目前尾部烟气脱硫主要方式有干法和湿法，湿式烟气脱硫在工业上应用较早，具有技术成熟、运行可靠，脱硫效率高，适用煤种广等优点，特别适用于大型机组的脱硫，是我国目前应用最多的脱硫技术，但该法多为重复引用国外的技术，生成的副产物石膏硝路不畅，其他副产物是液体淤渣，较难处理，设备腐蚀严重、能耗高、占地面积大、投资和运行费用高，系统复杂、设备庞大、耗水量大、一次性投资高等问题日益显现。
干法烟气脱硫具有工艺流程简单、占地面积小、投资运行费用较低吸收剂和副产物均为干态，设备和烟囱不需做任何防腐处理，无任何废水排放等优点。2009 年国家环保部将烟气循环流化床干法脱硫工艺列入《2009 年国家鼓励发展的环境保护目录》、《燃煤电厂污染防治最佳技术指南（2010 年 2 月）》推荐我国目前600MW 等级机组上实用干法脱硫技术。
湿法脱硫与干法脱硫技术比较
经过太原、榆次、东营、临沂、临邑、徐州多地湿法脱硫、干法脱硫考察，湿法脱硫实际运行中主要存在以下几个问题：
1、脱硫废水，脱硫废水的水质很差，既含有一类污染物，镉、汞、铬、铅、镍等重金属离子，对环境有很强的污染性。又含有二类污染物铜、锌、氟化物、硫化物，另外废水的COD 悬浮物都比较高，许多水质指标都超过了排放标准，不能直排，很多地方目前要求脱硫废水深度处理，成本高，处理困难。
2、脱硫的副产物石膏，本意可用作水泥的缓凝剂，建材、化学工业等工业用途，实际由于脱硫石膏的品质、石膏销路不畅甚至没有，绝大多数供热企业目前为热源厂露天堆放，供暖结束后，随着灰渣外运填埋，造成二次污染。
3、湿法脱硫后从烟囱排出的烟气处于饱和状态，在采暖季温度较低的时候，凝结水气形成白色烟羽（见图6-22），并且这些烟气水分子排出烟囱后与烟囱周围的二氧化碳、氮气、粉尘吸附在一起，形成团状颗粒物，形成区域雾霾，很多专家认为湿法脱硫尾气带水是携带可溶物进入大气形成颗粒物是造成雾霾的主要原因
4、目前很多地方出台了地方标准消除石膏雨、有色烟羽等条文，例2018 年8 月28 日，浙江省环保厅发布强制性地方环境标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》标准要求燃煤发电机组应采取烟温控制及其他有效措消除石膏雨、有色烟羽。上海市环保局2018 年7 月发布《上海市燃煤发电机组环保排序办法》要求在传统的二氧化硫、氮氧化物、烟尘的指标上，增加消除石膏雨、有色烟羽。所以采用湿法脱硫的供热企业
综上所述两种脱硫方式的特点，以及经实地调研目前湿法脱硫存在的问题，为满足最新的标准，避免污水、废弃物的处理，本工程推荐采用半干法脱硫。
第三部分环保专篇
一、环保工艺路线
根据锅炉特点和环保排放指标，本项目脱硝采用SNCR脱硝工艺；脱硫采用炉内脱硫+尾部增湿活化脱硫除尘一体化工艺，所选用的环保工艺具有系统简单、投资和运行成本低、占地面积小、运行操作简单的特点，同时无废水排放、烟囱无需防腐，可实现污染物的超低排放，是性价比极高的环保技术。
二、超低排放性能保证
2×58MW热水锅炉在设计煤种和BMCR工况下，确定锅炉及炉内脱硫、SNCR 脱硝和炉后增湿活化脱硫除尘一体化超低排放系统最佳性能参数，各项性能指标保证如下（标态，干基，6%氧含量）：NOx≤50mg/Nm3，SO2≤35mg/Nm3，尘≤5m g/Nm3。
三、SNCR脱硝系统
3.1基本原则
1）集团秉承从源头治理的环保理念，通过锅炉燃烧控制，降低锅炉NOx原始排放，匹配优化设计的SNCR（选择性非催化还原）烟气脱硝工艺，可实现全部煤种的超低排放要求。
2）还原剂采用尿素溶液；
3）设计指标：实现2×58MW热水锅炉最大连续出力工况（BMCR），锅炉在设计燃料额定负荷工况下，NOx原始排放≤150mg/Nm3，经SNCR脱除后，可实现50mg/Nm3的超低排放要求。
