為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國大氣污染防治法》，推動大氣污染防治領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步，滿足污染治理對先進(jìn)技術(shù)的需求，生態(tài)環(huán)境部編制并發(fā)布了2018年《國家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄(大氣污染防治領(lǐng)域)》(生態(tài)環(huán)境部公告2018年第76號)(簡稱《目錄》)。
在生態(tài)環(huán)境部指導(dǎo)下，中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會具體承擔(dān)《目錄》的項目篩選和編制工作。為便于各相關(guān)方使用《目錄》，我會配套編制了《目錄》典型應(yīng)用案例，將陸續(xù)在微信平臺上發(fā)布。所有案例均來自目錄入選項目的申報材料，案例內(nèi)容經(jīng)業(yè)主單位和申報單位蓋章確認(rèn)。
技術(shù)概要
工藝路線
利用炭基催化劑的選擇性催化還原性能，噴入氨將氮氧化物(NOx)還原為氮氣(N2)；利用炭基催化劑的吸附性能，吸附煙氣中二氧化硫(SO2)，吸附飽和后催化劑可再生循環(huán)使用。解吸出富含SO2的氣體用于生產(chǎn)濃硫酸、硫酸銨、液體SO2等產(chǎn)品。
主要技術(shù)指標(biāo)
入口SO2濃度約500mg/m3～3000mg/m3、NOx濃度約200mg/m3～650mg/m3時，出口SO2濃度≤10mg/m3、NOx濃度≤50mg/m3。反應(yīng)器入口溫度120℃～150℃。
技術(shù)特點
采用兩級移動床工藝，實現(xiàn)多污染物協(xié)同脫除。
適用范圍
燃煤工業(yè)鍋爐、鋼鐵行業(yè)煙氣凈化。
經(jīng)典案例
案例名稱
中國華糧物流集團北良有限公司大連熱力分公司3×130t/h煤粉鍋爐配套煙氣凈化項目
業(yè)主單位
中國華糧物流集團北良有限公司大連熱力分公司
案例概況
中國華糧物流集團北良有限公司大連熱力分公司成立于2004年4月，公司目前已運行3×130t/h鍋爐，預(yù)留1臺機組的擴建安裝空間，已經(jīng)投入使用的三臺機組配套3臺電除塵器和6臺引風(fēng)機，3臺機組和預(yù)留的擴建機組共設(shè)置一座混凝土煙囪，煙囪高度120m，出口直徑3.5m。入口煙氣參數(shù)：煙氣量75萬m3/h，SO2含量1800mg/m3，NOx含量650mg/m3，煙塵含量80mg/m3，煙氣中NOx含量較高，凈化要求較高，隨著下游用戶需求變化，3臺鍋爐的運行狀態(tài)變化較大，煙氣量波動頻繁且幅度很大，對凈化裝置的適應(yīng)性要求較高。裝置于2016年12月26日完成主體工程并開始調(diào)試，2017年6月13日順利完成168h試運行，2017年6月30日委托第三方進(jìn)行現(xiàn)場取樣檢測，證明裝置性能完全達(dá)到技術(shù)協(xié)議要求和國家環(huán)保法規(guī)要求。
工藝流程
本裝置主要由系統(tǒng)單元、凈化再生單元、SNCR單元、制氮單元、制酸單元、氨站單元、控制室和配電間單元組成，此外炭基催化劑循環(huán)輸送是裝置正常運行不可或缺的組成部分。
SNCR單元噴嘴安裝于鍋爐爐膛內(nèi)，氨水直接通過噴嘴噴入爐膛內(nèi)與煙氣中的NOx反應(yīng)，從而降低鍋爐出口煙氣中的NOx含量。
煙氣從鍋爐引風(fēng)機處引入脫硫反應(yīng)器，與脫硫反應(yīng)器入口處和出口氣體室噴入的稀釋氨氣混合脫硫脫硝后，通過反應(yīng)器之間的聯(lián)箱進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，脫除SO2、NOx、顆粒物等，凈化煙氣達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)出口煙道引入煙囪排放。
