热电联产项目锅炉烟气及二噁英去除之探讨

r n
热电联产项目锅炉烟气及二噁英去除之探讨
吴苗良
(江苏M恒安令评价咨询服务有限公江苏南京2丨0()()())
I j M J《资源节约与环保》2021年第1期
摘要：公用热电联产项目因掺烧污泥，产生烟尘中含有二噁 英，既要满足烟气等污染物达标排放，又要保证该工程锅炉运行 及供热的德定可靠，处理技术难度相对较大其处理达标的关楗在于对除尘器的正确选择，以及除尘工艺的科学合理组合，同时 要根据项目实际情况落实各项保证措施对此，建议采用活性炭 吸附+脉冲袋式除尘器+湿电除尘器相组合的复合除尘技术，具 有明显的复合控制优势文章从工艺的适用性、设施设备的布 置、保证措施、对比相似处理方案运行监测结果等方面进行分析和探讨
关键词：热电联产；锅炉烟气；除尘；二噁英
引言
笔者所在化工产业园周边近25k m范围内有4家污水处理 厂，每天产生数量较多的污泥，目前的处置去向是焚烧和填埋，为了解决污泥的出路，故考虑拟建公用热电联产项目在保证供热的基础上，对所用燃料煤中掺烧污泥、
根据“关于印发《浙江省地方燃煤热电联产行业综合改造升级 行动计划》的通知”(浙经信电力I2015P71号），要求新迮及改建的热 电联产项H执行烟气超低排放，即在基准氧含t t6%条件下，烟尘排 放浓度不大于另项目污泥掺烧比例小于20%，所以二噁英 类污染物应执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)中相关限值要求，排放限值应当低于O.ITEQ
要将项目烟尘排放浓度控制在<5 m g/m_\二噁英类排放限值<0.1TEQ ng/m\—级除尘技术难以达到要求。

采川初步+深度 的复合除尘工艺，方能实现达标排放。

既要满足烟气等污染物达 标排放，乂要保证该T程锅炉运行及供热的稳定可靠，其关键在 于对除尘器的正确选择，以及与SNCR+SCR+石灰石-石膏法脱 硫等除硫脱硝工艺的组合运川，
1初步除尘工艺的选择
当前热电联产项目使州的初步除尘技术通常有：种：五电 场静电除尘器、电袋复合除尘器、脉冲布袋除尘器。

五电场静电除尘器使用范围广，其优点在于：净化效率相对 较高，阻力损失小，处理气体范围大，全过程实现操作自动控制&但考虑到本项目为热电联产，涉及到污泥焚烧服务，正常工 况下，锅炉废气污染物排放有二噁英存在，需进行活性炭喷射以 脱除烟气中的二噁英。

而对活性炭来说，吸附二噁英需联合布袋 除尘进行携流式脱除因此五电场静电除尘器并不适合本项H 的烟尘脱除：
再对电袋复合式除尘器和脉冲布袋除尘器进行比较：
(1)电袋复合式除尘器对锅炉尾部烟气先通过电除尘区后再进入后级布袋除尘K其除尘效率能不受煤种、烟气特性、飞 灰比电阻影响，排放质M浓度低于3()mg/m M2)脉冲布袋除尘器 其宵道内预先喷入活性炭粉未，烟\携带飞灰、活性炭芩颗粒物会在金属管逍内混合，二噁英会被这些颗粒物吸附烟进入布袋除尘器后，所携带的颗粒物会不断/I•:布袋上拟盖累积，形成rti 活性炭、烟灰等组成的布袋滤层，滤层会继续对烟气中的各种污染物进行吸附，形成叠层式的吸附效应，即二噁英的脱除分解为两个步骤：烟气流中的活性炭颗粒吸附、布袋滤层的吸附iM电袋复合式除尘器由于在布袋除尘前预先布置电场，烟 气中的活性炭粉末大部分先被除去，少了布袋滤层吸附这一过程，不利于二噁英的去除
经过分析，初步除尘r.艺采m脉冲布袋除尘器更为合理
2深度除尘工艺选择
深度除尘常见丁艺介管束式除尘除雾器和湿式静电除尘器两种
管朿式除尘除雾器技术0前已饤不少项I丨采j IU1••通过环保验收，积累了较成熟的技术经验，似符朿式除尘除雾器对负荷运行稳定性要求较高。

