為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》《中華人民共和國大氣污染防治法》，推動大氣污染防治領域技術進步，滿足污染治理對先進技術的需求，生態(tài)環(huán)境部編制并發(fā)布了2018年《國家先進污染防治技術目錄(大氣污染防治領域)》(生態(tài)環(huán)境部公告2018年第76號)(簡稱《目錄》)。
在生態(tài)環(huán)境部指導下，中國環(huán)境保護產業(yè)協會具體承擔《目錄》的項目篩選和編制工作。為便于各相關方使用《目錄》，我會配套編制了《目錄》典型應用案例，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，案例內容經業(yè)主單位和申報單位蓋章確認。
技術概要
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的氣體用于生產濃硫酸、硫酸銨、液體SO2等產品。
主要技術指標
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。反應器入口溫度120℃～150℃。
技術特點
采用兩級移動床工藝，實現多污染物協同脫除。
適用范圍
燃煤工業(yè)鍋爐、鋼鐵行業(yè)煙氣凈化。
經典案例
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，預留1臺機組的擴建安裝空間，已經投入使用的三臺機組配套3臺電除塵器和6臺引風機，3臺機組和預留的擴建機組共設置一座混凝土煙囪，煙囪高度120m，出口直徑3.5m。入口煙氣參數：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，對凈化裝置的適應性要求較高。裝置于2016年12月26日完成主體工程并開始調試，2017年6月13日順利完成168h試運行，2017年6月30日委托第三方進行現場取樣檢測，證明裝置性能完全達到技術協議要求和國家環(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，氨水直接通過噴嘴噴入爐膛內與煙氣中的NOx反應，從而降低鍋爐出口煙氣中的NOx含量。
煙氣從鍋爐引風機處引入脫硫反應器，與脫硫反應器入口處和出口氣體室噴入的稀釋氨氣混合脫硫脫硝后，通過反應器之間的聯箱進入脫硝反應器，脫除SO2、NOx、顆粒物等，凈化煙氣達到污染物排放標準后經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臺凈化反應器中，在重力和凈化反應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器進行再生，同時將新鮮催化劑補充到再生反應器的鏈斗輸送機中。
再生反應器主要用于解吸催化劑所吸附的SO2，催化劑經篩分后再利用，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，再生后的催化劑經鏈斗輸送機送至凈化反應器吸附污染物。粉塵通過凈化反應器時被催化劑吸附，在再生反應器底端被振動篩分離出來，篩下物即凈化系統副產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為經鍋爐煙氣表面換熱器和電加熱器聯合加熱后的空氣，再生催化劑冷卻采用風冷形式。
工藝流程如下圖所示：
污染防治效果和達標情況
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。煙氣排放指標達到《火力發(fā)電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2011)相應要求，制取的成品濃硫酸達到《工業(yè)硫酸》(GB534-2014)中優(yōu)等品標準。
二次污染治理情況
制酸單元運行過程中會產生少量酸性廢水，排量約為0.5t/h，此廢水直接送至廠內原有污水處理系統處理后達標排放。
主要工藝運行和控制參數
煙氣經過鍋爐引風機增壓后進入凈化反應器，煙氣溫度≤140℃，煙氣壓力≤4.5kPa；凈化反應器4臺，其中2臺為脫硫反應器，2臺為脫硝反應器，煙氣首先進入脫硫反應器，然后進入脫硝反應器，凈化反應器床層溫度≤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器中完成解吸再生，主體為雙塔身結構，首先在再生反應器加熱段加熱至400℃，完成解吸再生，然后進入冷卻段，溫度降低至120℃，降溫后的催化劑被送回凈化反應器用于煙氣凈化。
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，實現污染物的資源化利用，減排的粉塵與系統運行過程中產生的炭基催化劑粉一起作為鍋爐燃料，提高燃料的利用率；在鍋爐內設置煙氣表面換熱器，通過鼓風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有限公司
原標題:案例發(fā)布 | 炭基催化劑多污染物協同脫除及資源化利用技術典型應用案例