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燃煤锅炉烟气脱硫除尘环保设施改造及应用

北极星环保网来源:价值工程 倪少军 陈明辉 李双良2019/8/20 10:33:39我要投稿

北极星环保网讯:煤矿远离城区,多数以燃煤锅炉为供热热源。为响应国家和宁夏的环保政策,20蒸吨及以上建成在用燃煤锅炉必须完成脱硫脱硝除尘改造。矿区供热锅炉环保设施技术改造多采用高效低压脉冲布袋除尘器、湿法氧化镁脱硫工艺以及炉内选择性非催化剂(SNCR)脱硝工艺,并安装DCS分散集中自控系统,实现燃煤锅炉达标排放。

1 概述

我国是当今世界工业锅炉、窑炉生产和使用最多的国家。目前,燃煤工业锅炉分布广、数量大,单台规模和烟气排放量普遍比火电厂锅炉小。我国工业锅炉大部分建在城区或城郊工业园区,排放的重金属以及大气污染物对人类健康和居住环境的危害更加严重。

目前,我国空气最主要的污染物是粉尘、二氧化硫和氮氧化物。SO2主要危害就是导致多种呼吸器官疾病和诱发心血管疾病、引起酸雨、江河湖泊的酸化,损害植物和农作物生长。同时对建筑物及金属物的腐蚀性较强。电站锅炉和工业锅炉以煤炭为主要燃料,燃烧产生的氮氧化物与碳氢化合物发生光化学污染,也是形成酸雨的主要原因。因此,控制氮氧化物是今后环保关注的焦点。

根据国家环保部及国家“十三五”生态环保规划的相关要求,全国地级及以上城市建成区基本淘汰20蒸吨以下燃煤锅炉,完成燃煤锅炉脱硫脱硝除尘改造。同时结合宁东化工园区要求燃煤工业锅炉2018年完成除尘、脱硫、脱硝改造任务,排放标准满足《工业锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)表3特别排放限值排放浓度烟尘<30mg/Nm3、SO2<200mg/Nm3和NOx<200mg/Nm3的要求。

2 锅炉原有脱硫除尘设施运行状况

神华宁煤麦垛山煤矿现有2台20t/hDZL20-1.25-A型燃煤链条式蒸汽锅炉,主要供给矿区采暖使用。原有环保设施为脱硫除尘一体化的麻石水膜脱硫除尘塔,塔内加设一层喷淋喷嘴,采用NaOH作为脱硫剂。

采用一体化的麻石水膜除尘器,除尘效率只有90%~95%,烟尘排放浓度经常在100mg/Nm3左右,无法满足新的排放标准要求≦30mg/Nm3;

采用NaOH为脱硫剂,1mol的SO2需要消耗2mol以上的NaOH,且燒碱的价格高,运行成本高。同时,钠碱长期运行会造成Na2SO4聚积,影响脱硫效果,还需要经常排放高盐废水。由于灰水和碱液混合运行,经常造成喷淋管磨损和堵塞,SO2不能稳定达标排放。

因此,鉴于原锅炉也未安装任何脱硝装置,为了满足当地环保部门提出的新的锅炉烟气排放标准,决定对麦垛山煤矿燃煤锅炉原有环保设施进行技术改造。

3 锅炉除尘、脱硫、脱硝技术改造

3.1 除尘系统改造采用目前国内除尘技术成熟、广泛使用的布袋除尘装置,长袋低压脉冲布袋除尘器。工作原理如下:

长袋低压脉冲布袋除尘器采用外滤式的气体净化方式。气体除尘流程:含尘气体→中部进风口→阻火装置(去除未燃尽的火星颗粒物及大颗粒物通过自然沉降及阻火装置分离后直接落入灰斗)→气流分散区→导流型气流分布装置→过滤室底部→中箱体(过滤室)→洁净气体→透过滤袋→上箱、排风管排出→除尘器灰斗收集粉煤灰由气力输送装置输送至灰库集中综合利用。

在除尘流程中,过滤室内气流均匀分布,经阻燃沉降除尘后的粉尘经导流装置后进入过滤区附着在滤袋外表面。为了杜绝二次扬尘,袋室内气流必须保持低速流动,同时滤袋底部与进风口必须保持一定的高度差。

3.2 脱硫系统改造:采用湿法脱硫技术进行脱硫,即湿法氧化镁脱硫工艺。氧化镁法脱硫的主要化学反应原理如下:

①氧化镁浆液制备:MgO(固)+2H2O=Mg(OH)2(浆液)+H2O

Mg(OH)2(浆液)=Mg2++2OH-

②SO2的吸收:SO2(气)+H2O=H2SO3

Mg2++SO32-+3H2O→MgSO3·3H2O

Mg(OH)2+SO2→MgSO3+H2O

MgSO3+H2O+SO2→Mg(HSO3)2

Mg(HSO3)2+Mg(OH)2+10H2O→2MgSO3·6H2O

③脱硫产物氧化:MgSO3+1/2O2+7H2O→MgSO4·7H2O

MgSO3+1/2O2→MgSO4

循环吸收浆液的pH值必须控制在5.5~7.5之间,为了控制PH值,可以通过加入Mg(OH)2浆液的量来调节。

延伸阅读:

中小燃煤机组脱硫除尘一体化超低排放改造实例

工业窑炉脱硫除尘新技术经验分析

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