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燃煤锅炉烟气脱硝改造及运行总结

摘要：随着国家对NO_x的排放限制要求越来越严格,在用燃煤锅炉增设烟气脱硝系统非常必要。概述了对在用燃煤锅炉新增烟气脱硝系统的改造及其工艺选择、系统掌握、投资等,重点阐述了利用合成氨生产过程中产生的稀氨水并采纳选择性非催化还原技术的烟气脱硝系统的运行状况、脱硝成本。实践结果表明,采纳选择性非催化还原法脱硝技术是在用燃煤锅炉进行烟气脱硝改造的抱负选择。

0前言

锅炉烟气脱硝是在锅炉系统加入氨水，使烟气中的氮氧化物(NOx)转变为氮气(N2)的过程。国家对NOx的排放限制要求越来越严格，而工业企业在用的燃煤锅炉是NOx气体排放的最主要来源，其减排更是受到非常重视。2014年5月16日，国家环境爱护部和国家质量监督检验检疫总局颁布了新的《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2014)代替原标准(GB13271—2001)。新标准将锅炉烟气中的二氧化硫(SO2)排放浓度限值由≤900mg/m3(标态)提高至≤400mg/m3(标态)，烟尘排放浓度限值由≤150mg/m3(标态)提高至≤80mg/m3(标态)，并新增了燃煤锅炉烟气中NOx排放浓度限值≤400mg/m3(标态)的指标。

为了达到新标准的指标要求，在用燃煤锅炉就必需新增烟气脱硝系统或对原有的脱硫、除尘设施进行改造。目前，锅炉烟气中NOx的脱除方法主要有:

①低氮燃烧技术，即在燃烧过程中掌握氮氧化物的生成，从源头进行掌握，适用于大型燃煤锅炉等，但该技术只能降低NOx排放值的30%～50%，无法确保达到新标准的指标要求;

②选择性催化还原技术，主要用于大型燃煤锅炉，投资大、运行费用高;

③选择性非催化还原技术，主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉，其效率低于选择性催化还原技术，但投资省、建设周期短;

④选择性催化还原技术+选择性非催化还原技术，主要用于大型燃煤锅炉低NOx排放和场地受限的状况，也比较适合于在用锅炉大烟气系统的脱硝改造项目。

选择性非催化还原技术不使用脱硝催化剂，采纳炉膛喷射稀氨水脱硝，脱硝反应最佳温度一般在800～1050℃。稀氨水利用压缩空气进行雾化，确保与烟气良好接触，保证脱硝还原反应充分进行，故比较适用于对现有中小型燃煤锅炉的改造。依据三废混燃锅炉温度分布、烟气含尘量、脱硝设施置布置、改造投资及运行费用等特点，打算采

用选择性非催化还原技术对云南云天化股份有限公司云峰分公司(以下简称云峰分公司)在用的50t/h三废混燃锅炉实施烟气脱硝改造。

1在用燃煤锅炉烟气脱硝改造方法

1.1选择性非催化还原技术脱硝原理

选择性非催化还原技术是将氨水等还原剂直接喷入炉膛内，在800～1050℃的高温下与烟气中的NOx反应生成N2和H2O。在无催化剂作用下，氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2作用。NH3还原NOx的主要反应:4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O。

不同还原剂有不同的反应温度范围，NH3的反应最佳温度区间为850～950℃。温度过高时，由于氨的分解会使NOx还原率降低;反应温度过低时，氨逃逸增加，不仅使NOx还原率降低，而且逃逸的氨会造成新的环境污染。为了确保锅炉烟气中NOx的脱除效果，选择从炉膛的上部出口加入脱硝还原剂。

选择性非催化还原脱硝主要由稀氨水制备与存储系统、稀氨水输送系统、掌握安排系统、空气喷射系统、烟气系统、脱硝反应系统、电气掌握系统等组成。采纳合成氨生产过程中产生的稀氨水或液氨球罐上部的气氨按相关平安规程用冷脱盐水在稀氨水储罐内配制的质量分数为10%～15%的稀氨水作为脱硝还原剂，经稀氨水泵加压后送至氨水喷枪，利用0.5～0.7MPa的压缩空气将稀氨水雾化后喷入锅炉内与烟气中的NOx进行反应。

1.2工艺流程及脱硝设施

选择性非催化还原技术锅炉烟气脱硝工艺流程如图1所示。

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1.2.1稀氨水输送系统

稀氨水输送系统由稀氨水储罐(1台，容积依据稀氨水用量确定)、稀氨水泵(2台，1开1备)、自动调整阀、测量仪表和喷枪构成。喷枪采纳不锈钢材料制造，每支喷枪配有气动推动器，在DCS系统上可实现自动推动和退出喷枪的操作。稀氨水泵出口处设有循环回路和自动调整阀，可依据运行要求在DCS系统调整稀氨水的压力和流量。

1.2.2喷枪布置

在50t/h三废混燃锅炉的上部炉膛出口外侧布置喷枪2支，在炉膛中部布置喷枪2支，共计4支喷枪分上下2层布置。在锅炉高负荷运行条件下，投运上层(炉膛出口)喷枪;在低负荷运行或锅炉开车的条件下，因此时温度较低，投运下层(炉膛中部)喷枪。在选择性非催化还原脱硝系统