3.2 技术特点
1）SNCR脱硝系统具有系统简单可靠，投资和运行成本低的优点。
2）锅炉设计时充分考虑SNCR工艺的特点，在结构布置、烟气参数、喷枪位置设计上能够确保SNCR的性能，使锅炉与环保融为一体，从而使系统集成化、简单化，达到最佳的运行效果。
3）喷枪采用清华大学专有技术的内混型喷枪，喷枪的布置通过气相流场数字模拟确定最佳喷射位置，实现喷射的均匀混合效果。
良好的雾化效果，压缩空气总量较小，不会对锅炉效率造成任何影响。
5）脱硝效率最高可达70%，从而确保NOx排放达标。
3.3 尿素SNCR工艺流程
本项目选用尿素作为还原剂。尿素通过溶解系统溶解后打到尿素储罐储存待用。在进行SNCR 脱硝时，尿素溶液输送泵将35%的尿素从尿素储罐中抽出，在静态混合器中和工艺水混合稀释成5-10%的尿素溶液（浓度可在线调节），输送到炉前SNCR 喷枪处。尿素溶液通过喷枪雾化后，以雾状喷入炉膛内，与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成氮气，去除氮氧化物，从而达到脱硝目的。
喷枪雾化采用气力雾化，雾化介质采用压缩空气，雾化介质的作用是加强尿素溶液与炉内烟气混合，充分混合有利于保证脱硝效果，提高尿素利用率，减少尾部氨残余，减少尿素用量。
3.4 尿素SNCR脱硝工艺系统组成
整套尿素SNCR脱硝装置由尿素溶解与储存系统、尿素输送系统、稀释水系统、混合分配系统、喷射系统、自动控制系统组成。
（1）尿素溶解与储存系统
尿素颗粒通过溶解罐溶解后通过注液泵打入尿素储罐，该系统由尿素溶解罐、尿素储罐、注液泵、配套压力液位等仪表和管道阀门等组成。
罐体配有排污管道，在首次安装冲洗及设备检修时使用。
（2）尿素溶液输送系统
尿素输送系统主要用于把储存在罐内的尿素溶液输送到混合分配模块。该系统由尿素输送泵2台（1运1备），配套的仪表、保护装置和管道阀门等组成。
尿素溶液输送泵形式为立式离心泵。系统运行时，尿素溶液由储罐经尿素母管流出，经输送泵输送到设置于每台炉喷射系统附近的混合分配系统，尿素输送泵出口配置回流管路，保证运行压力的稳定和安全，输送管路设置电动调节阀，当NOx浓度变化时，通过调节阀开度的调整相应的输送流量。
（3）稀释水系统
稀释水系统主要用于把储存在罐内的软化水输送到混合分配系统。该系统由稀释水箱（不锈钢材料，包含加注电动球阀）、输送泵2台（1运1备），配套的仪表、保护装置和管道阀门等组成。
台炉的喷射系统附近的混合分配系统。稀释水泵形式为立式离心泵。泵出口配置回流管路，保证运行压力的稳定和安全，输送管路设置电动调节阀。用以调节稀释水流量。
（4）混合、分配系统
混合、分配系统主要是进行尿素溶液和稀释水的混合，并将混合液送到喷射系统。混合、分配系统包括混合器、分配母管、配套的仪表和管道阀门等，每台炉设置一套混合、分配系统。
尿素经混合器通过软化水稀释到5-10%左右的浓度后，流量均匀分配到各个喷枪，流量分配通过就地转子流量计、压力表及就地阀门控制，实现各个喷枪流量均匀。
（5）喷射系统
喷射系统主要用来喷射混合液，并由压缩空气实现雾化后，与烟气中NOx发生化学反应，脱除烟气中NOx，喷射位置选择在炉膛出口（分离器入口）区域。
四、脱硫技术
4.1 炉内石灰石脱硫方案
4.1.1设计指标（单台）
58MW热水锅炉：
4.1.2主要设计特点
1）集团基于流态重构的超低排放燃烧技术为炉内脱硫创造了最佳的反应场所，从而充份发挥出CFB锅炉炉内脱硫的优势。锅炉经改造后床温合理、床温均匀、分离效率高的优势使炉内脱硫效率可稳定达到90%以上。
2）系统能够适应锅炉40%-110%工况的运行条件，实现稳定达标，对锅炉效率基本不产生影响。
3）采用从二次风口加入的方式，利用二次风的引射作用加强混合与扩散，从而提高脱硫效率。
