锅炉烟气处理系统

锅炉烟气处理系统

锅炉烟气处理系统包括尾部高效布袋除尘系统、湿法脱硫系统、湿法静电除尘系统、脱硝系统等组成。

一、尾部高效布袋除尘系统

尾部除尘系统主要采用布袋除尘系统和湿法静电除尘系统。

1.YDMC袋式收尘器技术说明

YDMC型袋式收尘器是吸收了国内外众多袋式除尘器的先进技术，开发的一种高效、节能、运行稳定靠的收尘设备。

本除尘器采用下进风或上进风工作运行，采用脉冲反吹清灰方式，电气控制采用PLC 可编程控制器定时或定压控制，温度检测显示等。

2.构造

YDMC型袋式收尘器由上、中、下箱体，排灰系统及喷吹系统五部分组成，上箱体包括可掀起的盖板和风口，中箱体内有多孔板，滤袋框架，滤袋，下箱体由灰斗、进风口及检查门组成，喷吹系统包括脉冲控制仪、脉冲阀、喷吹管和气包。

3.产品特点

本除尘器采用外滤下进风运行，采用脉冲反吹清灰。本体结构采用框架式钢结构。

4.产品原理、工艺流程

正常工作时，在通风机的作用下，含尘气体吸入进气总管，通过各进气支管均匀地分配到各进气室，然后涌入滤袋，大量粉尘被截留在滤袋上，而气流则透过滤袋达到净化。净化后的气流通过袋室沿排烟道通入烟囱而排入大气。

除尘器随着滤袋织物表面附着粉尘的增厚，收尘器的阻力不断上升，这就需要定期进行清灰，使阻力下降到所规定的下限以下，收尘器才能正常运行。整个清灰过程主要通过高压储气包、电磁阀、喷吹管及清灰控制机构的动作来完成的。首先控制系统自动顺序打电磁阀，高压空气通过喷吹管反吹，使粘附在滤袋上的粉尘受冲抖而脱落下来进入灰斗。然后电磁阀关闭，对该系统清灰操作结束，滤袋恢复过滤状态。控制系统再打开其它电磁阀，对别的滤袋实施清灰，所有滤袋经过清灰循环后，从而达到了清灰的目的，除尘器全面恢复过滤状态，灰斗中的灰则由底部气动排灰阀排至输送机。

5.主要技术性能和选用说明

1）过滤风速的选定：

过滤风速指通过滤袋滤料的风速（m/min）。有的称为气布比，指单位时间内，单位面积滤料上通过的空气量m3/min/m2，亦即m/min。过滤风速的选定须按过滤介质粉尘及烟气的特性、温湿度、粉尘浓度、清灰方式以及所选用的滤料性质而决定。过滤风速不仅决定了收尘器的大小，而且对通过滤料的阻力、收尘效率、清灰效果有很大影响。为了保证收尘器清灰效果，提高滤袋寿命，降低阻力，本收尘器过滤风速一般采用≤1.0m/min。

2）运行温度及滤料的选用：

运行温度与滤料的选用密切相关。滤料不同，所允许的入口含尘气体温度也不同。本收尘器允许连续使用温度≤200℃；超过各滤料允许的温度时，布袋进口烟气温度设有超温报警装置。

入口允许浓度：由于本收尘器的特殊结构，布袋吹灰按时间控制。采用脉冲喷反吹清灰（在线清灰），因此其入口允许浓度比传统的脉冲喷吹清灰（离线清灰）和其他一般分室反吹清灰的收尘器要高。

布袋除尘结构示意图

二、高强度循环脱硫塔

1.设计原则及依据

a.治理原则：①在正常运行后，通过对锅炉废气进行治理，使污染物排放浓度符

合环保部门的要求。②投资省效果好，选择合理的治理工艺在有效治理锅炉废气的同时，应尽量降低设备的投资和运行成本。

b.设计依据:①《中华人民共和国环境保护法》；②《中化人民共和国水污染防治法》；③国家《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）。

2.脱硫方式：采用钠碱法

钠碱法是采用碳酸钠或氢氧化钠等碱性物质吸收烟气中的二氧化硫，可副产高浓度二氧化硫气体或亚硫酸钠。该法具有吸收剂不挥发、溶解度大、活性高、吸收系统不堵塞等优点，适合于处理烟气中二氧化硫浓度较高的场合，但也存在副产品回收流程较为复杂。本项目采用钠碱法。