结合本项目来说，锅炉房运行过程中可能要 掺烧20%以下含M的污泥，不同于传统的火电厂，负荷变较大这对于管朿式除尘除雾器来说，荇使州后运行不稳诅，功效 发挥不佳的可能性存在，所以并不适合
湿式静电除尘器则适利用高m电场使颗粒和雾滴粒子在经过电场时荷电，在电场力的作用下尥向阳极，液雾和颗粒混合形成悬浮液体附着在阳极表面呈液膜，在重力作川下自流，设水清 洗装置，定期清洗两极水滴与粉尘结合后，使得高比电的粉尘比电阻下降，湿式静电除尘的工作状态会更加隐定；另丨i I于湿式 静电除尘器采ill水流冲洗，无振打装置，也就+会产生二次扬 尘。

可在脱硫塔尾部设置湿式电除尘器进一步除尘，设计湿电除 尘器除尘效率多75%,出r丨烟尘浓度<5mg/m\二噁英类排放限 值 <0.1TEQng/m'
二噁英的有效脱除是因在布袋除尘器前增设活性炭颗粒喷射装置，选川优质污泥焚烧专用活性炭粉，其孔隙结构介理，对 污泥焚烧产生的二噁英类污染物具冇很好的吸附能力，能阻断 其粘附能力，保护后端布袋除尘器
3工艺组合运用及保证措施
笔者以设置3台锅炉及2座脱硫搭的拟违热电联产项目为例，采州脉冲布袋除尘器（彡t设置3台，布置fr:脱硫塔前）+湿式 电除尘器处理锅炉烟气其流程和注意要点如下：
3.1脉冲布袋除尘器
每台锅炉配置一台脉冲布袋除尘器，其布袋滤料应当采用
《资源节约与环保》2021年第1期
BWF (必达福）聚苯硫醚并加超细纤维滤料，经过PTFF ：整体没渗 并采州防水、防油阻燃处理
污泥焚烧烟气经脱硝设备后，进入除尘器进行初级收尘，除 尘器的进口段设置活性炭喷粉设施作A 压风机的作用下，活性 炭粉末由文氏喷嘴快速分散于烟道内，4烟气均匀混合，此时活 性炭粉末与烟气中的二噁英等成分充分吸附粘合。

吸附有二噁 英的活性炭粉末再随烟气中灰尘落入存灰斗，最终由气力输灰 系统排至灰仓。

应注意的是：设计时考虑余t t ，取消旁路，锅炉幵停炉时|叮 以联锁幵启脉冲布袋除尘器,:3.2湿式电除尘系统
(1)
工作原理：湿式电除尘器是利川高压电场使颗粒和雾滴
粒子在经过电场时荷电，在电场力的作川下趋向阳极，液雾和颗 粒馄合形成悬浮液体附着在阳极表面呈液膜，在重力作用下自 流，设水清洗装置，定期清洗两极
(2)
除尘方案：本项目拟在2座脱硫塔尾部设置2座湿式电
除尘器（丨备1用）进一步除尘，设汁湿电除尘器除尘效书多 75%，出口烟尘浓度<5ing /m \
在此基础上，提出以下保iiH 措施作为建议：（丨）保证采用高 效的脉冲布袋除尘器，其除尘效率与五电场除尘器相当，高于 电场静电除尘器，闪此更有利于保障烟气的稳定达标排放“2) 考虑到湿式电除尘器运行中可能产生故障，造成烟尘的事故排 放，如现冇场地条件允许，应当布置两台湿式电除尘器，以一州 一备的模式布置；（3)考虑到湿电除尘器运行的可靠性，采购设 备时，应要求厂家将湿电内部原有材料由316L 更换为防腐性能 更优的2205，以确保湿电除尘器能够K 时间稳定运行；（4)在湿 电除尘器的启停操作中，注意湿式电除尘启停前对电场进行冲 洗，日常保养重视对阴阳极冲洗水管道、阀门、水泵等部件及设 备的运行维护，确保冲洗水系统可靠；（5)根据拟建项目自身情 况完善湿式电除尘的D CS 或PLC 逻辑控制；（6)原料供应首先 考虑采州优质低灰份燃煤，与燃煤供应商签订相关合同；（7)焚 烧设计参数应满足污泥无害化停留时间（2秒以上）、焚烧温度和 湍流度要求。

