火電廠脫硝逃逸氨對脫硫系統(tǒng)及環(huán)境影響分析研究

時間：2019-11-27 14:04

來源：成都銳思環(huán)保

作者：馬文杰孫道華

通過由脫硝系統(tǒng)產生的逃逸氨對脫硫系統(tǒng)(WFCG)及環(huán)境產生的影響進行分析和研究，結果表明：在脫硫系統(tǒng)運行條件下和氨逃逸率均會影響排入大氣的煙氣中的氨含量和脫硫廢水中的氨氮含量；特別是氨逃逸率對其影響最大。在正常操作條件下，當氨逃逸率超過0.85mg/Nm3，即在標準狀態(tài)下1m3煙氣(干基)中所含氨量超過0.85mg時，煙囪的排放處不滿足惡臭氣體排放標準；脫硫塔排出的廢水中的氨含量超標，需經(jīng)過處理后才能滿足排放標準。因此氨逃逸使得脫硫系統(tǒng)排放的煙氣會對環(huán)境產生影響。

引言

為了保證排放的煙氣中NOx的含量符合國家排放標準，火電廠通常采用煙氣脫硝工藝來控制。在煙氣脫硝工藝中，通常采用具有良好選擇性，較高效率和穩(wěn)定性的SCR脫硝工藝，即將NOx與還原劑發(fā)生氧化還原反應，從而轉化為無害的N2和水。

實際的應用過程中，為維持較高的脫硝效率，加入的氨量超過了與NOx等摩爾反應的理論值，導致過量的氨未能反應且隨煙氣“逃出”脫硝反應器，這種現(xiàn)象被稱為“氨逃逸”。

由于受粉塵、振動以及工程中在線儀表(CEMS)在測量氨逃逸方面的偏差，以及測量環(huán)境的惡劣導致難以對氨逃逸量準確測定。當氨逃逸較高時，會導致運行成本增加以及對鍋爐煙氣凈化系統(tǒng)產生影響。逃逸的氨少部分以硫酸氫銨的形式沉積在空預器和被飛灰?guī)ё?，大部分的進入脫硫系統(tǒng)，因此以逃逸氨對脫硫塔以及脫硫廢水處理系統(tǒng)及環(huán)境是否會產生影響進行了分析。

1火力發(fā)電廠鍋爐尾部煙氣典型工藝流程及氨逃逸量

脫硝反應器的逃逸氨會隨煙氣進入后續(xù)系統(tǒng)，會對后續(xù)空氣預熱器、除塵器、脫硫塔等設備和脫硫廢水處理工藝產生不同程度的影響。設計規(guī)定氨逃逸率小于2.5mg/m3；但實際操作運行中，過量噴氨導致氨的逃逸率增大。研究以1000MW機組的煙氣數(shù)據(jù)為基礎，對不同的氨逃逸率和脫硫系統(tǒng)的操作條件對環(huán)境的影響進行了分析。不計入煙氣中部分逃逸氨沉積在預熱器和飛灰對其吸附的影響。進入脫硫系統(tǒng)的煙氣的數(shù)據(jù)見表1。

表11000MW機組煙氣數(shù)據(jù)

2石灰石濕法脫硫工藝簡介

石灰石-石膏濕法因適用煤種廣，脫硫效率高，系統(tǒng)運行可靠，是現(xiàn)階段實用的煙氣脫硫工藝。其如圖1所示。從圖1可以看出，進入吸收塔的氨主要來自原煙氣和工藝水。

圖1脫硫系統(tǒng)氨平衡

3脫硫塔系統(tǒng)氨平衡分析計算

進入脫硫塔中的氨：煙氣帶入的逃逸氨和工藝水帶入；其中逃逸氨量以氨逃逸濃度(氨逃逸率)計，即煙氣(干基)在標準狀態(tài)下1m3中所含氨的毫克量，單位為mg/Nm3。由于脫硫塔的吸收液大部分在塔內循環(huán)，因此進入脫硫塔系統(tǒng)的氨在脫硫系統(tǒng)內形成氨平衡分布體系。

進入脫硫系統(tǒng)的物質有：煙氣、氧化空氣、工藝水和石灰石漿液，其數(shù)據(jù)見表2和表3。出脫硫系統(tǒng)的物料有脫硫后的煙氣、脫硫廢水和石膏。

表2福建石獅熱電廠的脫硫系統(tǒng)的進料情況

表3脫硫系統(tǒng)氣相中各組

進入脫硫塔系統(tǒng)的工藝水，某些項目會采用城市中水回用水和凝結水精處理氨化運行下的處理排放水；回用水的水質標準要符合再生水利用于工業(yè)水標準，其控制氨含量為≤10mg/L；而凝結水精處理出水的pH值為9.0~9.5，pH值隨氨含量變化，其氨質量濃度為≤3mg/L。因此進入脫硫系統(tǒng)的工藝水的氨質量濃度可取最大設計值10mg/L。

3.1脫硫系統(tǒng)的各物料平衡

先建立出入脫硫系統(tǒng)的各物料的平衡：