淺談SNCR+SCR煙氣聯(lián)合脫硝工藝在電站鍋爐中的應(yīng)用

靳亞瓊

摘 要：本文主要對SNCR+SCR煙氣聯(lián)合脫銷工藝技術(shù)的原理進(jìn)行了闡述，并對目前某電廠內(nèi)機(jī)組氮氧化物排放超標(biāo)進(jìn)行了研究，制定出相關(guān)的脫銷工藝，希望能夠提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：SNCR;SCR;煙氣脫硝;電站鍋爐

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對煙氣脫硝工藝的要求越來越高，所以為了讓脫硝的可行性得到保證，就需要相關(guān)的工作人員根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況以及當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境情況，制定出更加科學(xué)和先進(jìn)的SNCR+SCR煙氣聯(lián)合脫硝實(shí)施方案，保證氮氧化物的排放與國家規(guī)定相符。

1 煙氣脫硝技術(shù)相關(guān)概述

1.1 SNCR技術(shù)

SNCR技術(shù)是選擇性非催化還原技術(shù)，在使用的過程中不需要使用催化劑，在溫度為850℃-1100℃的范圍內(nèi)，會與煙氣中存在的NOx發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，主要的生成物包括氮?dú)狻⑺?，這樣能有效減少NOx的排放，SNCR技術(shù)建設(shè)的周期較短、投資成本較少，但是其脫硝的效率嚴(yán)重受到反應(yīng)的溫度、停留時間等各個方面的影響，具有不穩(wěn)定性。

1.2 SCR技術(shù)

SCR技術(shù)是選擇性催化還原技術(shù)，其具有脫硝效率高、污染小等特點(diǎn)，催化劑作用還原劑，在溫度為300℃-400℃之間與煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，也能減少NOx的排放，但是這類技術(shù)的運(yùn)行成本較高，且要求催化劑的活性、阻力等都要具有較高的要求。

1.3 SNCR+SCR煙氣聯(lián)合脫硝技術(shù)

該類脫硝技術(shù)是在爐膛中噴入還原劑，并在SNCR的反應(yīng)裝置中先進(jìn)行一次脫硝，沒有發(fā)生反應(yīng)的還原劑會與煙氣一起進(jìn)入SCR反應(yīng)裝置中進(jìn)行催化反應(yīng)，能提高脫硝的效率。這類技術(shù)將SNCR和SCR技術(shù)的特點(diǎn)有效融合，且其脫硝的效率和使用成本比較適中，在小中型的鍋爐中使用，其脫硝的概率高達(dá)75%，其在使用的過程中相對比較安全，且具有投資成本低、脫硝率高等特點(diǎn)，但是對脫硝系統(tǒng)的耦合性具有較高的要求。

2 SNCR+SCR煙氣聯(lián)合脫硝工藝在電站鍋爐中的應(yīng)用

2.1 鍋爐的具體情況

本實(shí)驗(yàn)的鍋爐型號為循環(huán)流化床鍋爐，YG-75/3.82-M10，本鍋爐既可煤和煤泥混燒又可燒洗矸煤，擁有自然循環(huán)、中間儲存、固態(tài)排渣等功能，鍋爐爐頂?shù)臉?biāo)高為26875mm，鍋爐使用的效率為90.2%，爐膛的橫截面積為3170×6340mm，耗煤量為14520kg/h。

2.2 簡述煙氣脫硝系統(tǒng)

在該系統(tǒng)中脫硝的還原劑為尿素，由SNCR和SCR組成了煙氣脫硝系統(tǒng)，其中尿素站和爐側(cè)的噴射系統(tǒng)構(gòu)成了SNCR系統(tǒng)，在爐前的折焰角區(qū)域內(nèi)設(shè)置SNCR爐側(cè)噴射系統(tǒng)，而SCR反應(yīng)器則設(shè)置在煙道當(dāng)中，煙氣脫硝系統(tǒng)中主要涉及的參數(shù)包括煙氣量474216m3·h-1、SNCR設(shè)計(jì)入口的煙溫900-1150℃、SCR設(shè)計(jì)入口的煙溫為385℃、煙塵質(zhì)量的濃度為39g·m-3等數(shù)值，這些數(shù)值與體積相關(guān)的都已經(jīng)換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，SNCR出口的NOx濃度設(shè)計(jì)和控制要必須要比200mg/m3小。