对温度、停留时间、活性炭加料等进行工艺连锁，
DCS 、S 1S 自动控制；（8)采用喷入活性炭粉末吸附二噁英时应采 用称重式等可靠的活性炭在线计量装置，并设置活性炭喷射备 用装置。

除尘器宜设置若干独立的过滤仓室，采用在线清灰方 式，应有滤料损坏监测手段；（9)二噁英在线监测目前还没有公 认的成熟技术与设备。

企业可以考虑进行二噁英相关前驱物在 线监测装置的试验性研究，K 期跟踪监测项目周边土壤二噁英 浓度，会同科研单位开展二噁英在土壤环境中迁移、累积研究， 科学、客观反映项目焚烧炉烟气排放对周边土壤二噁英浓度的 影响，同时对周边有代表性的农作物进行定期观测，积累数据
4工艺实际运用的效果对比
采川活性炭吸附+脉冲袋式除尘器+湿电除尘器相组合的除 尘工艺，可在锅炉50%~110%运行负荷下稳定工作为了解相似 项目烟气处理达标排放情况，以嘉兴某热电公司采取的脱硫除
尘丁艺作为对比，该项目采用锅炉低氮燃烧+SINCR-SCK 联合脱 硝+电袋除尘器+石灰石-石膏湿法脱硫4•湿式静电除尘器该项 丨I 对烟气除尘的处理方案与拟采収的烟气治理路线冇相似之 处根裾嘉兴某热电公司4#炉的监测数据.该锅炉于2015年2 月完成超低排放技术改造并投入运行i 浙江宵环境监测中心于 2015年3月14 口对其进行了监测，检测数据及结果如下：
表1 嘉兴某热电公司4#炉监测期间运行工况
监测口期
监测时间
设计蒸发M
t/li
实际平均蒸发f i
t/h
生产负荷
%
3 ；] 1
4 U 8:00-20:00
220248113
表2嘉兴某热电公司4#炉烟气监测结果
项H
单位
湿式静电除尘器
监测断而出口
烟气温度X .
53
烟气次湿M %
13.5标态十烟气14Nm Vli 290000实测浓度mg /m 1 2.44折猝浓度mg /nr , 2.32排放速率kg/h
0.727除尘效韦
%
87.9
监测结果表明，嘉兴某热电公司4#锅炉总排n 烟气污染物 浓度分别为烟尘2.32mg /m \小于《火电厂大气污染物排放标准》 (GB 13223-2011)中以气体为燃料的燃气轮机组标准，湿式静电 除尘器除尘效率为87.9%(总除尘效率99.98%)。

与嘉兴某热电公司采用电袋除尘器+湿式静电除尘器的工 艺不同的是：本项目采用的是活性炭吸附+布袋除尘器+湿式电 除尘器的工艺，在烟尘排放达标的前提下，可使焚烧烟气中二噁 英排放控制O .lng /Nm 3以下。

据了解，与本项目采用相同烟气治理技术的浙江嘉兴某发 电公司250t/d 污泥处置改造项目的竣工环境保护验收监测报 告，1#锅炉烟气二噁英排放浓度0.007〜0.010 I -TEQng /m 3,2#锅 炉烟气二噁英排放浓度0.005〜0.009 I -TEQng /m 3，符合《生活垃 圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)中相关限值要求。

因为烟气净化系统还必须具有除硫脱硝的功能要求，所以 本项目最终采用SNCR +SCR +活性炭吸附+布袋除尘器+石灰石- 石膏法脱硫的工艺进行烟气治理.
结语
焚烧处理是当前污水处理厂污泥处理的主要方向。

要减少 锅炉烟气及二噁英的排放，必须实现除尘器和工序的最优配置， 才能使其功效最大化，同时加强燃烧过程管理，各项保证措施落 实到位，方能保证烟尘及二噁英类污染物浓度与总M 的双达标。

参考文献
m 车朝瑞.浅谈大型火电厂的热丁.向动化水平m .中同高新技术 企业,2009(12):52-54.
[2J 李山平.湿式除尘器的特点及J t 在燃煤电厂中的应川研究[J 】.节 能环保,2015(4).
[3]杨志燕.湿式电除尘器收集PM _(2.5)微细份尘的研究[D ].燕山 大学,2014.。