再生后的催化劑由裝置頂部加入到4臺凈化反應(yīng)器中，在重力和凈化反應(yīng)器底部卸料器的控制下向下移動并在此過程中吸收煙氣中的SO2、NOx、煙塵、重金屬等污染成分。在凈化反應(yīng)器中吸收了SO2、煙塵、重金屬等污染物的催化劑由鏈斗輸送機送往再生反應(yīng)器進(jìn)行再生，同時將新鮮催化劑補充到再生反應(yīng)器的鏈斗輸送機中。
再生反應(yīng)器主要用于解吸催化劑所吸附的SO2，催化劑經(jīng)篩分后再利用，在此過程中需對其加熱和冷卻。釋放出來的SO2用來制取硫酸，再生后的催化劑經(jīng)鏈斗輸送機送至凈化反應(yīng)器吸附污染物。粉塵通過凈化反應(yīng)器時被催化劑吸附，在再生反應(yīng)器底端被振動篩分離出來，篩下物即凈化系統(tǒng)副產(chǎn)物活性炭粉和煙氣中的粉塵送往鍋爐作為燃料使用。
催化劑再生加熱的換熱介質(zhì)為經(jīng)鍋爐煙氣表面換熱器和電加熱器聯(lián)合加熱后的空氣，再生催化劑冷卻采用風(fēng)冷形式。
工藝流程如下圖所示：
污染防治效果和達(dá)標(biāo)情況
煙氣流量75×104m3/h，煙氣溫度130℃～150℃，治理后煙氣SO2含量<15mg/m3，煙氣NOx含量≤35mg/m3，煙氣煙塵含量5mg/m3～7mg/m3。煙氣排放指標(biāo)達(dá)到《火力發(fā)電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)相應(yīng)要求，制取的成品濃硫酸達(dá)到《工業(yè)硫酸》(GB534-2014)中優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)。
二次污染治理情況
制酸單元運行過程中會產(chǎn)生少量酸性廢水，排量約為0.5t/h，此廢水直接送至廠內(nèi)原有污水處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。
主要工藝運行和控制參數(shù)
煙氣經(jīng)過鍋爐引風(fēng)機增壓后進(jìn)入凈化反應(yīng)器，煙氣溫度≤140℃，煙氣壓力≤4.5kPa；凈化反應(yīng)器4臺，其中2臺為脫硫反應(yīng)器，2臺為脫硝反應(yīng)器，煙氣首先進(jìn)入脫硫反應(yīng)器，然后進(jìn)入脫硝反應(yīng)器，凈化反應(yīng)器床層溫度≤145℃。凈化后煙氣通過煙囪排出。吸附污染物的炭基催化劑在再生反應(yīng)器中完成解吸再生，主體為雙塔身結(jié)構(gòu)，首先在再生反應(yīng)器加熱段加熱至400℃，完成解吸再生，然后進(jìn)入冷卻段，溫度降低至120℃，降溫后的催化劑被送回凈化反應(yīng)器用于煙氣凈化。
投資費用
裝置EPC總投資為人民幣1億元。
運行費用
年運行費用約2050萬元。
能源、資源節(jié)約和綜合利用情況
每年可減少SO2排放量11910t，減少NO2排放量3690t，減少粉塵排放量738t，其中減排的SO2用于制取成品濃硫酸，實現(xiàn)污染物的資源化利用，減排的粉塵與系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的炭基催化劑粉一起作為鍋爐燃料，提高燃料的利用率；在鍋爐內(nèi)設(shè)置煙氣表面換熱器，通過鼓風(fēng)機將空氣送至換熱器與煙氣換熱升溫，并以此作為炭基催化劑再生過程中的熱源，既降低了煙氣溫度，確保裝置運行的安全，又回收熱量，提高了熱量利用率。與傳統(tǒng)的濕法脫硫工藝項目相比，本工藝主體裝置運行中不需要消耗水，能節(jié)省大量水資源。
申報單位：一重集團大連工程建設(shè)有限公司
原標(biāo)題:案例發(fā)布 | 炭基催化劑多污染物協(xié)同脫除及資源化利用技術(shù)典型應(yīng)用案例