工程新建烟气脱硫、脱硝设施为某热电厂动力分厂锅炉配套设施ꎬ脱硝部分采用低氮燃烧技术(ＬＮＢ) ＋ 选择性催化还原技术(ＳＣＲ)组合技术进行处理ꎬ脱硝后烟气经余热回收后进入脱硫除尘部分ꎻ脱硫除尘部分采用空塔喷淋技术对烟气进行处理ꎬ目的为降低烟气中二氧化硫及颗粒物的含量ꎻ经处理后的烟气满足«火电厂大气污染物排放标准»(ＧＢ１３２２３ － ２０１１)的要求。
１ 基本参数
再生烟气脱硫、脱硝设施处理来自动力分厂１＃、２＃、３＃三台锅炉的烟气分属于动力分厂配套环保设施ꎬ烟气处理量分别为 ６. ０ × １０４ Ｎｍ３ / ｈ(湿基)、１１.０×１０４ Ｎｍ３/ ｈ(湿基) 、１１. ０×1０４Ｎｍ３/ ｈ(湿基)。其中脱硝单元为每台锅炉单独设置脱硝设施，脱硫单元设施满足三台炉同时运行工况。
夏季运行 １＃锅炉，夏季工况运行 ４ ０００ ｈ；冬季运行 ２＃或 ３＃锅炉，冬季工况运行 ４ ０００ ｈ；最大工况运行 １ ＃、２ ＃、３ ＃锅炉运行时间小于２００ｈ。
３工艺设计基础
３.１装置能力
项目处理烟气量夏季６. ０× １０４Ｎｍ３/ ｈ (湿基)，冬季 １１. ０ × １０４ Ｎｍ３ / ｈ ( 湿基)ꎬ最大工况
２８. ０ × １０４ Ｎｍ３ / ｈ(湿基)ꎬ年操作时数 ８ ０００ ｈ。
３. ２原料性质、技术规格及数量
３. ３ 范围与分工
设计范围为新建烟气脱硫、脱硝项目界区内的全部工程，包括烟气脱硫和烟气脱硝两个单元，烟气脱硝单元包括低氮燃烧器、ＳＣＲ 反应器及锅炉改造等全部内容，烟气脱硫单元包含洗涤塔部分、含盐污水过滤、及配套碱液缓冲输送部分，６０％ ~ １１０％ ，烟气脱硫单元夏季工况的操作弹性为 ６０％ ~ １１０％ ，冬季工况的操作弹性为 ６０％ ~１１０％ ，同时满足最大工况时脱硫除尘的要求。
３. ４产品、副产品及去向
项目产品为净化烟气、废渣和含盐污水。净化烟气经洗涤塔烟囱直排大气；废渣作为危废由有资质的厂家回收；净化后的污水送至公司脱盐水站中和池外排水管网，排至安全泄放点。
４ 改造技术方案
项目脱硝部分采用低氮燃烧技术(ＬＮＢ) ＋ 选择性催化还原技术(ＳＣＲ)进行处理ꎬ脱硝后烟气经余热回收后进入脱硫除尘部分，脱硫除尘部分采用空塔喷淋技术对烟气进行处理，目的为降低烟气中二氧化硫及颗粒物的含量。
４. １ 脱硫系统技术要求
４. １. １物料计算
４. １. ２项目脱硫工艺拟采用湿式钠碱法脱硫工艺
锅炉烟气经引风机进入洗涤塔洗涤，洁净烟气从烟囱排入大气， 脱硫废液将 ＰＴＵ 处理，经管道送至公司盐水站中和池外排水管网，排至安全泄放点。
４. １. ３ 钠碱法工艺原理
钠碱法是较为常用的脱硫方法之一，钠碱法是用氢氧化钠溶液在低温下吸收 ＳＯ２后生成 Ｎａ２ＳＯ３，达到从烟气中脱除 ＳＯ２的目的，洗涤塔脱硫主要反应原理如下:
(１)吸收
在洗涤塔中ꎬ烟气中的 ＳＯ２和 ＳＯ３按照以下反应式被溶液中的水吸收，
ＳＯ２＋ Ｈ２Ｏ < ＝＝> Ｈ２ ＳＯ３
ＳＯ３＋ Ｈ２Ｏ < ＝＝> Ｈ２ ＳＯ４
(２)中和反应
Ｈ２ ＳＯ３和 Ｈ２ ＳＯ４必须很快被中和以保证有效的 ＳＯ２和 ＳＯ３ 吸收。Ｈ２ ＳＯ３ 、Ｈ２ ＳＯ４ 、ＨＣｌ 和 ＨＦ 与悬浮液中碱按以下反应式发生反应:
ＮａＯＨ ＋ Ｈ２ ＳＯ３ <＝＝ > Ｎａ２ ＳＯ３ ＋ Ｈ２Ｏ
ＮａＯＨ ＋ Ｈ２ ＳＯ４ <＝＝ > Ｎａ２ ＳＯ４ ＋ Ｈ２Ｏ
ＮａＯＨ ＋ ＨＣｌ < ＝＝> ＮａＣｌ ＋ Ｈ２Ｏ
ＮａＯＨ ＋ ＨＦ < ＝ ＝ > ＮａＦ ＋ Ｈ２Ｏ
(３)副反应
烟气中所含的氧量将把脱硫反应中生成的亚硫酸钠(Ｎａ２ ＳＯ３ )氧化成硫酸钠(Ｎａ２ ＳＯ４ ):
