大庆油田集中供热燃煤锅炉烟气净化改造技术
■矣会_§«，也202丨年第8期环保技术
大庆油田集中供热燃煤锅炉烟气
净化改造技术
高岩大庆油田质量安全环保监督评价中心黑龙江大庆163000
摘要：以大庆油田现有集中供热燃煤锅炉为例，分析比较现有烟气净化技术的可行性、经济 性，结合大庆油田现有供热锅炉运行特点，提出布袋除尘（电袋复合除尘）、石灰石石膏法脱硫、SNCR法脱硝（预留SCR改造空间）技术路线，为其实现超低排放提供技术思路，并详细介绍烟气除尘、烟气脱硫、烟气脱硝的工艺技术。
关键词：烟气；燃煤锅；供热；净化
刘敏涛演技惹争议大庆油田集中供热燃煤锅炉烟气治理工艺全部采用单元式布置的陶瓷多管干式除尘和碱法湿式脱硫工艺，烟气排放执行《锅炉大气污染物排放标准》（GB 13271-2014)在用锅炉标准。执行“超低排放”标准是未来几年内的必然趋势，而现有烟气治理工艺仍无法满足《清洁取暖 规划》关于“清洁燃煤集中供暖”和“超低排放”的标准要求。考虑技术改造的长期有效性与投资经济性之间的关系，结合大庆油田供热锅炉现状，超低排放改造的技术思路确定为通过采取相应的除尘、脱硫与脱硝技术，达到《锅 炉
大气污染物排放标准》（GB 13271-2014)锅炉 特别排放限值标准。
1烟气净化关键技术
大庆油田供热燃煤锅炉主要炉型为链条炉，根据《锅炉大气污染物排放标准》（GB 13271-2014)，链条炉运行过程中产生的大气污染物主要成分为颗粒物、二氧化硫、氮氧化物，对应的烟气净化技术可分为：除尘技术、脱硫技术、脱硝技术。
1.1除尘技术
能满足超低排放要求的除尘技术主要有布袋除尘、电袋复合除尘。
1.1.1 布袋除尘
基本原理：含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的空隙时，粉尘被滤料阻留下来，透过滤料的清洁气流从排出口排出。沉积 于滤料层上的粉尘层，在机械振动的作用下从滤料表面脱落下来，落入灰斗中。
技术特点：除去效率可达99%以上，该技术 具有结构简单，投资少，运行稳定的优点。
缺点：布袋除尘器一是体积较大，在利用现有房屋情况下，占用房屋面积较大；二是停运期间滤袋更换和检修较麻烦，易产生糊袋等问题。
1.1.2 电袋复合除尘（电除尘+布袋除尘）
基本原理：电袋复合除尘器是通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤联合除尘。
技术特点：电袋复合式除尘器通过前级电除尘区去除80%〜90%的烟气粉尘，后级滤袋过滤区捕集少量的残余粉尘。同时利用通过前级电场区产生的荷电粉尘，可有效改善沉积在滤袋表面粉尘层的过滤特性，使滤袋的透气性能、清灰性能得到大幅改善，从而达到低阻高效收尘的效果。
缺点：电区火花放电产生臭氧，在高温条件下与NO、S02反应产生N02、S03。N02和 s o3可能对布袋产生氧化、腐蚀，降低其使用寿命。
1.2 脱硫技术
能满足超低排放要求的脱硫技术主要有湿法脱硫、干法（半干）法脱硫。
1.2.1 湿法脱硫
基本原理：烟气经增压栗入吸收塔，与喷 淋的浆液逆向接触，去除其中的S02，洗涤后的烟气经烟囱排入大气。
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环保技术•矣全j SJ s UJL2021 年第 8 期
技术特点：技术成熟，脱硫效率尚，可达 98%以上。
缺点：治理副产物石膏需回收，再利用难度较大。
1.2.2 干法（半干）法脱硫
基本原理：采用消石灰作为吸收剂喷入循环流化床反应塔内，烟气从吸收塔的底部文丘里装置进入吸收塔，烟气流速升高，在此喷入雾化水，使烟气增湿，同时降低烟气温度（利于 吸收）。烟气中的s o2与吸收剂反应生成亚硫酸钙，带有大量固体颗粒的烟气从吸收塔上部排出，然后进入除尘器，大部分的固体颗粒通过除尘器下的再循环系统，返回吸收塔继续参加反应。
技术特点：脱硫效率尚，最尚可达99%以上；S02出口浓度可小于5mg/Nm3，钙硫比低。
缺点：设备运行需物料循环流化，对于经常启停的锅炉存在控制难度较大的问题。
1.3 脱硝技术
能满足超低排放要求的主要有S C R、SN C R、SNCR+S C R及氧化吸收脱硝技术。
1.3.1 S C R (选择性催化还原脱硝）技术