2.3 模擬CFD數(shù)值

CFD就是計(jì)算流體動力學(xué)，模擬CFD能夠解決NO的分布、速度以及SNCR與SCR的流場設(shè)計(jì)等問題，從而確定出最優(yōu)的脫硝工藝。需要確定SNCR和SCR的溫度場以及NO、NH3的濃度，假設(shè)模擬的條件為：布置三層尿素溶液噴槍在爐前的標(biāo)高區(qū)域，并在每層設(shè)置7支噴槍，還原劑尿素溶液的濃度為10%，氨氮摩爾比為1.4，不同層的噴槍組合的方式應(yīng)該與相應(yīng)的負(fù)荷所對應(yīng)，由于尾部存在轉(zhuǎn)彎煙室，所以會導(dǎo)致煙氣流發(fā)生一定的離心轉(zhuǎn)彎，導(dǎo)致氣體集中在煙道尾部的后墻側(cè)，所以需要在水平煙道內(nèi)設(shè)置一對噴槍，經(jīng)過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)可以知道，當(dāng)煙氣處理前其NOx的質(zhì)量濃度為350mg/m3，而進(jìn)行處理之后煙氣中的NOx質(zhì)量濃度降低到5.8mg/m3，脫硝的效率高達(dá)81.7%。

2.4 工程實(shí)例研究

2.4.1 SNCR脫硝系統(tǒng)研究

尿素站和爐側(cè)噴射系統(tǒng)構(gòu)成了SNCR脫硝系統(tǒng)，其中尿素站又由尿素、斗提機(jī)以及溶解罐等組成，其采用的控制系統(tǒng)為DCS控制系統(tǒng)，能夠進(jìn)行獨(dú)立的運(yùn)行和操作，控制系統(tǒng)能夠?qū)崟r對溫度信號等進(jìn)行監(jiān)視，爐側(cè)噴射系統(tǒng)主要由分配單元、噴射單元等構(gòu)成，其具有稀釋尿素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的作用，以鍋爐的負(fù)荷要求等為依據(jù)，讓尿素溶液供應(yīng)至不同層的噴射槍中，從而讓脫硝效率更加合理。

2.4.2 SCR脫硝系統(tǒng)

在SCR反應(yīng)器中使用的催化劑是根據(jù)科學(xué)的比較選擇的，其為平板式催化劑，在初裝催化劑之前，首先需要強(qiáng)制性檢驗(yàn)催化劑及其性能，保證其所有的指標(biāo)能夠符合我國相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。SCR吹灰系統(tǒng)中主要設(shè)置了3套半伸縮的蒸汽吹灰器，為了保證催化劑具有一定的清潔度，還要再吹灰系統(tǒng)中設(shè)置穩(wěn)定閥，保證閥后的壓力為1.2Mpa，當(dāng)催化劑的壓差比150Mpa大時，才能啟動吹灰程序。

2.4.3 加固鍋爐結(jié)構(gòu)

在鍋爐的溫度應(yīng)該增加催化劑和反應(yīng)器的荷載，并根據(jù)新增加的荷載計(jì)算爐架的承載力，并驗(yàn)算爐架混凝土柱子的承載力以及四肢組合壓彎構(gòu)件，為了能夠?qū)t架的承載力進(jìn)一步提高，還需要補(bǔ)強(qiáng)爐架結(jié)構(gòu)，在對應(yīng)的軸線新增承臺以及地梁，不斷提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.5 運(yùn)行脫硝結(jié)構(gòu)

脫硝系統(tǒng)會根據(jù)機(jī)組的總體負(fù)荷以及反應(yīng)溫度的范圍等相關(guān)參數(shù)，選擇合適的噴槍組合，并通過對分配單位等進(jìn)行計(jì)量，保證SNCR以及SCR反應(yīng)器之間實(shí)現(xiàn)緊密的配合，最后保證排放的氣體達(dá)到相關(guān)的濃度排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

社會在不斷發(fā)展，所以相關(guān)的研究人員一定要跟上時代發(fā)展的步伐，積極采用更加先進(jìn)的脫硝工藝，不斷提高脫硝的效率，充分結(jié)合實(shí)際情況，有效提升脫硝工程設(shè)計(jì)的科學(xué)性，現(xiàn)代社會中SNCR+SCR煙氣聯(lián)合脫硝系統(tǒng)具有使用安全、投資成本低、脫硝效率大等特點(diǎn)，能保證排放的煙氣達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具有較好的應(yīng)用價值和應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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