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1、山东金盛海洋资源开发有限公司275吨/小时燃煤锅炉节能改造项目环境影响报告书污染防治措施及其技术经济论证12 污染防治措施及其技术经济论证12.1 锅炉烟气治理措施及其技术经济论证根据现有工程分析，企业现有自备锅炉目前采取的废气处理措施见表12.1-1。表12.1-1 现有锅炉废气处理措施污染源污染物名称处理措施处理效率排放参数锅炉烟气SO2海水脱硫湿法工艺90%H120mD3mt=50NO2空气分级型低氮燃烧器30%烟尘静电除尘器与海水湿法工艺99.5% 根据现有工程分析，锅炉烟气排放能够满足锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）表1二类区时段和表2全部区域时段标准要求。技改项目
2、建成后，废气排放需执行山东省火电厂大气污染物排放标准（DB 37/ 6642013），现有治理措施不能满足标准要求。技改工程对新增锅炉烟气治理措施，并对现有进行改造，以满足标准要求。12.1.1 除尘措施及其技术经济论证12.1.1.1 工艺比较技改后本项目锅炉采用电袋除尘对锅炉烟气进行除尘处理，设计除尘器除尘效率为99.97%。目前对于锅炉烟尘的治理，一般采用静电除尘器、袋式除尘器及电袋复合除尘器三种。下面对这三种除尘器的工艺特点和优、缺点进行具体介绍，论证本项目选用电袋复合除尘器的可行性和合理性。1、布袋除尘器袋式除尘器也称为过滤式除尘器，是一种干式高效除尘器，它利用有机纤维或无机纤维编织
3、物制作的袋式过滤元件将含尘气体中固体颗粒物滤出的除尘设备，用于捕集非粘结性、非纤维性的工业粉尘。袋式除尘器在美国、加拿大、澳大利亚及欧洲等地的一些火电厂被广泛采用，锅炉应用袋式除尘器已是一项成熟的技术，到现在国内也已有10余家公司的袋式除尘器在各个地区应用。2、静电除尘器静电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。静电除尘器在国内的应用也较早，经过多年的开发应用，技术比较成熟，除尘效率较高。3、电袋复合式除尘器电袋复合式除尘器是有机结合了静电除尘和布袋除尘的特点，通过前级电场的预收尘、荷电作用和后级滤袋区过滤除尘的一
4、种高效除尘器，它充分发挥电除尘器和布袋除尘器各自的除尘优势，以及两者相结合产生新的性能优点，弥补了电除尘器和布袋除尘器的除尘缺点。该复合型除尘器具有效率高，稳定，滤袋阻力低，寿命长，占地面积小等优点，是未来控制细微颗粒粉尘、PM2.5以及重金属汞等多污染物协同处理的主要技术手段。具体比较内容见表12.1-2。表12.1-2 不同类型除尘器技术经济综合比较一览表序号设备名称技术特点及安全可靠性比较经济性比较占地面积比较1电除尘器优点：除尘效率高、压力损失小、适用范围广、使用方便无二次污染、对烟气温度及烟气成分的等影响不像袋式除尘器那样敏感；设备安全可靠性好。缺点：除尘效率受煤、灰分成分的影响。设
5、备费用较低；年运行费用低；经济性好占地面积大2袋式除尘器优点：不收煤、飞灰成分的影响，出口粉尘浓度低且稳定；采用分室结构时能在100%负荷下在线检修。缺点：系统压力损失最大；对烟气温度、烟气成分较敏感；若使用不当滤袋容易破损且导致排放超标。设备费用低；年运行费用高；经济性差。占地面积小3电袋复合式除尘器一体式电袋优点：不受煤、飞灰成分的影响，出口粉尘浓度低且稳定。破袋时对环境的影响小于袋式除尘器。缺点：系统压力损失较大；对烟气温度、烟气成分较敏感。设备费用高；年运行费用较低；经济性较好占地面积较小分体式电袋优点：不受煤、飞灰成分的影响，出口粉尘浓度低且稳定；能在100%负荷下分室在线检修；在点