２Ｎａ２ ＳＯ３ ＋ Ｏ２ < ＝ ＝ > ２Ｎａ２ ＳＯ４
ＳＯ２吸收系统主要由脱硫主塔、喷淋层、组合式除雾器、预埋件及外部钢结构、冲洗系统组成。
４. １. ４ 脱硫系统
结合工程场地及技术特点ꎬ这次脱硫改造采用钠碱法单塔单循环技术。
(１)烟气系统
系统原锅炉烟气直接排烟囱ꎬ现对原烟道部分在适当位置进行封堵ꎬ本系统不含增压风机，系统阻力由引风机克服ꎬ增设洗涤塔后系统阻力增大，需要对现有引风机进行改造。
(２)吸收系统
１＃、２＃、３＃锅炉烟气经烟道进入洗涤塔，在洗涤塔内被氢氧化钠溶液吸收，净烟气直接由洗涤塔顶部烟囱排放。三台机组共用一套吸收系统，设一台洗涤塔。直径 ６. ８ ｍ，塔顶设置烟囱，洗涤塔总高 ６０ ｍ，塔内设 ３ 层喷淋层(２ 用 １ 备)，对应 ３ 台洗涤塔循环泵。洗涤塔入口设有事故烟气喷淋系统，吸收了 ＳＯ２ 的再循环溶液落入洗涤塔反应池。项目脱硫氧化系统采用塔内氧化和塔外氧化相结合的方式进行，设 ２ 台氧化风机ꎬ一用一备，将氧化空气鼓入吸收塔反应池和氧化箱，氧化空气分布系统采用管网式，通过塔内氧化和塔外氧化相结合ꎬ使脱硫反应物被氧化空气完全氧化，吸收塔设置两台污水外送泵ꎬ一用一备，将氧化箱中的洗涤液排至废水 ＰＴＵ 处理系统。脱硫后的烟气通过除雾器来减少携带的水滴，除雾器出口的水滴携带量不大于 ７５ ｍｇ / Ｎｍ３，两级除雾器采用传统的顶置式布置在吸收塔顶部，除雾器由聚丙烯材料制作，型式为平板式，两级除雾器均用工艺水冲洗， 冲洗过程通过程序控制自动完成。
(３)氢氧化钠供给系统
厂区内设一个氢氧化钠溶液储罐，储罐大小Φ２ ０００ ×２ ４００ ｍｍ，氢氧化钠浓度为 ３０％ ，２ 台注碱泵，一用一备，储罐内溶液由注碱泵送入洗涤塔
(４)工艺水系统
厂区内设一个工艺水箱，水箱大小 Φ３ ０００ ×３ ３００ ｍｍ，２ 台工艺水泵，一用一备，为脱硫系统提供工艺用水。
(５)废水 ＰＴＵ 处理系统
脱硫污水由氧化箱排出泵外排到污水过滤器，污水过滤器设置２ 台，污水经过滤器处理后，净化污水外排到厂区污水处理区。滤渣排废渣滤箱，滤液排地坑，进入地坑的溶液再由地坑泵打回至吸收塔。
４. １. ５ ＦＧＤ 装置布置
烟气脱硫单元主要包括洗涤塔区及排液处理区(ＰＴＵ 区)两部分ꎬ共占地面积约 ４００ ㎡， 洗涤塔区主要包括洗涤塔及平台构架、洗涤塔区泵房，根据工艺流程特点及现场实际情况ꎬ将洗涤塔及平台构架布置在动力一厂系统管排的西侧的空地ꎮ 洗涤塔平台构架的南侧为洗涤塔区泵房，泵房内布置 ５ 台机泵，３ 台洗涤塔循环泵，２ 台氧化风机。 洗涤塔烟道自洗涤塔东侧进入洗涤塔。ＰＴＵ 区布置在洗涤塔区的北侧，ＰＴＵ 泵房内，布置 ８ 台机泵、２ 台注碱泵、２ 台污水外送泵、２ 台工艺水泵及 ２ 台地坑泵、 还布置有两台废水过滤器及废渣滤箱，一个工艺水箱，并留有固废车装卸位置ꎬ便于进车装卸废渣。 ＰＴＵ 系统产生的污水经系统管廊送至脱盐水站中和池外排水管网，排至安全泄放点。
４. １. ６ 辅助设施
４. １. ６. １ 保温与油漆
脱硫装置中设备、管道的保温、油漆按满足«火力发电厂保温油漆设计规程» (ＤＬ / Ｔ５０７２ －１９９７)设计。保温材料采用复合硅酸盐，保护层采用 ０. ７~ １ ｍｍ 左右的铝皮。设备、管道的保温结构设计和常用的保温材料性能按的有关规定执行。
４. １. ６. ２ 防腐与露天防护
所有接触浆液设备的材料根据不同的情况均采取防腐措施。所有工作介质为氢氧化钠溶液的设备和管道及可能接触到烟气冷凝液的烟道都需要采取防腐措施:吸收塔壳体采用 ３１６Ｌ 复合板，烟囱采用３１６Ｌ、各种浆液泵的壳体内衬橡胶(叶轮用合金