基本原理：在催化剂的作用下，在温度300°C〜450°C范围内，利用还原剂（NH.,)将烟 气中的氮氧化物还原成1^2，由于1^比具有选择性，只与氮氧化物反应，基本不与〇2反应。
技术特点：S C R技术由于有催化剂参与反应，可大大降低反应温度，将反应温度降低至300°C以上，脱硝效率较S N C R高，约为50%〜95%。
缺点：一是催化剂成本较高，根据相关技术企业介绍，催化剂使用时间可持续16000〜17000h，按照现有运行方式，3〜4年需进行催化剂更换，以80t/h锅炉为例，单台锅炉更换价格为200万元左右，按照大庆油田单个集中供热锅炉房5台炉计算，单个锅炉房更换成本超1000 万元；二是S C R需要设置反应器，在现有锅炉 房房屋改造需要占用一定的空间。
1.3.2 S N C R (选择性非催化还原脱硝）技术
基本原理：在温度85CTC〜125(T C范围内，将还原剂喷入锅炉烟气中，生成氮气和水。
技术特点：与S C R技术相比，S N C R技术利 用炉内的高温来驱动氨与氮氧化物的反应，因• 20•此，节省了催化剂和体积庞大的反应器，费用 不高，投产快，去除效率可达60%。
缺点：该技术主要原理是向炉膛内高温区喷射药剂脱硝，由于炉排运动以及负荷变化，炉膛内高温区可能存在变化，喷射的药剂可能不能全部反应，存在氨逃逸的可能。
1.3.3 S N C R+S C R技术
基本原理：S N C R与S C R联合脱硝。
技术特点：SN C R+S C R主要是平衡2种方法 的优点，在可达到与S C R相同效果的前提下，可减少催化剂成本，缩小S C R反应器体积。并 且该技术可降低S N C R技术氨逃逸率。燃烧电视剧简介
缺点：需对炉前部后部都进行改造，2套设 备同时运行增加设备故障率。
1.3.4 氧化吸收脱硝技术
基本原理：用强氧化剂将烟气中的不溶性N O氧化成可溶的N02、>^03等，再进入脱硫塔 与脱硫液反应生成硝酸盐。氧化吸收法脱硝效率在80%〜90%。目前，常用的氧化剂有臭氧(03)和亚氯酸钠（NaCl02)等。
技术特点：氮氧化物的臭氧氧化具有很高的选择性，因为气相中的氮氧化物被转化成溶于水溶液的离子化合物，氧化反应更加完全，从而不可逆地脱除了氮氧化物，脱硝过程不直接产生副产物，加入的臭氧被反应所消耗，过 量的臭氧可以在喷淋塔中分解。
缺点：氧化剂费用高，需消耗大量电能。
2 大庆油田集中供热燃煤锅炉烟气净化改造技术
2.1大庆油田集中供热锅炉特点
形容春天下雪的句子大庆油田是高寒地区，冬期较长，供暖6 个月。目前，区域集中供热主要有2类，一类 是偏远地区无法与热电厂联网，单纯区域锅炉房提供集中供热服务，另一类是与热电联产的电厂联合供热，油田集中供热锅炉房作调峰运行。在锅炉房设计上，由于地处高寒地区，各集中供热锅炉房所有设备均布置在已建成的现有厂房内。上述情况共同决定了大庆油田集中供热燃煤锅炉有以下特点：一 是多数集中供热锅炉房为调峰锅炉房，锅炉 启停较为频繁，负荷波动较大，排放的烟气中污染物浓度与排放量也随之频繁变化：二
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是现有锅炉房室内较为局促，室内空间不满足烟气净化改造要求，现阶段能够实现超低排放的烟气净化设备均体积较大，均需考虑高寒地区烟气净化设备的室外布置；三是部分区域集中供热锅炉房均临居住区而建，对 改造新增的环境影响较为敏感。
2.2 技术路线的确定
根据大庆油田集中供热特点以及对烟气净化主要工艺的研宄，初步确定以下技术路线：布袋除尘（或电袋复合除尘器）—石灰石-石膏湿 法脱硫—S N C R法脱硝（预留S C R改造空间）。
2.2.1 技术路线的选择考虑
(1)除尘系统
布袋除尘器为确保烟气均匀地分配至各仓室，避免出现仓室温度、阻力不均匀的问题，除尘器设计多为水平进风，导致其体积一般较大。但在同等排放效果下，布袋除尘器较电袋复合除尘器具有成本更低的特点。因此，建议 在现场满足布置要求条件下尽量选用布袋除尘器，现场无法满足布置要求选电袋复合除尘器。
(2)脱硫系统
湿法脱硫技术较干法（半干法）脱硫更能适 合锅炉启停频繁、负荷波动，符合大庆油田集中供热锅炉的运行特点。同时，黑龙江石灰石资源较为丰富，脱硫剂资源易得，因此，脱硫 系统选择石灰石-石膏湿法脱硫，其反应式表示如下：
a)吸收
在吸收塔中，烟气中的802和503按照以下 反应式被溶液中的水吸收：
