談150T/H循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝系統(tǒng)改造的優(yōu)化及應(yīng)用

孫二慶

摘 要：本文根據(jù)焦煤（集團）電冶分公司150t/hCFB鍋爐脫銷項目改造及試運情況，介紹了SNCR脫硝技術(shù)的工藝原理和特點，有針對性的設(shè)計開發(fā)了滿足工藝要求的脫銷系統(tǒng)，并對改造進行了優(yōu)化，確定了工程設(shè)計參數(shù)。應(yīng)用效果表明，脫硝效率達到設(shè)計要求，NOx排放量低于國家環(huán)保要求200mg/M3。

關(guān)鍵詞：脫硝技術(shù)；循環(huán)流化床；NOx

近年來，我國NOx排放總量還在不斷持續(xù)增長，其中70%左右的NOx是由煤燃燒所產(chǎn)生的，因此作為主要燃煤設(shè)備的工業(yè)鍋爐成為控制N0x排放所關(guān)注的焦點。隨著環(huán)境治理壓力的增加以及國家環(huán)保要求變得越來越嚴(yán)格，煙氣排放控制技術(shù)迅速發(fā)展，目前主要的脫硝技術(shù)有選擇性催化還原技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)以及聯(lián)合脫硝技術(shù)。

焦煤（集團）電冶分公司150t/h循環(huán)流化床鍋爐是由130t/h煤粉爐改造而成，型號為YG—150/3.82—M6，屬單汽包、自然循環(huán)鍋爐，采用由燃燒室、爐膛、旋風(fēng)分離器、返料器組成的循環(huán)燃燒系統(tǒng)，脫銷采用的是以尿素為還原劑的非催化還原技術(shù)。

一、SNCR脫硝工藝原理、特點及流程圖

（1）SNCR脫硝工藝原理：SNCR脫硝工藝是利用爐膛做為反應(yīng)器，把還原劑如氨氣、尿素稀溶液等噴入爐膛溫度為850一l050℃的區(qū)域，還原劑迅速熱分解出NH，并與煙氣中的

NOx進行反應(yīng)生成N，和H，O。以尿素作為還原劑的主要化學(xué)反應(yīng)為：（NH4）2 CO——2NH2+CO；NH2+No——N2+H20；

CO+NO ——N2+C02。（2）SNCR脫硝技術(shù)特點：所需設(shè)備占地面積小，且相對于SCR設(shè)備簡單，施工量減少，縮短了工程實施時間，對于改造機組而言，在場地限制較大的情況下更便于工程實施；SNCR在于脫硝過程中不使用催化劑，且不導(dǎo)致

SO2/SO3氧化，造成空預(yù)器堵塞的機會非常??； SNCR？工藝整個還原過程在鍋爐內(nèi)部進行，不需要另外設(shè)立反應(yīng)器；適合老電廠的改造。（3）我公司脫銷系統(tǒng)圖及主要工藝設(shè)備參數(shù)。我公司脫銷系統(tǒng)的組成主要有尿素供應(yīng)站、稀釋計量模塊、爐前噴射模塊、自動控制系統(tǒng)等組成。

二、尿素溶液的配置

尿素溶液配制系統(tǒng)主要由尿素儲區(qū)（建筑面積54 m2，實際堆放面積約40 m2，按一天尿素耗量約4T，80袋考慮，儲量約

10-12天）、一個溶解罐（25m3），二個尿素溶液儲存罐（2×45m3）以及相應(yīng)的輸送模塊組成。將尿素固體加入尿素溶解罐中配制成40%濃度的尿素溶液，輸送到尿素溶液儲罐儲存。

三、尿素溶液的輸送

為了將40%濃度尿素溶液稀釋成5-10%濃度尿素溶液，根據(jù)液路和水路上流量計讀數(shù)，分別調(diào)節(jié)液路和水路電動調(diào)節(jié)閥開度，調(diào)整進入混合器的尿素量和稀釋水量。使液路泵流量和水路泵流量控制在一個合適比例范圍。稀釋成5-10%濃度的尿素溶液經(jīng)過混合器到分配噴射模塊的噴射系統(tǒng)。

四、霧化噴槍

霧化噴槍是脫硝系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，一般由壓縮空氣系統(tǒng)、液體管路系統(tǒng)、霧化噴槍、套管等組成。我公司脫銷系統(tǒng)以尿素作為還原劑，將噴槍布置在鍋爐出口、分離器入口水平煙道區(qū)域，由于這段區(qū)域煙溫在850—1050℃之間，是還原煙氣的最佳反應(yīng)窗口，且煙道狹窄便于尿素與煙氣充分接觸、均勻。每側(cè)4支噴槍，噴槍為氣動伸縮式推進裝置，噴槍是否投運和調(diào)整由中控操作人員根據(jù)鍋爐煙氣中氮氧化物監(jiān)測數(shù)據(jù)決定，噴槍定位單支人工可控。

噴槍設(shè)計存在的問題及解決辦法：噴槍口附近水冷壁，時間長會引起鍋爐水冷壁的泄漏，被迫停爐。要解決此問題，需采取如下措施：a改進噴射器結(jié)構(gòu)；b改變噴嘴與水冷壁的夾角，使噴槍向下傾斜一定的角度（7°～10°）；c保證噴槍不被高溫?zé)龘p的情況下盡可能增加深入深度；d噴槍口下方水冷壁上做好防磨措施；e適當(dāng)增大噴槍霧化蒸汽壓力。

五、還原劑的選擇

SNCR的還原劑通常選用尿素和氨，但是與氨相比，尿素優(yōu)點更為突出：A. 不易燃燒和爆炸，運輸、存儲、使用比較簡單安全；B. 尿素?fù)]發(fā)性比氨水溶液小，因此在爐膛煙氣中的穿透性號，有利于混合；C. 尿素的溫度窗口比氨水高50℃左右，符合大容量鍋爐的實際要求；D. 尿素溶液比氨水的脫銷率較高。 因此，我公司選擇尿素作為還原劑。

六、應(yīng)用效果

目前該系統(tǒng)已經(jīng)投運兩個多月，從各項數(shù)據(jù)分析，滿足期初設(shè)計要求。

結(jié)語：隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，眾多電廠鍋爐及其他燃煤裝置迫切需要高效、經(jīng)濟的脫銷技術(shù)。在循環(huán)流化床鍋爐分離區(qū)采用經(jīng)濟實用的SNCR脫硝技術(shù)可以滿足當(dāng)今嚴(yán)格的氮氧化物排放要求，符合我國的國情。

參考文獻：

[1] 路濤；賈雙燕；李曉蕓 關(guān)于煙氣脫硝SNCR工藝及其技術(shù)經(jīng)濟分析[期刊論文]-現(xiàn)代電力 2004（01）