某电厂烟气脱硝脱硫和除尘系统改造的研究

2）脱硫装置。改造前，机组烟气脱硫采用1炉1塔、烟塔合一排烟技术。在塔体底部直接布置浆液池，在塔体上部设置四层喷淋层。改造前机组脱硫出口SO2浓度基本稳定在50mg/Nm3～200mg/Nm3范围之内，脱硫效率不低于95%，排放出口SO2能达标排放，但不能满足未来超低排放要求。主要原因为：

(1)吸收塔喷淋层母管和支管因施工质量差，存在喷嘴严重磨损及少量脱落，影响脱硫安全稳定运行；

(2)吸收塔氧化风机设计压头偏小，尤其经长期运行后，故障频繁，效率下降，轴承温度高，对脱硫系统影响较大；

(3)塔外循环管存在局部磨损严重，在循环泵出口大小头及弯头变径处经常发生漏浆现象；

(4)自脱硫投运以来，脱硫废水直排入灰浆池，废水系统一直未投运，且相关管道设施已腐蚀损坏。

3）除尘装置。改造前，机组使用两台卧式双室六电场静电除尘器，烟气出口烟粉尘基本上浓度都控制在30mg/m3以下，除尘效率>99%，但外排烟尘仍不能满足超低排放要求。主要原因为：静电除尘器去除细小的颗粒物有一定局限性，尤其是对于粒径在0.1μm～1.0μm的烟尘其除尘效果表现更低。

2 烟气脱硝、脱硫和除尘系统改造的研究

考虑目前市场上常用的脱硝、脱硫、除尘的改造方法，并基于本电厂烟气处理系统的实际情况，现对该机组进行如下改造研究。

2.1 烟气脱硝改造

改造前电厂采用的是低氮燃烧+SCR脱硝工艺，脱硝原设计效率为50%，执行NOx的排放限值为200mg/Nm3。根据最新要求2020年达到排放限值为50mg/Nm3，脱硝率为87.5%。

为了达到超低排放要求，针对前述分析，认为需要增加脱硝装置的催化剂装填高度，并加大氨的喷射量，以进一步降低NOx排放浓度。具体措施为：

1)SCR反应器区改造。

(1)催化剂。加装一层高度975mm的催化剂（单台炉体积168m3），第二次为在其达到化学寿命后更换，以后每3年更换一次。同时，增加烟气在反应器内的停留时间。

(2)吹灰系统。取消蒸汽吹灰器，每层新增1台声波吹灰器，并相应调整声波吹灰高度位置。

(3)氨稀释喷射系统。每台炉更换2台计量模块，设计出力为132.5kg/h，调节范围为10%～120%。

(4)尿素水解系统。需加大处理，更换大的流量计量模块，氨产量需要达到165kg/h。

(5)流场及涡流混合器。整体更换原稀释风管道和阀门，更换氨空气混合器，改造后氨耗量为165kg/h，所需稀释风流量为4 355Nm3/h。同时，改用冷一次风，并在反应器下部设冷风加热管道。

2）还原剂存储及制备。原尿素溶液制备和存储均能满足改造后的要求，无需改造。

3）实现全负荷脱硝。根据现有的统计结果，低于最低喷氨温度的时间占比约4%，不能满足98%要求。因此，需要通过拆分省煤器以及省煤器入口加装旁路烟道、热水再循环等技术，提高低负荷时省煤器出口烟温。

改造后SCR脱硝工艺，如图3所示。

图3 改造后4#机组脱硝工艺流程

2.2 烟气脱硫改造

本工程脱硫改造后要求排放浓度为35mg/Nm3，改造后预期脱硫效率为99.1%。目前改造技术主要有单塔双循环技术、双塔双循环技术等。

通过技术经济比较可知，两种方案造价及阻力均差别不大。结合本项目的实际情况，充分利用现有设备，并考虑双塔方案停炉时间较短，可靠性及对硫分适应性更高，本项目优先采用双塔双循环技术。具体措施为：

1）原有吸收塔基本无需改造，将原塔作为一级塔，新建塔作为二级塔；

2）在现有吸收塔出口增设临时烟囱，以减少停炉时间；

3）拆除管式烟气换热器（GGH），利用取消GGH位置布置新建吸收塔；

4）每台炉新建塔径为13m的二级塔，设置三层石灰水喷淋层，两层搅拌，每层设置三台搅拌器用于石灰石浆池搅拌，同时设置两台氧化风机，一用一备，用于二级塔浆池氧化。

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