申報單位
 

　　北京首創環境科技有限公司
 

　　推薦單位
 

　　北京市環境保護產業協會
 

　　一、技術簡介
 

　　適用范圍
 

　　該技術主要用于生物質行業鍋爐煙氣控制中，用于對煙氣中的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等的去除，該項目采用先進工藝設計，實現了良好的性能指標，能滿足煙氣超低排放要求(二氧化硫、氮氧化物、顆粒物分別低至35mg/Nm3、50mg/Nm3、10mg/Nm3)，工藝運行穩定，脫除效率高，同時抗鍋爐負荷波動性好，運行穩定可靠，故障率低，具有工程實施較為簡單易行、運行成本低、建設工期短、服務周期長等特點，適用于各類規模的生物質發電煙氣超凈排放。
 

　　技術原理
 

　　技術原理主要包括以下三項：
 

　　1. SNCR脫硝和深度脫硝的協同脫除：爐內以尿素為還原劑，然后在壓縮空氣作用下霧化后噴入爐膛850-950℃的高溫區與煙氣中的NOx完成反應，深度脫硝工藝主要是選擇性催化還原法(簡稱SCR)或是新興高分子脫硝技術(簡稱PNCR)。
 

　　2. 干法脫硫：采用小蘇打干法噴射脫硫工藝。經過旋風除塵的高溫煙氣被引入干法脫硫煙道，在此處高溫煙氣與細化后均勻噴入煙道的小蘇打充分混合，發生物理、化學反應達到脫酸的目的，在這一區域主要完成吸收劑與SOx等酸性氣體的反應。小蘇打干法脫酸工藝主要化學反應如下：
 

　　3. 旋風除塵器+袋式除塵器的原理：利用生物質鍋爐產生的含塵氣流作旋轉運動，借助于離心力降塵粒從氣流中分離并捕集于器壁，再借助重力作用使塵粒落入灰斗，然后利用脈沖式布袋除塵器收集上述反應生成的NaCl、Na2SO3、Na2SO4、生物質灰等，干凈的煙氣通過引風機送到煙囪排入大氣，從而實現對煙氣中粉塵的超低排放處理。
 

　　工藝路線
 

　　煙氣凈化工藝流程為：脫硫除塵凈化工藝采用“前段省煤器+旋風除塵器+干法脫硫+袋式除塵器+后段省煤器”的流程，煙氣經爐內SNCR反應脫除一部分NOx后，從前段省煤器排出，采用省煤器分段布置的方式，煙氣溫度處于160~260℃范圍，隨后經過旋風除塵器預除塵，經過旋風除塵的高溫煙氣被引入干法脫硫煙道，在此處高溫煙氣與細化后均勻噴入煙道的小蘇打充分混合，發生物理、化學反應達到脫酸的目的。煙氣經脫硫后進入高溫袋式除塵，經除塵器捕集下來的脫硫灰渣及脫硫劑固體顆粒通過氣力輸送至脫硫灰庫內。
 

　　脫硝工藝采用“SNCR+深度脫硝”流程，深度脫硝為PNCR或SCR，“SNCR+PNCR”脫硝流程為：采用壓縮空氣為載體，把高分子脫硝劑送入爐內，入口和爐膛呈現一定角度，同時爐內采用SNCR同時噴射尿素，和煙氣中NOx反應。“SNCR+SCR”脫硝流程為：煙氣先經爐內SNCR工藝脫除一部分NOx，煙氣從鍋爐尾部前段省煤器排出，依次經旋風除塵器除塵，干法脫硫、高溫袋式除塵后進行中低溫SCR脫硝，SCR采用低塵低硫布置，避免催化劑中毒失效，后進入后段省煤器，可回收更多余熱，即進入煙囪的煙氣溫度可低于常規鍋爐排煙溫度。
 

　　應用效果
 

　　該套生物質鍋爐煙氣多污染物協同超凈排放控制技術解決方案目前應用于杞縣首創和魯山首創生物質鍋爐中，經運行實踐表明，在工藝系統長時間連續穩定運行后，委托第三方檢測單位對試驗裝置出口煙氣進行檢測，檢測結果為SO2出口平均濃度為14mg/Nm3，NOx出口平均濃度為28mg/Nm3。通過第三方檢測結果可以看出，該工藝可以滿足生物質煙氣超凈排放要求，并且系統設備能夠長期穩定運行。
 