s o2 + H2O^H2S〇3
S〇3 + H20^i H2S〇4
b)中和反应
H j s o d n h2s o4必须很快被中和以保证s o2和s o3被有效吸收。
h2s o3、h2s o4与悬浮液中的碱按以下反应式发生反应：
Ca(OH)2 + H2S03->CaS〇3+ H20
CaS03 + H2S03—Ca(HS03)2
Ca(OH)2 + H2S04—CaS04+ H20
c)氧化反应
通过曝气氧化，将塔釜浆液中的半水亚硫酸钙，强制氧化成二水硫酸钙，即石膏：
CaS03 •l/2H20+l/202+3/2H20—CaS04 • 2H20同时，在脱硫系统设计过程中，要预留空余喷淋层，以满足超低排放需要。在空间过于局促的锅炉房，要结合运行方式考虑多炉一塔以及烟塔合一设计，提高空间利用率，改造经济性。
(3)脱硝系统
脱硝系统可重点考虑SC R+S N C R方法，该 方法能提高S N C R技术的处理效率，同时也可在 一定程度上弥补S C R运行成本较高的问题。
其反应式表示如下：
4NO + 4NH3+ 〇2-^4N2+ 6H20
6N02+ 8NH3—7N2+ 12H20
3 现场应用
大庆油田某生产单位对以洗精煤为燃料的100t/h、80t/h链条炉各1台进行烟气净化技术改造，采用布袋除尘器+烟塔一体式脱硫塔（石 灰石-石膏法）+SN C R+S C R联合脱硝方法，副 产品脱硫石膏经真空皮带脱水机脱水后外运再利用。改造后烟气可达到超低排放，烟气排放结果见表1，实际运行满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014)特别排放限值要求。
表1实际排放浓度与排放标准浓度要求对比表
州 3
单位：mg/m3项目污染物烟尘二氧化硫氮氧化物
实际监测值1285.3112.5
标准要求限制30200200
4结语
推进集中供热锅炉烟气净化改造是打赢蓝天保卫战的重要举措，有利于减轻环境污染，保障空气质量，
实现经济社会效益双赢。研究 集中供热锅炉的烟气净化改造技术不仅为超低排放开拓新路，也将对整个行业的环保工作提升提供支持。口
(下转第24页）
祝福高考学子的祝福词
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后，会出现轻烃和水分层的现象，水会沉积在罐的底部。需要通过罐的底部取样阀将轻烃取出，并进行分析化验轻烃中的水含量是否合格，将不合格的轻烃先排到地下槽，然后通过泵返回到系统重新萃取提纯。轻烃罐的现场液位计原设计为磁翻板液位计，将其更型为透明的玻璃管液位计，通过玻璃管液位计可以直接观察轻烃管内是否有水沉积，减少取样的频次，同时降低恶臭气体的逸出机率。
4.4 加装臭气捕集装置
综合罐区轻烃储罐原设计在上方安装有呼气阀，储罐内压力上涨时会自动排出气体，也 成为恶臭气味的来源。为消除此处的恶臭源，增设了臭气捕集装置，包括收集器、罗茨风机及配套管道阀门。罗茨风机型号为150，流量为 32m3/h。正常情况罗茨风机运行，呼气阀周围区域因空气被抽走，形成负压区。呼气阀排出的气体与空气同时被罗茨风机抽送到硫回收装置的尾气焚烧炉内，恶臭气在尾气焚烧
炉内燃烧后，再经氨水洗涤其中的硫化物后达标排放，硫化物与氨反应生成硫铵溶液。臭气捕集装置示意图见图3。
4.5 其他措施
轻烃在综合罐区轻烃储罐中放置一段时间后，也会有水沉积出来，此部分水可以返回到低温甲醇洗装置，返水操作时，通过装车泵出U返 水管线送到低温甲醇洗地下槽内，避免通过槽车 返水时轻烃臭气的逸出；对轻烃取样分析、装车 作业、涉及轻烃的设备检修等各个环节加强管控，杜绝跑冒滴漏，全方位控制恶臭气味散发。
I—轻烃储罐：2—呼气阀：臭气捕集器；4 一罗茨风机: 5—硫回收尾气焚烧炉。
图3 臭气捕集装置示意图
5 实施效果
由于产生恶臭气味的硫化物成分复杂，种 类繁多，很难做到准确检测，只能以现场环境得到改善作为评价依据。通过一系列措施的实施，生产作业现场恶臭气味明显降低，厂区及 周边区域环境质量得到大幅度改善。轻烃恶臭气的治理，在保证公司的环保验收达标的同时，也取得显著社会效益，也为公司实现更大的经济效益创造了必要条件。口
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