4）炉内脱硫剂采用超细石灰石粉，石灰石粉粒度范围100目。
4.1.3.1炉内石灰石脱硫系统简述
炉内脱石灰石脱硫系统是将钙基脱硫剂（如：石灰石）加入炉膛燃烧系统，在循环流化床燃烧过程中脱硫的主要反应
（1）脱硫剂的热分解反应
CaCO3→CaO+CO2－178.4 kJ/mol
（2）脱硫反应
CaO＋SO2→CaSO3
（3）氧化反应
CaSO3＋1/2O2 →CaSO4＋501.1 kJ/mol
4.1.3.2炉内石灰石脱硫系统工艺配置
系统设置一座m3石灰石钢制粉仓，满足2台锅炉最大连续蒸发量48h用量。石灰石粉仓的物料由散装罐车运来打入石灰石粉仓内。
仓下设3套石灰石连续输送装置(2运1备)，输送采用罗茨风机。粉仓锥体段设置气化板，气化风由气化罗茨风机经过电加热器加热后提供。仓顶结构考虑排雨水措施，防止积水。
石灰石粉经仓下设手动插板阀、气动插板阀、缓冲仓、旋转密封给料阀和加速室。石灰石粉进入加速室后，经过罗茨风机出口空气气化，由输送管道送入锅炉炉膛，石灰石粉在炉前经过物料分配器送入炉膛内，管道分配器采用内衬陶瓷的耐磨材料制造。输送管路采用无缝厚皮钢管，所有带料弯头均采用内衬陶瓷耐磨弯头。
为保证输送系统正常运行，在输送管路始端设置压力变送器，可以在锅炉DCS上随时监测输送管道的输送压力，当输送压力高于设定值时，判断具有堵管倾向，则停运旋转给料阀，停止进料，开始吹扫管道，直至管道压力降至设定的下限值，打开旋转给料阀继续输送。
石灰石粉仓配套真空压力释放阀、布袋除尘器、高低料位计、气化板等相关设备。详细配置如下：
1) 粉仓顶部设一台真空压力释放阀，以保护料仓免受真压或负压的影响而损坏。
2）库顶排气系统：石灰石粉仓收尘选用一台脉冲除尘器；排气过滤能力大于输送管排量和粉仓底气化风总排量。
3）粉仓设有料位监测装置：选用二台射频导纳式料位计，实现高、低料位报警，
测粉仓料位。
4）在粉仓锥底上安装QHB150×300的气化板，使粉仓内的石灰石粉处于流态化状态，以便于顺利卸料，确保气力输送的顺利和畅通。
5）控制仪表
炉内石灰石脱硫系统纳入机组DCS控制系统，通过与工艺方式的协作与监测形成自动控制系统。
4.2尾部增湿活化脱硫系统技术方案
4.2.1 设计指标（单台炉）
4.2.2增湿活化脱硫系统主要特点
1）增湿活化脱硫系统可充份利用炉内脱硫后飞灰中剩余的CaO作为脱硫剂，经增湿消化成Ca(OH)2与烟气中剩余的SO2发生脱硫反应，尾部仅需少量添加脱硫剂，从而大大降低运行成本。
2）增湿活化脱硫系统可脱除包括SO3在内的全部酸性气体，烟囱、烟道无需防腐处理，从而大大节约投资。
3）增湿活化脱硫系统无废水排放，节水效果明显。
4）增湿活化脱硫系统对重金属汞和PM2.5颗粒有协同脱除作用，可应对未来的环保要求。
5）增湿活化脱硫系统出口烟气温度一般为70℃以上，高于烟气露点，烟气透明，感观效果好。
6）吸收塔脱硫效率可达90%以上，确保烟气达标排放，同时增湿活化脱硫系统简单、占地面积小、操作运行方便，是CFB锅炉的最佳选择。
7）增湿活化脱硫系统为脱硫除尘一体化设备，配套专用的低压旋转喷吹布袋除尘器，过滤风速、滤料经过特殊设计，结合塔内喷水颗粒的凝并作用，可实现烟尘的超
4.2.3增湿活化脱硫系统描述
来自锅炉的排烟出来后温度一般为130℃左右，再从底部进入吸收塔，通过吸收塔底部的文丘里管的加速后进入吸收塔的反应区，在此处高温烟气与加入的吸收剂、循环脱硫灰充分混合，并在受到气流的冲击作用后悬浮起来，形成流化床，进行充分的脱硫反应。
在这一区域内流体处于激烈的湍动状态，颗粒与烟气之间具有很大的相对速度，颗粒反应界面不断摩擦、碰撞更新，极大地强化了脱硫反应的传质与传热。
