基于循环流化床锅炉脱硝工艺选择与改进

北极星环保网讯:摘要：自从国家为发电企业设定了新的排放标准后，循环流化床锅炉燃煤机组就突显出了氮氧化合物排放不稳定等问题。我们对循环流化床锅炉的脱硝技术进行对比研究，进而提出相应的改造措施，使得脱硝效率得到了很大的改善，为发电企业降低了成本，提高了效益。

1 脱硝工艺的种类

1.1 选择性非催化还原法(SNCR)

SNCR是指在850-1200摄氏度以下，将含氮的药剂喷入烟气中，使得NO得以还原，最后生成氮气和水，而没有其他污染物产生。在一定温度条件下，氮剂对NOx的还原，在所有其他的化学反应中占主导，具有相关的选择性，因此称之为选择性非催化还原。

SNCR在试验中有着九成以上的NOx脱除率。如果在大型锅炉中采用这项技术，短时间内可有75%脱硝率，而长期应用通常可有30%-50%的NOx脱除率。

SNCR法技术具备诸多优势，适用于多种还原剂，不仅原理较为简单，工艺十分成熟，而且在运行成本方面也具备较大的优势。但是缺点也一并存在，其脱硝率只有30%-50%，而且对于温度的依赖性非常强。

1.2 选择性催化还原法(SCR)

选择性催化还原除了多一个催化剂的作用外，其他化学原理均与SNCR法相同。因为催化剂的缘故，所以能在200-400摄氏度区间脱除NOx。两种方法都是利用氮剂对NOx还原的选择性，以有效的避免还原氮剂与烟气中大量的氧气反应，所以也可叫做选择性还原方法。

在脱硝工艺的选择方面，  SCR脱硝率比较高，但是投资过大;而SNCR的脱硝率稍低，大概在四成左右，但是该设备系统比较简单，在成本投资方面也比较低，适用范围更为广泛。循环流化床锅炉燃烧机组，在已具备低氮氧化物燃烧技术的情况下，应重点考虑投资成本，同时还要力求达到环保排放标准，因此重点推荐SNCR脱硝工艺。

2 还原剂选择

2.1 SNCR脱硝系统的还原剂

(1)液氨。液氨喷入炉膛后会迅速挥发成气体，不会造成炉内受热面湿壁、腐蚀。而且储罐容积可以较小、价格也较便宜。选取液氨的SNCR相对来讲过于复杂，成本费用投资过大，而且后期运行的维护费用也要考虑在内，同时还伴随着管道磨损过量，这就更增加的费用的支出。液氨泄漏事故频发，考虑到施工操作安全因素，不建议将液氨作为还原剂。

(2)氨水。氨水气味难闻，同时挥发性与腐蚀性也很强，对于安全操作的要求很高，不过它在储存方面则比较简单，比液氨更容易处理。

(3)尿素。常温时，尿素在水中缓慢水解，最初转化为甲铵，然后形成碳酸铵，最后分解成氨和二氧化碳，随温度升高水解加快。但在60摄氏度以下，尿素在酸性、中性和碱性溶液中不发生水解。采用一般的工业农业用尿素作为还原剂即可，其含氮量在46%以上。

2.2 SNCR脱硝系统

(1)尿素溶解储存系统。尿素溶解储存系统主要由一个尿素溶解池，两个尿素溶液储罐(一运一备)组成。尿素为固体颗粒物，不易燃烧和爆炸，运输与氨水和液氨相比简单、安全、方便。对于燃煤电厂而言，尿素的运输可以采用燃煤运输系统，经货船或汽车运输到厂袋装堆放。配制好的尿素溶液经过滤，由泵送入尿素溶液储罐，储罐是保温隔热的，并配置了电加热设备，来保持储罐温度。

(2)尿素喷射系统。喷射器采用专用气力喷射器，分组布置在炉膛不同高度处，以适应炉内不同燃烧运行工况。在线配制稀释好的尿素溶液将送到各喷射组，各喷射组设有总阀门控制本喷射组是否投运。不投运的喷射组则由电动推进装置驱动退出。

喷射所需的雾化介质可采用压缩空气。每个喷射组的雾化气总管设有压力调节和压力测量，再通往各各喷射器。最后，尿素溶液经由喷射器喷入炉内来与烟气混合进行脱除NOx的氧化还原反应。

3 循环流化床锅炉燃煤机组脱硝技术应用与改进

SNCR法和SCR法的关键区别就在于，SCR法中使用了催化剂，而循环流化床脱硝系统中有些地方不适宜使用催化剂，下面我们对此做进一步说明。

(1)循环流化床锅炉脱硝系统适应性比较强，有着很高的含硫率，同时还有很高的过量空气系数，SCR反应器催化剂容易产生大量化合物，因此，导致下游设备产生堵塞现象，这样就对整体系统的连续运行产生不利影响。

(2)循环流化床运用的是炉内脱硫技术，而石灰石在炉内不断燃烧，进而产生大量的氧化钙，氧化钙呈现一种细微的颗粒状，与烟气一起进入到反应器当中，这样就极易造成催化剂中毒现象，从而使得催化剂效率大受影响，最终结果就是大大降低了锅炉脱硝效率。

(3)循环流化床锅炉在布置方面也与粉煤炉大不相同，在锅炉后面，省煤器的下方空间不够，这就对SCR反应器的布置产生了影响，因此对锅炉循环系统会有不利影响。

循环流化床锅炉燃煤机组具有较强的低氮燃烧技术，因此可以确保排放标准能够达到国家标准，仅仅需要35%的脱硝效率，而SNCR法完全可以达到这个要求。在循环流化床锅炉燃煤机组中加入SNCR技术，无需使用催化剂，这就极大的降低了运营成本，效益也就有了相应的提升。氨作为还原剂，它的最佳反应温度为800-1200摄氏度，而循环流化床锅炉在运行时的炉温基本控制在850-950摄氏度，这与SNCR的反应温度非常契合，这就让烟气与还原剂在较短时间内得以充分混合，最终使得SNCR的脱硝效率得到了很好保障。因此，将SNCR脱硝技术运用于循环流化床锅炉燃煤机组中，不仅能够保证运行效率，而且还极大的降低的投入成本，同时提高了企业经济效益。

4 结 语

当前，大气污染越来越严重，国家也对发电企业提出了全新的排放标准。在此情形下，少数循环流化床锅炉的污染物排放已经无法满足国家的排放标准，因此就需要加入全新的脱硝设施来对烟气进行脱硝工艺处理，这也是大势所趋。SNCR技术在此领域优势明显，它不仅投资少，而且建设周期也不长，最重要就是脱硝效果明显，完全能够达到国家排放标准，属于极为科学成熟的脱硝技术手段，因此有着非常广泛的应用前景。

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