3.1 钠碱法脱硫原理

氢氧化钠脱硫的化学反应过程的经典描如下：

水的离解： H2O ? H+ + OH-

SO2的吸收： SO2 (g) ? SO2 (aq)

SO2 (aq) + H2O ? H+ + HSO3-

HSO3- ? H+ + SO32-

HSO3的氧化 HSO3- + ?O2 ? H+ + SO42-

H+ + SO42- ? HSO4-

NaOH的离解 NaOH ? Na+ +OH-

中和反应 OH- + H+ ? H2O (aq)

3.2脱硫工艺

系统按工艺设计分为烟气系统、吸收系统、碱液制备系统、及工艺水系统组成。3.3烟气系统

锅炉烟气系统由锅炉引风机、烟气脱硫塔、烟管、脱硫塔净烟气烟管和烟囱等组成。锅炉烟气系统的运行流程脱硫模式：烟气经锅炉引风机送入脱硫塔，在引风机的作用下进塔脱硫，脱硫后的净烟气经塔顶净烟气烟管排出，经大烟囱排空。

1）吸收系统的工艺流程

吸收系统有脱硫塔、循环槽、循环泵、工艺管道阀门等。

其流程为：烟气从脱硫塔下部的均气室进入脱硫塔，在脱硫塔吸收区，烟气与碱液充分传质，烟气中的SO2和粉尘被脱除，脱硫后烟气经除雾后从塔顶离开脱硫塔。吸收了SO2和粉尘的浆液落入塔的下部，流入循环槽。

碱液在碱液池内由脱硫循环泵送入脱硫塔进行脱硫。

2）吸收机理

脱硫塔是系统的核心，湿法烟气脱硫效率由塔的传质能力决定，与液气二相在塔内接触程度相关。在塔内，SO2被水吸收，成为亚硫酸（氧化后为硫酸），再与碱性物反应生成亚硫酸盐及硫酸盐，碱液脱硫后的产物是硫酸钠。

3）碱液制备系统

碱液制备系统是用来保障脱硫剂的正常供应。碱液来自碱液储罐。

4）工艺水系统

工艺水系统是用来保障脱硫系统用水，用于冲洗除雾器（采用自动控制）、所有工艺管道、槽及补充制浆耗水。工艺水可以由厂区的高压水管供给，即在高压水管上接一支管至脱硫现场，要求供水压力不小于0.4MPa，压力不够可以在现场加装一台管道泵解决。

三、湿法静电除尘器（WESP）

湿式电除尘器需要布置在脱硫塔后，单独设置在脱硫塔旁边，支撑采用砼结构（或钢结构），烟气从上进下出方式。

1.工艺流程

烟气进入布袋除尘器，除尘之后的烟气进入脱硫塔，经过脱硫后的烟气进入湿式电除尘器，在WESP中去除水滴、酸雾、微细粉尘。净化后的烟气直接排入大气。WESP收集的酸雾及WESP本身的冲洗用水直接排出到循环浆液池，其中的亚硫酸及硫酸与碱反应生成无害物质，清洗水成为补充水的一部分。WESP运行过程中可以认为不产生污染物。

2.性能保证

本方案保证烟尘排放浓度低于10mg/ Nm3。

在100%BMCR工况下，湿式静电除尘器进口烟气中携带的细微粉尘不高于30mg/Nm3情况下，湿式静电除尘器出口烟气中细微粉尘不高于10mg/Nm3，执行当地环保烟气粉尘浓度排放限值要求；