6、炉、高温烟气等恶劣工况下可正常使用电除尘器但滤袋不受影响；设备对高温烟气、爆管等突发性事故的适应性好。破袋对排放的影响小于袋式除尘器。缺点：压力损失大；对烟气温度、烟气成分较敏感。设备费用高；年运行费用较高；经济性较差。占地面积较大。由以上对比分析可以看出，本工程采用电袋复合式除尘器可行性如下：1、电袋除尘器可以满足日趋严格的环境保护要求。根据重点区域大气污染防治“十二五”规划和山东省火电厂大气污染物排放标准（DB 37 664-2013），燃煤机组按照20mg/Nm3标准执行。电袋除尘器不受烟气粉尘比电阻值及其它工况条件的影响，可以长期高效、稳定满足烟尘排放在20mg/Nm3以下。本项目采用
7、电袋复合式除尘器+炉外湿法脱硫工艺后，可以保证排气筒出口浓度在10 mg/Nm3以下，满足标准的要求。此外，随着环境空气质量标准（GB3095-2012）标准的实施，国家对环境空气中PM2.5及重金属的控制措施将进一步加严。由于电袋复合除尘器工作机理决定了其相比常规电除尘器、布袋除尘器，更容易实现对细微颗粒粉尘PM2.5以及重金属汞等的捕集，实现对细微颗粒粉尘和重金属污染物的协同处理。2、保证长期高效稳定运行：电袋复合式除尘器的除尘效率不受煤种、烟气特性、飞灰比电阻影响，可以长期保持高效、稳定、可靠地运行，保证排放浓度低于10mg/Nm3。3、运行阻力低，滤袋清灰周期时间长，具有节能功效：电袋
8、复合式除尘器滤袋的粉尘负荷量小，再加上粉尘荷电效应作用，因此滤袋形成的粉尘层对气流的阻力小，易于清灰，比常规布袋除尘器低500Pa以上的运行阻力，清灰周期时间是常规布袋除尘器4-10倍，大大降低设备的运行能耗。4、滤袋使用寿命长：由于滤袋清灰周期大大延长，所以清灰次数减少，且滤袋粉尘透气性强、阻力低，滤袋的强度负荷小，从而延长滤袋使用寿命。5、运行、维护费用低：电袋复合式除尘器通过适量减少滤袋数量、延长滤袋的使用寿命、降低运行阻力、延长清灰周期等途径大大降低除尘器的运行、维护费用。12.1.2 实际处理效果目前电厂锅炉采用电袋除尘器较多，通过对布袋除尘器的滤袋的更换以及运行中控制过滤风速等参数
9、的调节，可以保证烟尘出口排放浓度控制在10mg/m3以下。综上所述，本工程设计采用一体式电袋复合式除尘器，在技术上是成熟的，在经济上也是合理的。只要针对锅炉烟气的具体条件采用适应的设备部件、运行方法和设计，对除尘器的制造质量严格要求，加强日常的维护管理，锅炉所采用的除尘器能取得良好效果。12.1.1.3 投资及运行费用本次对除尘器改造的费用为75万元，运行费用为10万元/a，投资和运行费用均较低，企业完全可以接受。12.1.2 氮氧化物控制措施及其技术经济论证本工程氮氧化物控制措施主要采取“锅炉低氮燃烧+炉外SCR”脱硝工艺。12.1.2.1 锅炉低氮燃烧控制措施锅炉炉膛中燃烧产生的NO2主要
10、为燃料中氮生成的燃料型和空气中氮在高温下与氧反应生成的热力型及相对少量的快速型。锅炉燃料粉燃烧时影响NO2生成的因素主要有燃烧区的氧浓度、火焰温度、燃烧的氮含量等。本工程为控制NO2的产生，采用低氮燃烧技术，主要特点如下：1、炉排一次风仓根据燃烧需要分仓送风，可以有效降低床面火焰中心温度；2、本工程采用的锅炉，燃料在床面上的燃烧比例为3035%，在空中燃烧的比例为6570%，也就是采用沿炉膛高度方向分段燃烧的技术。3、二次风也沿炉膛高度方向分层加入，进一步降低火焰燃烧中心温度，降低NO2的排放量。4、在炉膛中部采用缩口形式（炉膛中的缩口是指炉膛前、后墙膜式水冷壁向炉膛突出形成缩口），提高烟气在