　　針對生物質煙氣特性，做出了相應的改進，采用小蘇打干法脫硫，脫硫效率可達95%以上，無廢水產生；采用高溫袋式除塵器，可適應較高的煙氣溫度，也可保證粉塵過濾效果；該工藝可以有效降低因鈉、鉀等堿性物質引起的催化劑中毒失活以及飛灰黏附、堵塞催化劑問題，煙氣無須再加熱，降低了能源消耗，提高了全廠熱能的利用效率。具有凈化效率高(脫硫、脫硝、除塵)、氨逃逸率低、運行成本低等優點。且系統的工程建設費用及運營費用適中。
 

　　經處理排放后的煙氣可滿足豫環攻堅辦[2020]7號《河南省2020年大氣污染防治攻堅戰實施方案》中限值要求。同時滿足河南省地標DB41/1424-2017《燃煤電廠大氣污染物排放標準》，即在基準氧含量 6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50 毫克/立方米。
 

　　研發背景
 

　　我國是生物質資源大國，生物質能源具有非常好的原料基礎。目前采用生物質直燃發電技術，將農林廢棄物作為熱電聯產的原料生產綠色電能、熱能，電能按照國家生物質發電規劃上網，熱能可以提供工商企業以及采暖用汽。
 

　　近年來，國家各項政策對生物質焚燒發電煙氣污染物排放濃度提出新要求，例如《國能發新能[2018]8號》、《關于印發河南省熱電聯產規劃建設管理辦法的通知》(豫發改能源[2018]712號)、河南省地方標準DB41/1424-2017《燃煤電廠大氣污染物排放標準》等文件要求生物質煙氣污染物排放濃度須達到超低排放標準。因此，生物質鍋爐面臨新的煙氣污染物減排問題。
 

　　生物質鍋爐具有以下特點：爐內溫差大、煙氣含濕量高、煙塵中堿(土)金屬含量高、SO2、NOx濃度波動大等特點。這給脫硫、脫硝工藝的選擇帶來困難，尤其是脫硝。生物質煙氣污染物超低排放技術一直是行業難題，現有技術面臨著運行不穩定、運行成本高、建設成本過高等問題，嚴重影響項目的安全性和投資收益率。
 

　　通過多污染物協同超凈排放控制技術，煙氣治理實現了塵、硝、硫的協同脫除，污染物排放濃度均可以滿足超凈排放標準。
 

　　技術特點
 

　　1. 實現了脫硫脫硝除塵協同處理，不僅工藝可靠性高，而且工程造價相對較低，運行成本低，非常適合現有生物質電廠煙氣處理規模，具有很強的推廣潛力。
 

　　2. 脫硝采用SNCR+深度脫硝的協同處理工藝，脫硝效率高(約90%)，安全性較高。
 

　　3. 脫硫采用干法脫硫工藝，脫硫效率高(約95%)，無廢水產生，無需進行廢水處理。
 

　　4. 除塵采用旋風分離器+布袋除塵器的協同處理工藝，除塵效率99.9%以上。
 

　　5. 可為新建生物質熱電聯產項目客戶提供一站式煙氣處理服務，配套自動化控制系統和在線監控系統；也可為已建生物質熱電聯產項目提供技改服務，服務模式靈活。
 

　　二、典型應用案例
 

　　案例名稱
 

　　杞縣生物質鍋爐煙氣多污染物協同超凈排放技術應用
 

　　案例簡介
 

　　“杞縣生物質鍋爐煙氣多污染物協同超凈排放技術應用”是在燃煤鍋爐煙氣排放技術的基礎上，結合生物質鍋爐的獨特性質，以“高效、穩定、經濟、協同”為主要原則，制定的生物質煙氣超低排放的工藝手段。項目規模為1×30MW高溫高壓抽凝式汽輪發電機+1×130t/h高溫高壓水冷振動爐排鍋爐。采用“SNCR+前段省煤器+旋風除塵+冷卻塔+干法(NaHCO3)脫硫+袋式除塵器+深度脫硝+后段省煤器”工藝，脫硝、脫硫、除塵系統的控制系統技術先進、運行可靠， 功能完善，采用省煤器分段布置的方式，后段省煤器可回收更多余熱，回收煙溫的同時提高鍋爐的爐效。實現了生物質電廠鍋爐煙氣超低排放(燃煤發電超低排放標準：粉塵≦10mg/Nm3，SO2≦35mg/Nm3，NOx≦50mg/Nm3)，有效地減少了粉塵、SO2、NOx的排放。本項目具有創新性，應用范圍廣，在生物質發電鍋爐煙氣深度凈化處于國內領先水平。
 

