析鍋爐運行模式和單氰胺濾渣產生量，確定單氰胺濾渣摻燒比例分別為1.00%、1.89%、2.00%和2.77%。單氰胺濾渣導致燃煤鍋爐污染物排放量增大，但污染物排放量增加幅度較小。單氰胺濾渣摻燒比例由0.00%增加至2.77%，SO2排放量相對增加0.78%，NOx排放量相對增加1.44%，飛灰排放量相對增加4.50%。燃煤鍋爐通過環保裝置進行污染物脫除，在單氰胺濾渣摻燒比例2.77%的工況下，NOx排放量為5.22 kg/h，SO2排放量為0.76 kg/h，飛灰排放量為13.69 kg/h，滿足污染物排放量要求。

參考文獻

1 葉 驥，陳創庭，鄒祥波，等.700 MW燃煤鍋爐耦合污泥發電的工程應用[J].潔凈煤技術，2023（9）：61-68.

2 胡心悅，譚知涵，農 捷，等.福建省城市生活垃圾處理方式變化趨勢及原因分析[J].工業安全與環保，2024（6）：94-98.

3 黃 偉，林英紅，羅子豐，等.燃煤電廠污泥摻燒技術及其研究進展[J].上海電力大學學報，2021（1）：1-4.

4 李帥英，周虹光，李文杰，等.燃煤電廠城市廢棄物前置干燥炭化處置技術小型化工業應用[J].熱力發電，2022（6）：96-101.

5 仇 斌.燃煤電廠耦合污泥摻燒固體副產物危險特性分析[J].資源節約與環保，2024（2）：28-31.

收稿日期：2024-12-04

作者簡介：呂國（1987—），男，山東濟寧人，工程師。研究方向：火電廠節能及運行技術管理。

通信作者：李剛（1998—），男，山東聊城人，碩士，工程師。研究方向：火電廠節能與環保技術。