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【实例】SNCR+SCR脱硝技术在罗定发电厂的应用

北极星环保网来源:科技创新与应用2016/11/23 23:29:07我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:SCR SNCR 脱硝

北极星环保网讯:摘要:文章主要介绍了广东罗定电厂SNCR+SCR脱硝技术的基本原理,工程简介,同时对运行中存在的氮氧化物浓度偏高、反应器入口烟温偏高、喷枪堵塞、尿素站稀释水泵切换时打不起压等问题进行分析并采取措施予以解决。

1 锅炉概况

广东罗定电厂锅炉为DG420/13.7-Ⅱ2,是与135MW汽轮发电机组配套的超高压、一次中间再热Π型布置、自然循环汽包炉,单炉膛、燃烧器四角布置、切圆燃烧、平衡通风、固态排渣、采用管式空气预热器、钢筋混凝土构架(单排柱),是由东方锅炉厂为燃用无烟煤而设计生产的,设计煤种山西晋东南无烟煤。因无烟煤市场上采购困难,而且燃用无烟煤煤耗相对较高,为降低电厂成本和煤耗。2012年公司利用A级检修的机会,将两台锅炉设计煤种改为Vdaf=40.66%的山西烟煤。

2 SNCR+SCR脱硝技术原理

2.1 SNCR原理

SNCR的基本原理是在没有催化剂的情况下,向800℃~1150℃炉膛中喷入还原剂氨或尿素,还原剂“有选择性”地与烟气中的NOx反应并生成无毒、无污染的N2和H2O。SNCR的NOx脱除效率主要取决于反应温度、NH3与NOx的化学计量比、混合程度、反应时间等。SNCR的反应温度控制至关重要,若温度过低,NH3的反应不完全,容易造成NH3逃逸上升;而温度过高,NH3则容易被氧化为NO,抵消了NH3的脱硝效果。温度过高或过低都会导致还原剂损失和NOx脱除率下降。

当用尿素作还原剂时其反应可表示为:

NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2

2NO+4NH3+2O2→3N2+6H2O

6NO2+8NH2→7N2+12H2O

在尿素还原NOx的同时也会有从尿素溶液中挥发出来的NH3分子与O2发生的反应:

4NH3+5O2→4NO+6H2O

4NH3+3O2→2N2+6H2O

2.2 SCR原理

罗定电厂SCR脱硝工艺采用选择性催化还原方法,即在装有催化剂的反应器里,烟气与SNCR系统逃逸的氨在催化剂的作用下发生还原反应,生成无害的N2和H2O,实现脱除氮氧化合物的目的。其主要化学还原反应如下:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O

SCR(脱硝系统)催化剂的工作温度是有一定范围的,温度过高(>450℃)时催化剂会加速老化;当温度在低于290℃以下时,在同一催化剂的作用下,另一副反应也会发生:

2SO2+O2→2SO3

NH3+H2O+SO3→NH4HSO4

即生成氨盐,该物质粘性大,易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上,影响锅炉系统的正常运行。因此,只有在催化剂环境的烟气温度在290℃-430℃之间时方允许启动脱硝。

3 脱硝工程简介

罗定电厂脱硝工艺主要分为两大部分。第一部分为SNCR系统,第二部分为SCR系统。在合适温度区间的炉膛中喷入还原剂尿素,尿素在炉膛中分解为氨和异氰酸,并与烟气中的NOx反应。未参加反应的氨气逃逸至SCR反应器。在反应器内的催化剂催化下进一步与烟气中的NOx反应,从而实现SNCR+SCR混合脱硝。工艺流程如图1所示。

4 存在的问题及其处理

4.1 氮氧化物排放浓度偏高

我厂脱硝系统投运以来,  NOx浓度长期偏高,难以达到设计值(设计值为<100mg/Nm3),且随工况变化波动较大,如果调整不及时易出现超标现象。为了提高脱硝效率,使NOx排放达到国家要求(<200mg/Nm3),我们在运行方式上采取了如下措施:

(1)在进行加减负荷、启停制粉等操作时,由于炉膛氧量、出口烟温等参数均会发生很大变化,从而影响脱硝效率及NOx排放。因此,在进行操作时,监盘人员应提前做出调整,以防NOx浓度超标。

(2)屏过后温度两侧平均大于700℃(A、B两侧温差尽量控制在50℃以内,超出应进行运行调整)SCR进口烟温任一测点温度大于320℃,采用上层8支喷枪与补氨层喷枪组合运行,满足排放要求和氨逃逸不超即可。

延伸阅读:

火电厂SNCR与SCR混合脱硝工艺的优化运行

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