循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝的技術(shù)改造

時(shí)間：2023-01-04作者：太原鍋爐集團(tuán)有限公司瀏覽：131

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一、煙氣脫硝概述

預(yù)防環(huán)境污染的重要性，已作為世界范圍的問(wèn)題而被尖銳地提了出來(lái)。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高，大氣污染成了十分嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，研究煙氣脫硝技術(shù)，被許多國(guó)家列為防治大氣污染的重點(diǎn)，并相繼建成了一些工業(yè)規(guī)模的實(shí)用的處理裝置?；痣姀S煙氣脫硝裝置主要是用于去除鍋爐煙氣中的氮氧化物，方法有選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原（SNCR），是指通過(guò)氨或者其相應(yīng)的衍生物，作為還原劑，與煙氣中的氮氧化物進(jìn)行還原反應(yīng)，從而生成無(wú)害的氮?dú)夂退_(dá)到去除氮氧化物的目的。SCR脫硝裝置的脫硝效率可以達(dá)到90%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出SNCR的20%～50%，但是運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用相對(duì)較高。而SNCR技術(shù)由于運(yùn)行經(jīng)費(fèi)較低，而且應(yīng)用在循環(huán)流化床鍋爐（CFB）中，完全可以滿足國(guó)家規(guī)定的電廠鍋爐煙放標(biāo)準(zhǔn)。加上利用SNCR技術(shù)對(duì)CFB鍋爐進(jìn)行技術(shù)改造，可以簡(jiǎn)化改造工程量，避免對(duì)氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)及省煤器等方面的改造，相對(duì)比較簡(jiǎn)便。因此，SNCR技術(shù)十分適用于CFB鍋爐的煙氣脫硝改造。

二、循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝的技術(shù)改造

主要針對(duì)SNCR煙氣脫硝技術(shù)進(jìn)行分析。

1.還原劑的注射

對(duì)CFB鍋爐進(jìn)行煙氣脫硝技術(shù)改造，需要選擇適當(dāng)?shù)倪€原劑注射點(diǎn)，確保煙氣脫硝可以起到較佳的效果。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)和實(shí)踐顯示，旋風(fēng)分離器人口可以說(shuō)是還原劑的較佳注射點(diǎn)。通過(guò)對(duì)流場(chǎng)的計(jì)算，結(jié)合鍋爐的實(shí)際運(yùn)行分析，煙氣在旋風(fēng)分離器內(nèi)停留的時(shí)間相對(duì)比較穩(wěn)定，在1s左右，而旋風(fēng)分離器中的穩(wěn)定也基本不會(huì)發(fā)生變化，還原劑的較佳反應(yīng)停留時(shí)間為0.5s，1s左右的停留時(shí)間足夠其與煙氣進(jìn)行充分反應(yīng)。

2.還原劑與煙氣的充分混合

通常情況下，鍋爐爐型越大，還原劑與煙氣的混合效果就相對(duì)越差，難以保證混合的均勻性，也就無(wú)法保證煙氣脫硝的效果。這也一直是困擾SNCR技術(shù)在大型燃煤機(jī)組應(yīng)用的重大問(wèn)題。因此，技術(shù)人員要采取適當(dāng)措施，保證混合的均勻性，就可以較大提高煙氣脫硝的效率和質(zhì)量。

對(duì)于CFB鍋爐而言，其旋風(fēng)分離器中的氣流比較混亂，流場(chǎng)復(fù)雜，難以進(jìn)行準(zhǔn)確把握。隨著固相的分離，其中的氣體會(huì)沿著分離器的內(nèi)壁進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，而旋轉(zhuǎn)過(guò)程中形成的回流區(qū)，為氣相的擴(kuò)散以及還原劑與煙氣的充分混合提供了良好的環(huán)境和條件，對(duì)于噴氨脫硝反應(yīng)可以說(shuō)是非常有利的。

與煤粉爐相比，循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)布置較為特殊。其爐膛出口相對(duì)較窄，采用SNCR裝置，可以向多個(gè)煙道同時(shí)噴入進(jìn)行煙氣脫硝，而狹窄的爐膛設(shè)計(jì)加上旋風(fēng)分離器的中心筒，可以起到減緩煙氣流速的效果，使得反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，反應(yīng)較加充分。這也是CFB鍋爐應(yīng)用SNCR的脫硝效率**普通煤粉爐的原因。而且，CFB鍋爐較設(shè)有兩個(gè)及以上旋風(fēng)分離器，可以將氨的利用效率提到較高，減少其逃逸。

3.需要注意的問(wèn)題

（1）還原劑的選擇

通常情況下，SNCR煙氣脫硝技術(shù)使用的還原劑為尿素或者液氨。兩者在技術(shù)應(yīng)用方面存在一定的差異，要進(jìn)行全面細(xì)致地分析。

首先，使用尿素作為還原劑時(shí)，其熱解產(chǎn)物是氨（NH3）和異氰酸（HNCO），由于沒(méi)有增加爐內(nèi)氣體的酸性，通常情況下不會(huì)對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)造成影響。從脫硝過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)來(lái)看，氨與煙氣中的氮氧化物發(fā)生了相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)了中性的氮和水，而相比之下，氮氧化物的酸性反而較強(qiáng)。因此在煙氣脫硝之后，鍋爐內(nèi)氣體的酸性實(shí)際上會(huì)有所下降。

其次，使用液氨作為還原劑時(shí)，其會(huì)在蒸發(fā)器的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w狀態(tài)，經(jīng)空氣稀釋后，進(jìn)行爐內(nèi)，與尿素相比，省略了熱解生成氨（NH3）和異氰酸（HNCO）的過(guò)程，直接可以與氮氧化物反應(yīng)。而同時(shí)，純凈的氨屬于中性物質(zhì)，同樣不會(huì)對(duì)鍋爐造成腐蝕和影響。

（2）對(duì)鍋爐的影響

鍋爐在運(yùn)行中，煤中的硫會(huì)在燃燒的情況下生成二氧化硫，夾雜少數(shù)三氧化硫。而無(wú)論是尿素還是液氨，煙氣中的三氧化硫都會(huì)與逃逸的氨發(fā)生反應(yīng)，生成氨化合物和硫酸銨。而硫酸銨具有強(qiáng)烈的腐蝕性，可能導(dǎo)致鍋爐尾部煙道設(shè)備的腐蝕與損壞。因此，要采取相應(yīng)的措施，對(duì)氨的逃逸進(jìn)行控制，同時(shí)采取必要的爐內(nèi)脫硫措施，減少煙氣脫硝對(duì)于鍋爐設(shè)備的影響和破壞。

4.對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行的影響

一般情況下，運(yùn)營(yíng)中的鍋爐一旦停爐，會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而為了減少這種損失，煙氣脫硝裝置的安裝往往都是在機(jī)組正常運(yùn)行的情況下進(jìn)行的。而脫硝裝置的安裝區(qū)域，距離風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、煙道以及電纜等較近，因此在進(jìn)行施工改造時(shí)，需要采取相應(yīng)的措施，對(duì)其進(jìn)行施工保護(hù)，避免對(duì)于機(jī)組運(yùn)行安全的影響。


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