11、此处的停留时间。因为低温燃烧和减少烟气在高温区的停留时间是控制NO2排放量最有效的方法，以上措施可以大大降低炉膛的火焰中心温度，使炉膛温度场在整个炉膛中趋于平衡，同时使烟气在火焰高温区的停留时间大大减少，从而达到降低NO2排放量的目的。通过采取以上措施，锅炉烟气中NO2正常情况排放浓度低于330mg/Nm3。12.1.2.2 炉外脱硝工艺措施1、脱硝工艺的选择锅炉炉膛中燃烧产生的NO2主要为燃料中氮生成的燃料型和空气中氮在高温下与氧反应生成的热力型及相对少量的快速型。锅炉燃料粉燃烧时影响NO2生成的因素主要有燃烧区的氧浓度、火焰温度、燃烧的氮含量等。目前广泛应用的烟气脱硝技术主要有选择性催化还
12、原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。（1）SNCR工艺简介选择性非催化还原法脱硝工艺是在不使用催化剂的条件下，将氨水、尿素等还原剂喷入锅炉堂内，先热分解成NH3，再与NOx进行选择性氧化还原反应，生成无害的氮气和水的一种脱硝方法。该工艺主要特点为：脱硝效果较明显，应用在大型燃煤锅炉上能够达到30%50%的NOx脱除率；在中小型燃煤锅炉上（特别是循环流化床锅炉）可达到50%70%的脱硝效率；脱除NOx的还原剂一般都是含氮的物质，包括氨、尿素和各种铵盐，应用广泛的是氨和尿素；SNCR脱硝系统运行过程没有任何固体或液体的污染物或副产物生产；阻力小，对锅炉的正常运行影响较小；经济性好，投资
13、成本和运行成本低；不需改变现有锅炉的设备设置，只需增加还原剂的存储模块、稀释剂量模块、分配喷射模块等。（2）SCR工艺简介在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。1975 年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR 系统的示范工程，其后SCR技术在日本得到了广泛应用。在欧洲已有120 多台大型装置的成功应用经验，其NOx的脱除率可达到8090%。日本大约有170 套装置，接近100GW 容量的电厂安装了这种设备。美国政府也将SCR 技术作为主要的电厂控制NOx技术。SCR 方法已成为目前国内外电站脱硝比较成熟的主流技术。SCR 系统包括催化剂反
14、应室、氨储运系统、氨喷射系统及相关的测试控制系统。SCR工艺的核心装置是脱硝反应器，有水平和垂直气流两种布置方式。在燃煤锅炉中，烟气中的含尘量很高，一般采用垂直气流方式。（3）工艺选择SNCR与SCR工艺比较情况见表12.1-3。表12.1-3 SCR工艺与SNCR工艺的比较项目SCRSNCR还原剂用尿素或NH3尿素或NH3反应温度3204009501050催化剂成份主要为TiO2， V2O5 WO3无脱硝效率80%90%30%40%还原剂喷射位置多选择于省煤器与SCR反应器间烟道内一次过热器或二次过热器后端NH3逃逸3ppm15ppm对下游设备影响NH3 逃逸较低，对下游影响不明显NH3 逃