钢)、接触到吸收剂浆液的箱体采用 ３１６Ｌ 复合板、浆液池(砼结构) 内衬耐酸碱瓷砖、各种浆液管道内衬橡胶或采用 ＦＲＰ 管(小管道用不锈钢)。
４. ２ 脱硝系统技术要求
项目脱硝部分采用低氮燃烧技术(ＬＮＢ) ＋ 选择性催化还原技术(ＳＣＲ)进行处理。脱硝后烟气经余热回收后进入脱硫除尘部分。
装置特点如下:
(１)脱硝技术选择低氮燃烧技术和 ＳＣＲ 组合工艺不产生二次污染；
(２)每台锅炉的脱硝设施设置 ２ ＋ １ 层催化剂，满足未来更高环保标准要求；
(３)脱硝催化剂选用国产催化剂，降低操作费用ꎮ (催化剂业主供货)；
(４)通过优化锅炉省煤段结构，将 ＳＣＲ 反应段布置在锅炉内，降低压降，减少工程量及投资。
４. ２. １ 设计基本参数
４. ２. ２ 低氮系统设计
通过燃烧角度控制 ＮＯｘ 的排放量ꎬ可统称为低氮燃烧技术， 在低氮燃烧技术中应用广泛的、使用效果理想的就是低氮燃烧器方法，本改造工程选用锅炉厂家提供的设计方案，由专业低氮燃烧器厂家提供专项设备。
４. ２. ３ ＳＣＲ 系统
４. ２. ３. １ ＳＣＲ 系统简介
ＳＣＲ 是英文 Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｓｔ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ 的缩写，就是选择催化还原法，是指还原剂(ＮＨ３ )在催化剂和一定温度的作用下，将烟气中 ＮＯｘ 还原为氮气和水， “选择性”是指氨有选择性地将 ＮＯｘ 进行还原的反应， 主要包括制氨部分、还原剂混合部分、喷氨栅格、反应器及其内部的催化剂层等。
４. ２. ３. ２ ＳＣＲ 供氨部分
烟气脱硝所用还原剂(ＮＨ３ ) 由制氨系统提供，为新建工程， 改造单位负责将氨气管路接引至 ＳＣＲ 区，氨气经稀释模块稀释后进入烟道内的喷氨格栅。
４. ２. ３. ３ ＳＣＲ 反应器部分
此部分为锅炉改造部分，改造原则
(１)重新布置锅炉省煤器受热面，在 ２ 组省煤器模块之间预留足够空间，满足脱硝反应温度(３２０ ~ ４２０ ℃ ) 的需求， 新省煤器采用新型模块化翅片管换热器技术ꎬ在保证锅炉性能的前提下，提高换热器质量，减小换热器占据空间ꎬ降低烟气阻力。
(２)重新布置烟气换热器设备ꎬ一级烟气换热器布置在水平段烟道ꎬ同时将低温省煤器与二级烟气换热器设备二合一成一个新的换热器模块，节省空间。
(３)所有主要设备模块化设计，降低现场安装周期及成本。
(４)脱硝反应器模块ꎬ现场堆砌、拼焊为一体，节省空间。
５ 工艺特点
改造 项目特点如下:
(１)选择低氮燃烧技术和 ＳＣＲ 组合工艺，不产生二次污染，
(２)每台锅炉设施 ２ ＋ １ 层催化剂ꎬ满足未来更高环保标准要求。
(３)选用国产催化剂ꎬ降低操作费用。
(４)通过优化锅炉省煤段结构。
将ＳＣＲ反应段布置在锅炉内，降低压降。减少工程量及投资。
(５)洗涤塔烟气入口设置急冷喷嘴，事故状态下降低入口烟气温度。
(６)采用３１６Ｌ材质的中空喷嘴，减少烟气压降，提高脱硫、除尘效率。
项目为新建环保设施，目的为降低外排烟气中二氧化硫、氮氧化物、颗粒物的含量，满足直排标准，同时不产生新的污染物。 应用国内流行、成熟工艺:烟气脱硝单元采用低氮燃烧技术和还原法脱硝ＳＣＲ技术，烟气脱硫单元工艺采用空塔喷淋技术，以上技术组合脱硝脱硫效率高。同时对装置的影响小，运行稳定，对事故工况的适应能力强。 此方案已在众多火电厂脱硫脱硝改造中成功应用，是值得起推敲的实用工艺，相信会在更多的火电厂发挥它的作用与价值，为火电厂环保改造事业添砖加瓦!
