中小型燃煤锅炉脱硝技术路线的选择0425修改.doc

 PAGE \* MERGEFORMAT 1 作者简介： 翁安心 ， 硕士研究生，工程师。主要从事烟气脱硝工程设计及管理。 中小型燃煤锅炉烟气脱硝技术选择探讨 翁安心 （浙江百能科技有限公司，浙江 杭州，310012） 摘要：介绍了中小型燃煤锅炉常用的几种烟气脱硝技术，并进行了比较。根据不同脱硝技术的特点及经济性，针对煤粉炉和循环流化床锅炉不同NOx排放的情况下，提出了脱硝技术的选择方法。 关键词：燃煤锅炉、NOx、烟气脱硝、SNCR、SCR 我国是以煤为主的能源结构，随着经济技术的发展，燃煤电厂锅炉燃烧产生的污染物的危害日益严重，如何抑制和降低锅炉燃烧过程中的NOx排放不仅关系到电力行业可持续发展的问题，而且还关系到国计民生的大事。 目前大型火力发电厂燃煤锅炉降低NOx的排放一般都采用SCR脱硝技术，而中小型燃煤锅炉因为炉型多样，且多为自备电厂，对脱硝技术的选择，脱??技术的利弊以及投资和运行成本等了解不够全面。本文主要针对以上问题进行一些分析并为中小型燃煤锅炉脱硝技术的选择提供参考。 烟气脱硝技术介绍 目前，控制NOx排放的技术措施大体上可分为两类：一类是低NOx燃烧技术（炉内脱氮技术），即通过运行方式的改进或者对燃烧过程进行控制，抑制燃烧过程中NOx的生成反应，从而降低NOx的最终排放量。包括低NOx燃烧器、空气分级燃烧、燃料分级燃烧（燃料再燃）等技术。低NOx燃烧技术具有简单、经济并且有效的特点，但脱硝效率较低，一般只有30~60%，采用低NOx燃烧技术后可以减少后期烟气NOx脱除的设备投资和运行费用。另一类是烟气净化技术，即把已生成的NOx还原为N2，从而脱除烟气中NOx；目前国内比较常见的烟气净化技术主要有选择性非催化还原（SNCR）脱硝、选择性催化还原（SCR）脱硝、SNCR-SCR联合脱硝等。 1.1 选择性非催化还原（SNCR）烟气脱硝技术 选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术是向烟气中喷入氨或尿素等含有NH3基的还原剂，在高温（800~1100℃）和没有催化剂的情况下，通过烟道气流中产生的氨自由基与NOx发生反应，把NOx还原为N2和H2O，在选择性非催化还原反应中，部分还原剂将与烟气中的O2发生反应生成CO2和H2O，因此还原剂消耗量较大。 1.2 选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术 选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称为SCR）技术是目前降低NOx排放量最为高效，且是国内外应用最多最成熟的技术，脱硝率可达80％以上。SCR烟气脱硝系统采用氨气作为还原介质。SCR 脱硝装置的主要组成部分包括一个装催化剂的反应器，一个氨储罐和一个还原剂注入系统，国外较多使用无水液氨。其基本原理是把符合要求的氨气喷入到烟道中，与原烟气充分混合后进入反应塔，在催化剂的作用下，并在有氧气的条件下，氨气选择性地与烟气中的NOx（主要是NO、NO2）发生化学反应，生成无害的氮气（N2）和水（H2O）。 1.3 SNCR-SCR组合烟气脱硝技术 SSNCR-SCR联合脱硝技术是将SNCR工艺的还原剂喷入炉膛脱硝技术同SCR脱硝利用逃逸的氨进行催化反应结合起来，从而进一步脱除NOx，该技术是结合了SNCR工艺的低费用特点与SCR工艺的高效脱硝率及低的氨逸出率。理论上，SNCR工艺在脱除部分NOx的同时也为后面的SCR催化还原脱硝提供了所需的氨。SNCR脱硝工艺可向SCR脱硝提供充足的氨，但是控制好逸出的氨的分布以适应SCR脱硝所要求的Nox与NH3的混合均匀分布是有困难的。为了达到该要求，组合脱硝工艺需要在SCR反应器中布置一套混流装置或安装一个辅助氨喷射系统。通过试验和调节辅助氨喷射可以改善氨气在反应器中的分布效果。SNCR-SCR联合脱硝工艺的运行效率为70%~80%，氨的逃逸小于5~10ppm。 1.4 三种脱硝技术比较 下表是SCR法、SNCR-SCR联合脱硝法及SNCR法烟气脱硝设计参数比较。 表1 烟气脱硝技术比较 项目SCRSNCRSNCR-SCR联合还原剂液氨、氨水或尿素液氨、氨水或尿素液氨、氨水或尿素反应温度320～400℃NH3：850～1150℃ 尿素：900～1200℃前段：850～1200℃ 后段：320～400℃催化剂采用2+1层催化剂或更多不使用催化剂SCR区加一层催化剂脱硝效率70%～90%30%～50%（煤粉炉） 50~70%（循环流化床锅炉）70%～80%（一层催化剂）还原剂喷射位置多选择于省煤器和空气预热器之间通常在炉内合适的温度区间段位置选择同SCR和SNCRSO2/SO3氧化会导致SO2/SO3氧化不导致SO2/SO3氧化SO2/SO3氧化较SCR低NH3逃逸