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SNCR脱硝工艺350MW超临界循环流化床锅炉上的应用

北极星环保网来源:山东工业技术2017/1/19 10:19:53我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝 超低排放 SNCR

北极星环保网讯:摘要:结合350MW超临界循环流化床锅炉的NOx控制的特点,本文对河曲电厂350MW超临界循环流化床锅炉SNCR脱硝工艺进行研究,根据该厂调试、运行期间的技术数据,对实现NOx超低排放的影响因素进行了分析和总结。

前言

CFB锅炉出口烟气中含尘量大,NOx排放相对煤粉炉要低的多,采用SCR工艺时,脱硝催化剂飞灰磨损严重,炉内脱硫产物易导致催化剂中毒,此外省煤器出口烟温相对较低,须对省煤器进行分级,布置难度较大, SCR脱硝工艺应用在CFB锅炉上整体技术经济性不佳。反而SNCR脱硝工艺的反应温度窗口和CFB锅炉炉膛烟气出口温度范围比较吻合, CFB锅炉旋风分离器中的烟气流场的情况非常有利于喷入的还原剂和烟气的良好混合,并保证了充分的反应时间,使SNCR脱硝工艺成为CFB锅炉最为适合的烟气脱硝工艺,并可获得非常较高的脱硝效率,进而实现CFB锅炉NOx的超低排放。

1 河曲电厂技术特点

河曲电厂锅炉为东方锅炉厂生产的循环流化床、超临界参数,一次中间再热直流锅炉、平衡通风、固态排渣、全钢架悬吊结构。

锅炉主要技术参数如下:

脱硝工艺

锅炉采用床下风道燃烧器的点火方式。

烟气脱硝采用SNCR脱硝工艺,还原剂采用工业级合格品质的尿素,设计脱硝效率不小于75%,排放浓度小于50mg/Nm3。该锅炉炉膛出口BRL工况下烟气温度约为850℃左右,满足SNCR脱硝工艺800~1100℃最佳反应温度窗口的要求。SNCR喷枪布置在旋风分离器入口,能够保证还原剂和烟气在旋风分离器内充分混合和反应停留时间。

2 SNCR工艺原理

尿素SNCR的工艺原理是在没有催化剂的情况下,向800℃~1100℃炉膛中喷入尿素溶液,尿素溶液与烟气中的NOx 反应并生成无危害的N2和H2O。

其反应表示为:

NH2CONH2 → 2NH3 + HNCO

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O

2NO + 2HNCO + 1/2O2 → 2N2 + 2CO2 + H2O

在SNCR系统中,影响脱硝效率的因素主要有反应温度、NH3与NOx的化学计量比、混合程度、NOx排放浓度、反应时间、氨逃逸率等。SNCR工艺的温度控制至关重要,若温度过低,NH3的反应不完全,容易造成氨逃逸;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。

3 SNCR脱硝系统说明

电厂购买的袋装颗粒尿素储存在尿素储存间内,经斗提机送入尿素溶解罐,与尿素溶解罐中按比例补充除盐水中充分混合溶解,配制成50%Wt浓度的尿素溶液。溶解罐中溶液通过蒸汽加热维持在40~50℃,并设置有搅拌器。合格的尿素溶液通过输送泵送入尿素溶液储罐中。

尿素溶液通过多级离心式循环泵输送至锅炉区域进行稀释及尿素溶液计量,根据锅炉负荷调节尿素溶液供应量,多余尿素溶液通过环形回路返回尿素溶液储罐。稀释水泵出口的稀释水管路分别与循环泵出来的尿素溶液管路连接,通静态混合器混合后配置成浓度约为15~20%的尿素溶液输送至锅炉区域。稀释水系统设置压力调节阀,以保证喷枪入口的尿素溶液压力,达到要求的喷射效果。

尿素溶液稀释与计量系统通过流量控制阀和压力调节阀自动调节进入每个锅炉注入区域的尿素溶液浓度和流量,以响应烟气中NOx的浓度、锅炉负荷的变化。

尿素溶液通过稀释与计量之后进入分配系统,由分配系统分配到各旋风分离器SNCR喷枪区域,根据运行需要,对需要不同控制的区域的SNCR喷枪分别进行流量分配,每支管道上设置流量调节阀及电动控制阀。

尿素溶液管道上设置手动调节阀,在脱硝系统调试时调整各个喷射器的尿素溶液流量。

尿素溶液支管设置就地流量计,并设置就地压力表,监测压力情况。

延伸阅读:

【实例】SNCR+SCR脱硝技术在罗定发电厂的应用

SNCR-SCR联合脱硝工艺的工程应用

火电厂SNCR与SCR混合脱硝工艺的优化运行

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