15、逸较高，对空预器脱硫等均有影响系统压力损失催化剂会造成压力损失无根据以上所了解的脱硝工艺，目前减少火电厂NOx排放的方法有多种，各种工艺的工程投资和脱硝效率各不相同，如何选择适合于本工程的脱硝工艺，主要从以下几个方面综合考虑：1）NOx排放浓度和排放量必须满足国家和当地政府环保要求；2）脱硝工艺要适用于本工程已确定的煤种条件，并考虑燃煤来源的变化可能性；3）脱硝工艺技术成熟、设备运行可靠，并有较多成功的运行业绩；4）脱硝装置占地面积小，投资费用省；5）脱硝剂要有稳定可靠的来源；6）运行、检修和维护费用小。根据上面介绍的锅炉脱硝方法结合本工程实际情况，烟气脱硝技术中，SCR法和SNCR/SCR混
16、合法在大型燃煤电厂均已获得商业应用。其中SCR法在全球范围内有数百台的成功应用业绩和十几年的运行经验，日本和德国95%的烟气脱硝装置采用SCR技术，由于该方法技术成熟、脱硝率高、几乎无二次污染应是国内烟气脱硝工程选择的重点。如采用选择性非催化烟气喷氨脱硝法（SNCR），虽然投资少，运行费用也低，但此方法反应温度范围较窄，对炉膛温度要求比较高，对于煤种和负荷变化的适应性差，运行困难，可靠性较低，目前大型机组采用此方法的较少。综合上述，由于电厂NOx浓度较高，采用LNB或SNCR或SNCR/SCR混合型系统不能满足环保要求，势必要采上SCR系统，考虑到SCR运行成本，并结合埕口盐化公司的场地建设条
17、件，本烟气脱硝推荐LNB+SCR烟气脱硝技术。本工程已设有氨站，不再另外考虑。（4）还原剂选择液氨和尿素两种还原剂储存制备系统中，液氨方案市场占有率最高，其次是尿素热解方案。使用尿素制氨的方法最安全，但是其投资、运行总费用较高；纯氨的运行、投资费用较低，但是纯氨的存贮需要较高的压力，安全性要求较高。目前液氨法应用最广泛，由于其贮运量小，有利于布置，同时考虑到国外应用的情况和电厂较高的管理水平，液氨系统拟作为本工程的首选方案。还原剂的选择应综合考虑设备投资、占用场地、运行成本、安全管理及风险费用等。三种还原剂的综合成本比较见表12.1-4。表12.1-4 还原剂选择的综合成本比较还原剂选用尿素氨
18、水液氨设备投资高中低占用场地小大大运行还原剂成本中高低运行能耗成本中高中安全管理费用无中高液氨和尿素两种还原剂储存制备系统中，液氨方案市场占有率最高，其次是尿素热解方案。使用尿素制氨的方法最安全，但是其投资、运行总费用较高；纯氨的运行、投资费用较低，但是纯氨的存贮需要较高的压力，安全性要求较高。目前液氨法应用最广泛，由于其贮运量小，有利于布置，同时考虑到国外应用的情况和电厂较高的管理水平，液氨系统拟作为本工程的首选方案。12.1.2.2 投资及运行费用本次技改项目脱硝的费用为766万元，运行费用为200万元/a，根据企业调查，本项目脱硝投资为锅炉脱硝费用正常水平，作为本次技改项目主要的改造环节
19、，虽然投资和运行费用均较高，企业可以接受。12.1.3 脱硫措施及其技术经济论证技改项目脱硫工艺利用现有海水脱硫，对其进行改造。具体改造如下： 1、电厂提供的脱硫海水量总共为5000m3/h，考虑到电厂燃煤含硫量变化大的特点，设计采用喷淋海水量为2000m3/h，中和海水量为3000 m3/h。这样在电厂燃用设计煤种时，需掺加电石渣，保证脱硫液气比不小于9，从而保证脱硫装置的脱硫效率不小于96%。 2、当电厂燃煤含硫量增大时，增加海水的碱性，提高掺加电石渣量，提高脱硫效率，保证脱硫装置的脱硫效率不小于96%。经计算脱硫装置设计煤种的含硫量为1.08%时，需掺加电石渣（按有效成分60%）1.65