可实现多种污染物的联合脱除，可有效去除SO3气溶胶、微细粉尘(PM2.5)、细小液滴等。由于有效去除SO3和水雾，减缓烟囱腐蚀，延长烟囱寿命，提高可用率

设计工况下，湿式静电除尘器的压力降≤400Pa；

冲洗水耗：0.50m3/min,冲洗周期：1-5天冲洗一次，冲洗时间：每次8-10min/次；

整套装置运行时间相对于锅炉运行时间的可用率不低于

95%。装置每4年大修一次，湿式静电除尘器主体设备设计寿命

为30年（不含易损件）；

烟气进湿式静电除尘器温度在85℃时，能运行20min而无

损坏，无永久性变形。在含尘量100~500mg/Nm3时湿式静电除尘

器系统能连续运行；

湿式静电除尘器在FGD装置没有停机清洁的情况下能连续运行

16000 小时。

3.技术特点

传统湿式静电除尘器，尽管在化工、冶金行业应用较为成

熟，然其处理操作气量均低于10×104Nm3/h，针对脱硫脱硝尾气

排放量巨大，且尾气通常在正压下操作，新型湿式静电除尘器

采取以下应对技术措施：

4.1高操作气速的技术突破

①阴极系统采取“重锤+整体固定框架+张紧绝缘箱”固定措

施，避免阴极线因高气速气流的冲洗而出现晃动导致除雾效

率的降低；

②采用改良高效型的铅锑合金芒刺线电晕极线，具有放电点

多、效率高、起晕电压低，其高效性、耐腐性较好满足使用

要求。

③采用蜂窝式导电玻璃钢管束，具有除雾效率高、强度好、重

量轻、占地面积小、土建及设备投资费用省的优点。

4.2绝缘保护系统的改进

绝缘箱采用热风正压保护装置，阻止热烟气及细微粉尘、

雾滴进入，保证箱体绝缘性更可为靠。避免“污闪”现象的发

生。

4.实际应用性能保证

实际运行使用情况表明，新型湿式静电除尘器的使用可达以下性能：

①对酸雾雾滴、气溶胶、细微粉尘的脱除效率不低于90%；

②Hg、As等蒸汽可以气体状态被溶解、凝并入酸雾中一同被去除，对烟气中的Hg

去除率可达75%以上；

③设计工况下，设备压力降300~400Pa；

④整套装置运行时间相对于锅炉运行时间的可用率不低于95%。设备每2年大修一

次，主体设备设计寿命为30年；

5.实际应用优势

①可取代GGH再热装置的设置，解决湿法脱硫形成的“石膏雨”、“大白烟”问题。

②有效解决SCR+WFGD之后烟囱的“蓝烟”“黄烟”问题；

有效去除酸雾，减缓烟囱腐蚀；

四、烟气氮氧化物的脱除

1. NO X脱除技术措施及超低排放

1)一次措施——利用分级燃烧的炉内过程脱除 NO的方法

一次措施是通过改变燃烧状况还原 NO 的，根据NO的生成机理，一次措施达到以下几点：

(1) 在反应区域降低氧的过剩系数

(2) 降低燃烧温度并避免局部高温

(3) 减少在高温区的停留时间

(4) 减少在火焰下游已形成的氮氧化物

为达到这些结果，可以采用以下技术：

(1) 减少过量空气系数

(2) 烟气再循环

(3) 整体分级燃烧

(4) 低NOx 燃烧器

分级燃烧包括空气分级和燃料分级（燃料再燃），是目前备受关注的低 NOx燃烧技术，并有很多应用。分级燃烧的原理是建立低于氧气化学当量比的燃烧条件，为还原 NOx 提供机会。空气分级燃烧是将主燃烧区的部分空气下游喷入，使主燃区的空气 / 燃料化学当量比小于 1 ，在这种富燃料工况下可以抑制氮的化合物转变为 NO ，并且已经生成的 NO 也会还原为氮气。主燃区尚未反应的可燃物被主燃区下游喷入的燃尽风烧

尽。在燃料再燃低 NOx 燃烧技术中，主燃料首先在富氧状态下燃烧，在主燃区下游喷入二次燃料（如碳氢燃料）以形成富燃料区（再燃区）。在再燃区二次燃料部分氧化并产生碳氢基团（ CH i， i=1、2、3），象NH i （ i ＝1、2），HCN和CO这些中间产物会与主燃区产生的 NO 反应并把它还原为氮气。与空气分级一样，在二次燃料喷口下游喷入燃尽风，使那些未反应的可燃物在相对较低的温度下燃尽。

煤粉锅炉低 NOx 燃烧技术中燃料再燃技术是很有效的，但再燃是一个复杂的化学过程。在实际工程应用中受到温度、再燃燃料种类、过量空气系数和再燃区停留时间及再燃燃料的混合等因素影响。

在空气分级燃烧中，一方面要保证在富燃料区有足够的停留时间以达到尽可能低的NOx 排放，另一方面必须要考虑到燃尽问题。这两个相互竞争的因素要达到合理的平衡。此外在富燃料区内还要关注一次风冲刷水冷壁和高温腐蚀的问题。

2)二次措施:

