3-55 京丰热电电子束氨法烟气脱硫脱硝高技术产业化示范工程设计

黄文凤 任 岷 李 明 王 亚 任志凌 张晓春 毛本将

　　与其它烟气脱硫技术相比，电子束氨法烟气脱硫脱硝技术具有能同时脱除烟气中的二氧化硫和氮氧化物，脱硫效率高，副产的硫酸铵和硝酸铵可用作肥料及复混肥生产原料，不产生二次污染物，工艺流程简捷，操作方便，对烟气负荷的跟踪能力强等特点，是一种绿色的资源化烟气净化技术，代表着烟气处理技术发展的一个方向。

　　中国工程物理研究院环保工程研究中心历经数年自主开发的电子束氨法烟气脱硫脱硝技术（简称EA- FGD技术），是在学习和借鉴国外技术的基础上，对该项技术进行了充分的研究、吸收和改进，产生和形成的自己独特的技术及处理工艺。该技术已应用于北京京丰热电有限责任公司两台燃煤锅炉的烟气净化工程中。

　　电子束氨法烟气脱硫脱硝的工艺过程为：含有硫氧化物及氮氧化物的电厂烟气先引至电子束脱硫系统的烟气调节塔，在调节塔里通过喷入冷却水，使烟气降温增湿至反应最适宜的工况，然后进入脱硫系统的核心装置棗辐照反应器。辐照反应器的上部连接的是电子加速器。电子加速器产生的电子束通过钛膜进入辐照反应器中，将烟气中的O₂，H₂O等电离或激发，使其生成氧化性很强的自由基。在自由基的作用下，硫氧化物及氮氧化物与反应器前注入的氨反应生成称之为副产物的硫酸铵及硝酸铵微粒，再进入沉降箱，在沉降箱中继续反应和进行初步的颗粒沉降，出沉降箱烟气中的副产物在副产物收集器得到进一步收集脱除。达标净化后的烟气通过脱硫引风机增压进入烟囱排放。

　　为此，设计的处理装置主要由烟气调节系统、辐照反应系统、供氨系统、副产物收集处理系统4个部分组成。其中，烟气调节系统中烟气调节塔按全蒸发设计，塔内冷却水的水喷头采用气液两相高雾化喷头；辐照反应系统使用的电子加速器的能量为1.0MeV，单机功率最大可达500kW。加速器电子束束流可跟踪烟气量和二氧化硫浓度等参数进行动态适时调节。辐照反应器的设计采用了独特的流态剂量匹配技术，充分利用辐照能量，减少轫致X射线的产生。辐照反应器和电子加速器采用了双层钛窗结构，使加速器运行更安全和维护更方便。后反应器的设置，是EA- FGD技术的特点之一，不但可以提高脱硫效率，减少副产物收集器的工作负荷，降低装置投资，而且也满足了辐照剂量防护的需要；副产物收集系统中副产物收集器的设计根据数年专题试验研究成果，较成功地解决了电晕封闭、副产物粘附、耐腐蚀性差等技术难题，保证高效率地对副产物实施收集及有效脱附。考虑到安全的因素，供氨系统与主装置区分开设置，其主要功能是储存的液氨汽化为气氨。

　　本装置设计的主要工艺指标为：处理烟气量630kNm³/h，入口烟气温度142℃，入口烟气SO₂浓度4200mg/Nm³；脱硫率为≥90%，脱硝率≥20%；消耗：工业水37t/h，去离子水0.5t/h；蒸汽消耗3t/h，氨消耗1370kg/h。工程造价为660元/kW，SO₂运行费用约为660元/t 。技术经济指标优于引进技术的同类工业示范工程；同常用的石灰石/石膏湿法也具有可比性。京丰热电厂排放的二氧化硫年排放量约占北京市年总排放量的5%。因此，净化和治理该厂烟气，对改善丰台区乃至北京市的大气环境具有重要意义。