20、t/h。3、改造电石渣浆制备系统，保留电石渣溶解配置池和电石渣浆液存储箱，为保证提高掺加量后电石渣浆的储存时间，新增一座电石渣浆液存储箱，同时更换电石渣浆液输送泵。电石渣浆制备系统主要指标：尺寸：LBH3.2m4.5m新增数量：1个有效容积：30m3两个合计储存时间：12h改造前后主要工艺系统设计数据对比见表12.1-5。表12.1-5 改造前后主要工艺系统设计数据对比表序 号项 目单 位改造前改造后1FGD脱硫率%90972FGD烟气SO2排放浓度标准mg/Nm32501003FGD出口烟尘最大排放浓度mg/Nm3112204系统阻力Pa100010005脱硫装置可用率95956系统运行电耗
21、kWh455.6459.67脱硫用海水m3/h200020008中和用海水m3/h300030009电石渣消耗量t/h0.7851.6510计算锅炉SO2排放浓度mg/Nm33500220011计算脱硫后SO2排放浓度mg/Nm317533.712.1.3.2 处理效果由本次环评监测结果可以看出，现有锅炉脱硫工艺可以满足脱硫效率92%以上，本次技改后，在正常运行情况下，脱硫效率可以大于97%，排放浓度小于35mg/Nm3。综上所述，本工程采用海水脱硫工艺，具有技术成熟、脱硫效率高、运行可靠、操作方便、脱硫副产物可综合利用的特点，虽然一次性投资运行费用较高，但随着该工艺系统的不断改进、简化及设备
22、的国产化，运行和维护将更为方便，而且造价也在进一步降低，因此，本工程选择双碱法脱硫系统在技术和经济上都是合理、可行的。12.2 废水处理措施的论证12.2.1 生产废水生产废水主要包括化水站排水和锅炉排污水。化水站产生的浓盐水，除盐分较高外，受污染较轻，主要作为除灰渣系统、输煤系统、煤场喷洒和脱硫系统用水，锅炉排污水作为煤场喷洒用水，全部回用。12.2.2 生活污水拟建工程生活污水产生量为3456m3/a，由厂区污水管道排入公司污水处理厂统一处理。上述废水治理及回用措施都是目前电力行业常用的废水处理及回用工艺，在技术上成熟可靠、经济上合理可行。12.3 地下水污染防治措施 生产区采取地面硬化处
23、理，并用具有防渗性能的水泥铺面；输排水管网采用水泥管沟和防渗性能好的管材；露天原料堆场地面要进行固化处理，采用粘土或粘土与石灰石的混合层作防渗垫层，其附近要设置集水沟。12.4 噪声污染防治措施论证热电厂的噪声源比较多且噪声级较高，针对这些噪声源，本项目提出了一系列的控制措施，对各重点噪声源从局部到整体以至外环境都考虑了不同的控制措施。从热电厂整体环境来考虑，对于预测点位贡献较多的主要噪声源为主厂房内、空压机室、风机等。主厂房采取隔音措施，设双层隔音采光窗，并采用隔声门；空压机室、碎煤机室采用顶贴吸声材料措施，并采用隔声门窗。对脱硫系统噪声，因其声源主要在底部，可采用加强围护的方法，减少噪声对
24、厂界外的影响。在环境方面通过种植草木，形成自然隔声屏障等措施是比较经济有效的。其中主要措施为：1、发电机、汽轮机、励磁机以及泵体等设备除在招标过程中提出设备噪声要求外，由于均为室内布置，因此，主厂房的建筑结构将起到一定的隔声降噪效果其降噪量约为2025 dB（A）左右。2、锅炉0m层室内布置的磨煤机为热电厂最大噪声源之一，噪声的声压级约为98dB（A），虽然布置在主厂房内，由于噪声大在设备招标中应采取隔声降噪措施。3、引风机、送风机、增压风机布置在室外，安装隔声罩，采取隔声降噪措施。送风机吸风口处安装消声器降噪效果应在10dB（A）以上。4、烟气脱硫装置的氧化风机采用罗茨风机噪声大，频率高，对