在文丘里的出口扩管段设一套喷水装置，喷入的雾化水一是增湿颗粒表面，二是使烟温降至高于烟气露点15℃左右，创造了良好的脱硫反应温度，吸收剂在此与SO2充分反应，生成副产物CaSO3·1/2H2O，还与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4·1/2H2O、CaF2、CaCl2等。净化后的含尘烟气从吸收塔顶部侧向排出，然后转向进入除尘器，再通过锅炉风机排入烟囱。
经布袋除尘器捕集下来的固体颗粒，通过除尘器下的灰循环系统，返回吸收塔继续参加反应，如此循环，多余的少量脱硫灰渣通过物料输送至灰仓，再通过除灰系统送入灰库。
化学反应原理是烟气中SO2和几乎全部的SO3、HCl、HF等，在Ca（OH）2粒子的液相表面发生化学反应，主要化学反应方程式如下：
Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2 H2O +1/2 H2O
Ca(OH)2+ SO3=CaSO4·1/2 H2O +1/2 H2O
CaSO3·1/2 H2O + 1/2O2=CaSO4·1/2 H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3 + H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·2H2O
Ca(OH)2+2HF=CaF2·2H2O
在吸收塔中，吸收剂（Ca(OH)2）可脱除烟气中几乎全部的SO3、HCl、HF酸性物质。
4.2.4工艺系统构成
增湿活化脱硫系统以下子系统构成：
(1) 烟道系统
烟道系统的设计根据烟风管道系统规范及脱硫系统工艺要求进行设计，既满足运
的需要，烟道、烟道零部件及支吊架均考虑足够的强度。
增湿活化脱硫系统设有清洁烟气回流系统，将引风机出口处的净烟气通过烟道回送到吸收塔入口，设置烟气回流的目的是为了保证在低负荷运行时吸收塔的工况稳定，从而使增湿活化脱硫可以保证在低负荷下稳定运行，烟气回流通过回流烟道上的调节门自动控制回流量，从而保证系统在锅炉40－110%范围内稳定运行。
(2) 吸收塔系统
吸收塔及烟道系统主要包括吸收塔、回流式喷嘴及相关连接烟道。烟气通过烟道由吸收塔下部进入吸收塔，经文丘里段加速后，使循环灰、脱硫剂均匀流化，形成激烈湍动的气固两相流，强化了气固间的传质和传热。工业水由回流式雾化喷嘴雾化后喷入吸收塔，以很高的传质速率在吸收塔中与烟气混合，起到活化反应离子的作用，同时降低塔内温度，促进反应进行。活化后的氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4、CaSO3等反应产物。这些干态产物小部分从吸收塔塔底排灰口排出，绝大部分随烟气进入布袋除尘器。
吸收塔内温度的调节通过控制喷入水量来进行。
喷嘴的安装位置设置在文丘里扩散段，喷雾角度经过特殊设计，既有效保证雾化范围，又能防止液滴在干燥前喷到塔壁上造成积灰。喷嘴的主要作用是使烟气与循环灰在较早的位置进行增湿活化，降低反应环境温度，增大烟气的湿度，进行脱硫反应，同时要避免喷水量过大，使得脱硫灰的含湿量过大而造成团聚、结块。
回流式喷枪的供水由高压水泵提供，水泵用水由水箱供给。水箱供水由工业水源提供。为保证良好的雾化效果，由水泵单独供水，两运一备。
(3)灰循环系统
为提高Ca2+的利用率及脱酸效率，本系统设有脱硫灰再循环系统，根据吸收塔中灰的浓度和脱酸效率来调节循环倍率。循环灰来自布袋除尘器：布袋除尘器灰斗内的灰分两路，一路经流量控制阀调节循环灰量由空气斜槽回送至吸收塔下部，其余另一路经关断阀进入仓泵，由仓泵送入灰库。
布袋除尘器至吸收塔的空气斜槽采用流化风机提供流化风，并设置了电加热器，确保不结露。空气斜槽布置成一定的倾角，顺倾角送至吸收塔，灰靠吸收塔负压及流化风输送吸入，顺着烟气流向与烟气充分混合。
(4) 工艺水系统
