针对某燃生物质机组除尘脱硫扩建方案

摘要：通过对生物质机组烟气排放污染物的剖析，以及除尘及减少NOx排放技术的剖析，提出了针对该类别机组烟气污染物处理的扩建方案，以达到节能环保治污的目的。

关键词：生物质机组；烟气除尘；烟气脱硫；节能环保

1序言

随着国民经济发展、人口下降和城市化进程的推进，我国氮氧化物（NOx）的排放量逐步下降，研究阐明NOx是产生大雾天气的重要诱因，对人类生产和生活导致极大害处，已成为阻碍我国社会经济发展的重要诱因。燃煤机组作为NOx的主要排放源越来越被人们注重。现在，世界各国均对NOx的排放提出了特别严苛的要求，并立法限制。我国的排放限制指标按照各地区的自身发展状况还有所差别。例如，我国拟定的《锅炉大气污染物排放标准（GB13271――2014）》中要求改建煤气机组NOx最高容许排放含量为150mg/m3，其中广州市颁布的地方标准《锅炉大气污染物排放标准》中对改建工业窑炉要求NOx最高容许含量要求更低，应大于80mg/m3并且30mg/m3超低氮排放。

上海市嘉定区某生物质机组尾部烟尘排放为241mg/m3，氮氧化物排放为358mg/m3，不能满足上海市机组大气污染物排放标准。本文针对该生物质机组进行除尘脱硫改建，改建后确保机组尾部烟气粉尘排放含量（计全烟气量）：烟尘排放30mg/m3，NOx排放含量≤80mg/m3。

2扩建方案

2.1扩建原则

（1）除尘、脱硝、臭氧锅炉选用一炉一机配置；（2）烟气量按100%负荷估算22000m3/h，全烟气除尘、脱硝进行设计；（3）负压湿法除尘，正压干法脱硫工艺，除尘脱硫系统不能影响主机设备的正常运行，同步率≥98%；（4）除尘脱硫工艺的选择：依照“工艺成熟、运行稳定、除尘、脱硝效率高、投资省、运行成本低、无二次污染”的原则。

2.2扩建工艺

撤除原有除尘设备，安装防火花装置、布袋除尘器、引水泵、预降温装置、氧化装置和脱硫塔。

（1）除尘工艺。机组烟气踏入防火花装置，烟气中含尘及火花二氧化碳通过防火花装置进口荣获回转加快，形成离心力，较大尘粒及火花被碰撞、凝聚、分离，大部份烟尘通过导流管经星型卸灰阀排入灰车。

经过初步洁净的烟气踏入袋式除尘器，该除尘器为气箱式脉冲除尘器。含尘二氧化碳通过进风总管，在斜层板作用下大部份烟尘直接落入灰斗，富含少量微细烟尘的二氧化碳折转向上踏入中箱体滤布室，含尘二氧化碳穿过滤布时生物质锅炉，烟尘被挪用在滤布外表面，清洁二氧化碳穿过滤布向下踏入上箱体，在系统风机负压作用下汇集到出风总管，再由水泵送入降温装置进行烟气脱硫处理。随着过滤的不断进行，滤布外表面粘附的烟尘不断提高，当设备阻力达到设定值时，脉冲清灰控制系统即发出指令，对应的脉冲阀依次将0.6Mpa的压缩空气通过喷吹管喷入箱体，使滤布形成大幅的鼓涨和冲击震动，洗去积附在滤布外表面的烟尘，使之落入灰斗，逐排清灰直到全部清灰完毕后，即完成一个清灰周期。直到下一次阻力再上升到设定值时，才开始下一个周期的清灰。灰斗内的积灰定期经卸灰阀、由人工外运。

为保证袋子不超温运行，进口处设置野风阀，由手动化仪表控制开启。

灰斗内的积灰倘若发生搭桥现象，排卸灰时应启动灰斗上的防闭塞装置（仓壁震动器），以振落搭桥顺利排灰。

本除尘器的脉冲阀的脉冲长度，喷吹间隔时间等控制程序是依照现场载荷条件调整确定的。旨在实现最佳状态的脉冲喷吹清灰及排输灰工作机制，以节省能源和延长脉冲阀及滤布的使用寿命。

（2）脱硫原理。二氧化氯作为一种强氧化剂，可以容易的将NOx氧化成可溶性于水生成HNO2和HNO3的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物，于是选用NaOH碱液进行吸收。

二氧化氯锅炉生成二氧化氯通过氧化妆置与原烟气混和后，通过二氧化氯喷枪喷入生成容易与氢氟酸反应的高价氮氧化物。烟气在踏入脱硫塔同时喷入溶液使溶于水的高价值氮氧化物与氯气充分吸收，进而达到脱碳NOx的目的。最后烟气经过外置旋流脱水装置排进水塔。

脱硫塔内设旋转雾化喷嘴进行雾化，溶液被雾化成粒径30～60μm左右的潜热，很多细小的碳化物与弱酸（NOx）二氧化碳充分接触，在一系列的物理反应后除去烟气中绝大多数的碱性（NOx）二氧化碳。

相应物理反应公式：

2NO2+H2O→HNO3+HNO2

N2O3+H2O→2HNO2

N2O5+H2O→2HNO3

2NO2+2NaOH→NaNO3+NaNO2+H2O

N2O3+NaOH→2NaO2+H2O

（3）脱硫系统。整个二氧化氯氧化脱硫安装工程包括二氧化氯发生系统、空气源系统（或氩气系统、分子筛制氧系统）、添加剂系统、喷射系统、电气及控制系统组成。

二氧化氯发生系统是整个安装工程最为关键的部份，运用介质阻止放电法将高含量二氧化碳等离子体化从而生成二氧化氯，在专有二氧化氯喷管喷射下与烟气进行快速混和，实现NO的充分、快速氧化，满足NOx在较高含量下的脱臭效率。

充分氧化后的烟气踏入干法脱硫塔进行洁净吸收，SO2与NOx同时吸收后生成硝酸盐、亚硝酸盐、硝酸盐和亚硫酸盐等物质。

为保证NO2的高效吸收，脱硝浆液中应当添加一定量的添加剂，因此厂区提供含量为20%钠溶液，提供及补充氮氧化物吸收所需的添加剂。

烟气脱硫塔的内部脱水装置设反冲洗装置，定时反冲洗。

烟气脱硫塔下设排污阀，可连续排污或间接排污。

脱硫岛脱硫循环系统由降温装置1台、氧化装置1台、脱硝塔1台、脱硝循环泵2台、PH控制仪1台。

二氧化氯氧化装置、喷嘴等选用316L等耐磨蚀材料制做，氧化装置、内部选用W-10进行防腐处理。

脱硫岛吸收剂纯化、供应系统可由厂区提供20%溶液或固态碱（PH值小于10）供脱硫岛使用，当塔釜内PH值高于8时生物质锅炉，PH控制仪显示数值，人工加碱。

脱硫塔旁设反冲洗罐、反冲洗泵定期对脱硫塔进行反冲洗。

机电控制系统由脱硫循环泵控制系统、温度、压力及异常PH手动声光手动报案系统组成。

3推论

该生物质机组进行除尘脱硫整修，整修成本约190亿元，扩建后机组尾部烟气排放含量，烟尘排放达到30mg/m3以下广西锅炉，NOx排放含量也大于80mg/m3。

参考文献：

[1]林宗虎，张永照.机组指南[M].上海：机械工业出版社，1987.

[]林宗虎，徐通模.实用机组指南[M].上海：物理工业出版社，1999.