　　工程總承包和設計單位為北京首創環境科技有限公司，施工單位為山東慧江環保科技股份有限公司，案例建成后轉為業主單位杞縣首創生物質能源有限公司自運行。
 

　　達到的標準或性能要求
 

　　經處理排放后的煙氣可滿足豫環攻堅辦[2020]7號《河南省2020年大氣污染防治攻堅戰實施方案》中限值要求。同時滿足河南省地標DB41/1424-2017《燃煤電廠大氣污染物排放標準》，即在基準氧含量6%條件下，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放濃度分別不高于10、35、50 毫克/立方米。
 

　　業主單位
 

　　杞縣首創生物質能源有限公司
 

　　投運時間
 

　　2021年12月
 

　　工藝流程
 

　　本工程煙氣凈化工藝采用“SNCR+前段省煤器+旋風除塵+冷卻塔+干法(NaHCO3)脫硫+袋式除塵器+深度脫硝+后段省煤器”工藝。
 

　　其中脫硝采用“SNCR+SCR”工藝，脫硫采用干法脫硫(小蘇打)工藝，除塵采用旋風除塵+布袋除塵器工藝，室外布置。
 

　　尿素溶液噴入爐膛高溫區進行SNCR爐內脫硝。鍋爐出口的煙氣經前段省煤器回收余熱后，使煙氣溫度降至240℃左右后進入旋風除塵器、干法脫硫裝置、布袋除塵器，去除煙氣中的二氧化硫及顆粒物，然后煙氣進入SCR脫硝裝置，SNCR未反應完全的還原劑與NOx在催化劑作用下進行二次脫硝，煙氣然后進入后段省煤器，使煙氣溫度降為130℃左右，再經引風機增壓后送入煙囪進行達標排放。
 

　　運行情況
 

　　該套生物質鍋爐煙氣多污染物協同超凈排放控制技術解決方案目前應用于杞縣首創生物質鍋爐中，經運行實踐表明，在工藝系統長時間連續穩定運行后，委托第三方檢測單位對試驗裝置出口煙氣進行檢測，檢測結果為顆粒物平均濃度2.7mg/Nm3，SO2出口平均濃度為26mg/Nm3，NOx出口平均濃度為19mg/Nm3，氨濃度平均濃度為1.84mg/Nm3，煙氣黑度<1級(詳見第三方第一、三、四季度檢測報告)。通過第三方檢測結果可以看出，該工藝可以滿足生物質煙氣超凈排放要求，并且系統設備能夠長期穩定運行。煙氣凈化工藝無廢水產生，經布袋除塵器收集的飛灰等固體廢棄物，經收集后，通過飛灰螯合劑進行穩定化處理后外運填埋處理。
 

　　該煙氣凈化系統自投運以來，運行穩定，沒有發生過煙氣排放濃度過高等報警事故，煙氣在線監測數據實時上傳接受相關部門的監督。
 

　　技術應用產生的碳減排效果
 

　　生物質能是國際公認的零碳可再生能源，是積極有效的燃煤替代、節能減排的路徑，具有綠色、低碳、清潔等特點，生物天然氣、生物液體燃料、生物固體燃料，與化石能源的提供形式幾乎一致，與當前能源體系有更好的適應性。農林生物質發電，其溫室氣體減排的經濟性和積極效果，全球公認。
 

　　項目年綜合利用農林生物質燃料約28萬噸，燃料品種涉及小麥秸稈、玉米秸稈、板皮、樹皮、稻殼、玉米芯及花生殼等近30多個品種。節約標煤約9萬噸，可減少二氧化碳排放量約30萬噸(根據CDM碳減排方法學測算)，年供電量2億千瓦時，可實現年產值1.5億，煙氣達標排放滿足國家超低排放的要求。該技術的研發，有利于幫助企業節能減排、改善環境。
 

　　原標題：環保新質生產力 | 生物質鍋爐煙氣多污染物協同超凈排放技術