吸收塔内烟气降温的目的是为脱硫反应创造一个良好的化学反应条件，降温水量是通过吸收塔出口温度进行控制的。降温水高压水泵注入吸收塔内。喷嘴根据吸收塔出口温度，直接调节调节阀的开度，以调节进水量，从而控制吸收塔的喷水量，使吸收塔出口温度稳定控制在70℃左右。喷嘴安装于吸收塔直段，可以在线进行调整、更换及检修。
为了保证系统的可靠性，水系统的喷嘴采用专利产品，能够保证在将吸收塔入口温度从130℃降至70℃左右，并留有裕量。
(5) 吸收剂存储系统
吸收剂存储系统主要包括消石灰粉仓和相关的输送加料系统。
本工程脱硫剂为消石灰，仓顶设置布袋除尘器，保证消石灰粉仓内稳定的负压状态，避免消石灰粉外排至周围环境中，对周围环境及人员健康造成影响。
脱硫系统投运时，消石灰通过输送系统送到吸收塔内，通过出口CEMS系统SO2排放值来控制给料机频率，保证排放达标。
消石灰粉仓底部设有气化装置，使仓内物料保持良好的流动性，气化风由气化罗茨风机供给。
(6)外排灰输送
增湿活化脱硫脱硫除尘系统设有两个出灰点：一部分是吸收塔下部出灰，这部分灰主要是烟气初步沉降积灰和塔体事故排灰，灰量较少，间歇人工外排；另一部分是从布袋除尘器下空气斜槽出来的外排灰，外排灰由气力输送系统通过管道输送至灰库储存。
(7) 压缩空气系统
脱硫除尘岛内的压缩空气主要用于：
仪表用气；
仓顶除尘器用气。
仓泵输灰系统用气。
(8) 烟气在线监测系统CEMS
锅炉出口与脱硫除尘装置出口各安装1套烟气在线监测系统CEMS。满足本项目脱硫装置正常操作以及各项环保要求和标准规范。
4.3 除尘
4.3.1增湿活化脱硫配套除尘系统特点
循环流化床增湿活化脱硫系统配套专用的低压旋转喷吹布袋除尘器，从布袋除尘器除尘机理来说，它是一种物理脱除，是依靠滤料和附着其上的粉饼层分离烟气和粉尘，对5μm以上的颗粒具有100%的脱除效果，真正难以脱除的是1μm以下的亚微米级超细粉尘。
在增湿活化脱硫除尘系统中，由于以下的脱硫机理和设计上采取的措施，使其完全能够达到5 mg/Nm3，具体如下：
4.3.1.1增湿活化脱硫环境下细颗粒的凝并作用：
(1)在循环流化床吸收塔的环境下，激烈湍动的颗粒经喷水等产生凝并作用长大，将亚微米级的细颗粒凝并成粗颗粒，通过循环流化床吸收塔后，烟气中细颗粒几乎都絮集为较大颗粒，使原本布袋除尘器都难以阻挡的PM2.5 亚微米得以高效地被除去。
(2)吸收塔顶及出口等的特殊结构设计，更保证了这些已絮集的颗粒不易被破坏重新分散，使细粉尘颗粒更有利于被后级布袋除尘器过滤脱除，从而实现烟尘小于5mg/Nm3排放。
(3)烟气中的一些湿法脱硫难以脱除，排出大气后形成二次PM2.5的SO3酸性气体，在吸收塔中灰的高颗粒密度的作用下，也被有效地脱除形成脱硫灰，然后通过布袋除尘器得以去除，杜绝了湿法脱硫后形成的二次PM2.5 的问题。
4.3.1.2采用合理的过滤风速和新型滤袋，保证细颗粒的捕集效果：
(1)布袋除尘器的袋区过滤风速设计与入口粉尘浓度、出口排放浓度、粉尘特性等有关，在增湿活化除尘系统的设计中，由于粉尘进口浓度高达1Kg/Nm3，过滤风速选择要远低于常规布袋的0.6m/min 。
(2)另外针对超低排放要求，采用特殊的滤袋材质，以适应高精度的过滤要求。主要从滤料选择、纤维梳理、针刺工艺及后处理工艺等方面，从而有效避免了常规布袋除尘器的种种弊端。
通过在除尘器进口烟道上设置内构件，通过增加气流转折，使粉尘自然沉降，从而降低除尘器负荷，增加分离效果。
4.3.1.4采用低压脉冲喷吹技术：
低压旋转喷吹方式具有压力低、气量大的特点，使清灰力度的分布更加均匀、柔和，确保了滤袋良好的整体清灰效果，同时避免了（高压喷吹）局部清灰力度过大带来的“二次扬尘”，增加了除尘效果。
因此，在循环流化床增湿活化除尘系统中，由于针对性的设计和塔内颗粒凝并作用，能够完全达到超低排放要求。