65吨生物质锅炉脱硫脱硝除尘一体化工艺

65吨生物质锅炉脱硫脱硝除尘一体化工艺

65 吨生物质锅炉的燃料以秸秆、木屑、农林废弃物等为主，燃烧后会产生颗粒物（粉尘）、二氧化硫（SO?）、氮氧化物（NO?） 等污染物，需通过 “脱硫脱硝除尘一体化工艺” 实现达标排放。该工艺需结合生物质燃料特性（硫分、氮分、灰分波动较大）、环保标准要求及设备协同性设计，核心是通过 “前端控制 + 中端净化 + 末端治理” 的组合技术，实现污染物高效去除。以下是具体工艺方案及技术细节：

一、工艺整体设计思路

生物质锅炉的污染物特性决定了工艺需满足三大核心需求：

 

粉尘浓度较高（尤其秸秆类燃料，灰分可达 5%-15%），需高效除尘；

硫分中等（一般 0.1%-1%），需稳定脱硫至 50mg/m? 以下（重点地区要求）；

· NO?以燃料型为主（生物质含氮量 0.5%-3%），需结合前端抑制与末端脱硝。

工艺核心逻辑：优先通过 “低氮燃烧 + 前端脱硝” 减少 NO?生成，再通过 “半干法脱硫 + 布袋除尘” 协同脱除 SO?和颗粒物，实现污染物一体化净化，同时降低系统能耗和二次污染。

二、关键工艺环节及技术选择

（一）脱硝系统：“低氮燃烧 + SNCR” 协同控制

生物质 NO?主要为燃料型 NO?（占 70% 以上），需从 “源头抑制 + 末端净化” 双管齐下：

1.低氮燃烧技术（前端控制）

原理：通过优化燃烧器结构（如分段配风、空气分级燃烧），降低炉膛局部高温（避免热力型 NO?生成），并减少燃料中氮元素与氧气的接触（抑制燃料型 NO?）。

设备：采用生物质专用低氮燃烧器，通过二次风分级喷射，将炉膛过量空气系数控制在 1.2-1.4，可降低 NO?初始排放 30%-40%。

2.选择性非催化还原（SNCR）脱硝（末端净化）

原理：在炉膛出口或高温烟道（温度窗口 850-1050℃）喷射还原剂（氨水或尿素溶液），与 NO?反应生成 N?和 H?O，无需催化剂，成本低。

设备：在锅炉省煤器入口前烟道布置多层喷枪，还原剂通过雾化喷嘴均匀喷射，覆盖烟气截面。

效率：脱硝效率可达 50%-70%，结合低氮燃烧后，NO?排放可控制在 100mg/m? 以下（重点地区可通过优化喷枪布置提升至 80% 效率，满足 50mg/m? 要求）。

二、脱硫系统：循环流化床半干法脱硫（CFB-FGD）

生物质硫分中等且波动大，半干法脱硫因 “效率高、无废水、适应性强” 成为首选，且可与除尘协同作用：

原理：烟气进入脱硫塔后，与雾化的 Ca (OH)?浆液（或干粉）充分混合，SO?与 Ca (OH)?反应生成 CaSO?、CaSO?，同时烟气蒸发水分使产物干燥为固体颗粒，随烟气进入后续除尘系统。

· 核心设备：

· 脱硫塔：采用循环流化床结构，塔内设置文丘里加速段，使烟气与脱硫剂（Ca (OH)?）剧烈混合，反应效率提升至 85%-95%；

· 料循环系统：通过旋风分离器将未反应的 Ca (OH)?和脱硫产物送回塔内循环利用，钙硫比（Ca/S）控制在 1.2-1.5，降低药剂消耗。

· 优势：适应 SO?浓度波动（500-3000mg/m?），出口 SO?可稳定至 30mg/m? 以下，且无湿法脱硫的废水处理问题。

三、除尘系统：布袋除尘器（精除尘）

生物质锅炉粉尘以细颗粒为主（PM2.5 占比高），布袋除尘因 “效率高、适应性强” 成为末端除尘核心：

原理：烟气通过滤袋时，粉尘被截留于滤袋表面（初层形成后效率达 99.9% 以上），清灰时通过脉冲喷吹将粉尘抖落至灰斗。

· 关键设计：

· 滤袋材质：选用耐温 160-200℃的 PPS（聚苯硫醚）滤料，耐受生物质烟气中的微量酸性气体（如 HCl）腐蚀；

· 清灰方式：采用离线脉冲清灰，避免清灰时粉尘二次逃逸，保证出口浓度≤10mg/m?；

· 协同作用：脱硫塔排出的固体颗粒（脱硫产物 + 未反应 Ca (OH)?）可被布袋进一步捕集，同时滤袋表面的 “脱硫剂滤饼” 可二次吸附 SO?，提升总脱硫效率 5%-10%。

三、工艺流程图及关键顺序

烟气流程：锅炉炉膛 → 低氮燃烧器（NO?源头抑制） → 炉膛出口 / SNCR 脱硝（还原剂喷射） → 省煤器（烟气降温至 200-250℃） → 循环流化床脱硫塔（脱除 SO?） → 布袋除尘器（精除尘 + 脱硫副产物回收） → 引风机 → 烟囱排放。

顺序合理性：

1. 脱硝前置：利用炉膛出口高温窗口实现 SNCR 高效反应，避免后续降温影响脱硝效率；

2. 脱硫居中：脱硫塔将烟气温度降至 130-150℃（适合布袋滤料耐温范围），同时生成的固体颗粒为布袋除尘提供 “预过滤层”；

3. 除尘后置：布袋作为末端把关，确保颗粒物达标，同时回收脱硫副产物（减少固废量）。

四、系统协同与设计要点

1. 防腐设计：生物质烟气含微量 HCl、SO?，脱硫塔、烟道及布袋除尘器壳体需采用 FRP（玻璃钢）或 Q235 衬胶防腐，避免设备腐蚀泄漏。

2. 自动控制：通过在线监测（SO?、NO?、粉尘浓度）联动调节：

· NO?浓度超标时，增加 SNCR 还原剂喷射量；

· SO?浓度波动时，调整 Ca (OH)?给料量；

· 布袋阻力过高时，自动触发脉冲清灰。

3. 固废处理：脱硫塔 + 布袋除尘器收集的固废（主要为 CaSO?、CaSO?、生物质灰）可作为建材辅料或土壤改良剂，实现资源化利用。

4. 能耗优化：脱硫塔出口烟气温度控制在 130℃以上（高于露点），避免布袋结露堵塞；采用变频引风机，根据烟气量调节能耗。

五、达标效果与适用场景

该一体化工艺可满足《锅炉大气污染物排放标准》（GB 13271-2014）重点地区要求：

颗粒物≤10mg/m?，SO?≤35mg/m?，NO?≤50mg/m?。

适用于 65 吨级生物质发电锅炉、工业供热锅炉，尤其适合燃料波动大、环保要求严的地区（如长三角、珠三角）。相比 “湿法脱硫 + 电除尘” 方案，投资成本降低 15%-20%，运行成本（药剂 + 能耗）降低 20%-30%，且无废水排放风险。

综上，65 吨生物质锅炉的脱硫脱硝除尘一体化工艺需以 “低氮燃烧 + SNCR 脱硝” 为前端、“循环流化床半干法脱硫” 为核心、“布袋除尘” 为末端，通过设备协同与智能控制，实现污染物高效、经济净化。