25、于近距离的声影响突出，因此，在设备选型时提出噪声要求，并采取隔声降噪措施，并将风机设置于室内。5、控制锅炉排汽噪声源，主要噪声源为锅炉排汽产生的喷流噪声，排汽噪声可以采取“节流降压”与“小孔喷注”消声机理研制的消声器。安装排汽消声器后噪声源强值下降，经空气吸收和距离衰减等因素，不会对周围区域产生较大影响。况且机组正常运行以后，锅炉排汽和安全门开启的次数及持续时间均会减少，对环境影响也会更小。6、其它噪声源应首先考虑设备选型，使其达到规定的要求，必要时对设备基础采取减震处理，管道包扎阻尼、疏水口装消声器，减少阀门泄漏，值班室设隔声间，采用双层采光隔声玻璃和隔声门等措施。7、通过对设备噪声控制和对
26、噪声源采取隔声降噪措施后，如对脱硫设施的噪声源强和送、引风机采取隔声降噪措施，使本工程噪声水平得到有效的控制。8、对热电厂启动期的吹管噪声，通过采取消声降噪、排汽口合理选向的措施、地坑排汽或循环排水管排汽方式，可以有效降低对周围环境的影响，吹管时同时加强管理，采取公告制度，并在昼间进行，同时应取得周围老百姓的谅解。9、项目投产后，其交通运输噪声将对声环境产生一定的影响，为此，特提出以下控制措施：（1）合理选择运输时段，避开环境敏感时间，尽量避免夜间行车；（2）运输车辆靠近村庄和进站时减速，禁鸣喇叭；（3）合理选择运输路线，尽量选择外环路，避免穿越村庄；（4）在生产和运输条件许可的情况下，尽量减
27、少公路运输频次。从技术角度分析，工程采取的噪声措施技术成熟，具有针对性，也均有成功的例子，只要经过专业设计、合理的设备选型，噪声控制措施技术上是可靠的，投资上也是比较经济的，可达到较好的降噪效果。12.5 固废污染防治措施论证本工程产生的固废主要为锅炉布袋除尘器收集的飞灰和锅炉炉渣。目前本工程所产生的锅炉灰渣外售滨州市金水源航运有限公司。12.5.1 除灰、除渣系统灰渣采用灰渣分除方式。除灰系统采用浓相气力输送方式，干灰集中后落入下方的灰斗后，经1m3的仓泵送至厂内的干灰库（灰库容量为1000m3），再由密封罐车外运综合利用；除渣采取冷渣机除渣系统，由冷渣机将炉渣冷却后通过输渣皮带直接输送至锅
28、炉房外的渣仓内（渣仓的容积为300m3），由汽车外运综合利用，以防二次扬尘。12.5.2 除灰渣系统的可行性由以上除灰渣系统的工艺流程可以看出，锅炉除灰和除渣系统均在全部密闭中进行，不会产生扬尘。灰库渣仓均为密闭式，灰库顶部设除尘效率大于99.9%的布袋除尘器对送灰尾气进行净化，因此，可将降低扬尘污染程度。灰、渣均采用密闭罐车外运，因此也不会有扬尘产生。综上所述，本工程除灰渣方案是合理可行的。12.6 小结工程采取的各项环境保护措施情况具体见表12.6-1。表12.6-1 工程主要环境保护治理措施及治理效果污 染 物治理措施及效果排放情况mg/m3治理措施治理效果排放浓度排放量t/a锅炉烟气S
29、O2海水脱硫97%33.733.9烟尘电袋复合式除尘器+湿法脱硫附带50%除尘效率99.97%8.48.5NOx低氮燃烧+SCR工艺脱硝90%5050.3烟气监控烟气连续监测装置排烟措施高120m，内径30m，单筒防腐烟囱废水化水站排水作为除灰渣系统、输煤系统、煤场喷洒以及渣场用水锅炉排污水生活污水由现有公司污水处理站处理后作为煤场喷洒固体废物灰库已建1座1000m3灰库，年产灰量29776.3t，全部外卖供综合利用渣仓已建1座300m3渣仓；年产渣量为19857.6t，全部外卖供综合利用生活垃圾年产生活垃圾4.2t，由环卫部门统一处理噪声设备噪声减振基座+厂房墙壁吸音、隔声屏障+隔声罩或消声器、绿化等厂界噪声贡献值低于50dB(A)满足工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）3类区标准要求12-10 山东省环境保护科学研究设计院