如果只采用一次措施达不到足够的 NOx脱除率，或者在燃烧区域不可能脱除 NOx，就必须采用二次措施，即在烟气中脱除 NOx。下面是几种常用的二次措施：

(1) 选择性非催化脱除法—— SNCR 过程

(2) 选择性催化脱除法—— SCR 过程

(3) 氧化过程

我公司自主研发的“高效煤粉低氮燃烧器”，具有极高的技术含量，完美解决了煤基燃料燃烧使用中的NOx低排放问题，采用一次措施，即可以控制NOx在200mg/Nm3以内，再采用二次措施，增加 SCR脱硝系统，可以保证达到NOx排放小于100mg/Nm3。

2.采用的技术措施表述——燃烧过程中NOX的控制：

1）降低NOx生成排放的主要依据：

（1）减少燃料周围的氧浓度；

（2）氧浓度低时维持足够的停留时间；

（3）空气过剩时，降低火焰温度。

2）空气分级低NOx燃烧器是目前使用最广泛，技术最成熟的燃烧器.

基本原理是在燃烧器喷口附近的着火区形成a<1的富燃料区，形成还原性气氛，同时将二次风分成两部分，分级送人已着火的煤粉气流。在煤粉着火的初始阶段，只加入部分二次风，继续维持一段距离的富燃料燃烧，形成一级燃烧区；另一股二次风则送入一级燃烧区的下游，形成a>1的二次燃烧区(燃尽区)，使燃料完全燃烧。

3）采用分段燃烧、分级配风的煤粉专用旋流低氮燃烧器，分段燃烧阶段前段形成较低的氧量状态（α在0.8-0.9之间），可抑制NOx的生成；将空气分为主燃区和燃尽区，在炉膛适当部位送入烟气回流风，保证燃料燃尽和较低的NOx生成量。

4）采用旋流燃烧器，配风按一次、二次风都可以调节风量并且旋转将风粉混合物送入炉膛，保持燃烧的火焰从内到外为贫氧到氧浓度逐渐增大，火焰整体呈现还原性，即可抑制NOx生成和产生的还原性气体还原产生的NOx。

5）燃烧火焰温度是影响NOx X生成的主要因素，温度越高，如燃油锅炉燃烧温度达到1500℃以上，NOx排放相对高，通过对燃烧器、燃烧室、炉膛设计综合技术，形成了独特的燃烧温度控制技术，使煤粉控制在1100℃以下温度燃烧，减少热力型NOx的生成。

五、气力输送系统（干灰自动收集装置）

(一)输送设备配置

在布袋除尘器二个灰斗下方设置一套螺旋输送机，将二个灰斗内的飞灰集中至一套干灰收集发送装置，采用1根DN80输灰管将飞灰输送至灰库贮存。

（2）输灰管的起始端设置一套自动吹堵装置，确保系统在任何情况下稳定、可靠运行。

（3）输灰管道采用20#厚壁无缝钢管，三通与弯管采用耐磨材质。

（4）供气管道上设有压力变送器，对气源压力进行监控。

（5）输灰系统的输送动力气源、各执行机构及库顶除尘器控制气源均由气力输送供气系统统一提供。

(二)灰库卸灰系统配置

灰库系统主要包括以下部分：灰库本体，气化系统，库顶排气、料位指示系统，库底卸料系统。详细配置如下：

1.灰库气化系统

在灰库底部设8块QZC150×900型气化槽，气化板采用碳化硅材质，均匀分布在灰库底部四面，对物料进行气化作用。

灰库气化风由压缩空气提供，进过减压后的压缩空气进入灰库底部四面的气化槽，使灰库内的灰处于流态化状态，便于顺利卸料。

2.库顶排气、料位指示系统

灰库排气：灰库顶选用一台DMC-48型脉冲库顶除尘器，排气过滤能力按照输灰管

排量和灰库底气化风总排量的200%考虑。灰库顶设置一台SF-508型压力真空释放阀，当灰库压力过大时，该阀自动排气，使灰库内部免受过高的正压和过低的负压影响。确保灰库设备稳定、安全运行，延长灰库使用寿命。

料位指示：灰库顶设有料位监测装置，分高、低料位，料位显示，报警信号均送往除灰系统控制室，便于运行人员随时了解灰库的实际料位状况。

3.库底卸料系统

灰库底设1个排灰口，排灰口下装一台HKD-150型单侧库底卸料器，（出力100t/h），单侧库底卸料器有1个排灰口。其下设一台SZ-100型散装机，（出力100t/h），装车供外部综合利用。

采用以上最新的低氮燃烧技术，确保低氮燃烧后NOx排放浓度控制在100mg/Nm3以内。