浅谈循环流化床锅炉脱硝超低排放技术路线

北极星环保网讯:摘要：循环流化床锅炉实施超低排放标准时，由于燃烧特点不同于煤粉炉，脱硝工艺可以不同于煤粉炉，从而使企业减少投资优化技术达到排放标准。

【关键词】循环流化床锅炉；脱硝；超低排放

1国家形势

随着我国工业化进入到深水区，我国环境情况也在最近几年交易区有了很大的变化，京津冀雾霾影响着人的健康、城市的文明水平。十八大充分体现了以人为本的基本精神，将生态文明建设写入报告，并多次提及15次之多。2015年1月1日将执行新的《环境保护法》把环境保护提升到基本国策的高度。

我国国家环保部《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014对电厂锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放限值进行了明确规定。据统计，我国烟尘排放量的70%，二氧化硫排放量的90%，氮氧化物排放量的67%都来自燃煤。作为燃煤大户的火电厂贡献率比重最大，因此，治理电厂的污染物排放将变的尤为重要。本文主要对大型循环流化床锅炉的氮氧化物排放控制措施进行讨论。

2传统上电厂燃煤锅炉在脱硝上采取的工艺

目前火电厂应用的脱硝手段有三种：低氮燃烧脱硝、选择性催化还原法（SCR）脱硝和非选择性催化还原法（SNCR）脱硝。低氮燃烧脱硝目前在300兆瓦以上新建机组都有应用，但脱除效率比较低，低氮燃烧技术能使电厂烟气中氮氧化物的浓度达到300～400毫克/立方米，在这种情况下，再利用SCR脱硝就可以达到100毫克/立方米以下。两者配合使用，催化剂的效率可达70%～80%，对于实现新标准的限值是比较可行的。

2.1低氮燃烧技术

从氮氧化物的生成机理看，占氮氧化物绝大部分的燃料型氮氧化物是在煤粉的着火阶段生成的，因此，通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变燃烧器的风煤比例，可以将前述的空气分级、燃料分级和烟气再循环降低氮氧化物浓度的大批量用于燃烧器，以尽可能地降低着火氧的浓度适当降低着火区的温度达到最大限度地抑制氮氧化物生成的目的，这就是低氮氧化物燃烧器。目前主要有以下几种：

1）低过量空气燃烧；

2）空气分级燃烧；

3）燃料分级燃烧；

4）烟气再循环；

5）低氮氧化物燃烧器。

低氮燃烧技术优势。低氮燃烧技术是根据氮氧化物的生成机理，主要通过采用空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成量的技术。这类技术具有相对简单，投资、运行费用较低等特点，是经济、有效的技术措施，同时大幅度地降低二次循环污染。

2.2、SCR脱硝技术

在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术。在日本、欧洲、美国目前约有300套装置，我国随着生态文明建设的要求，电厂锅炉使用SCR方法已成为目前脱硝比较成熟的主流技术。

2.2.1、SCR法烟气脱硝原理

在催化剂作用下，向温度约280℃～420℃的烟气中喷人氨，将N0还原成N2和氮氧化物。由于该反应没有产生副产物，并且装置结构简单，适合于处理大量的烟气。

2.2.2、SCR烟气脱硝工艺的影响因素

催化剂、温度环境及空气流速无疑是SCR设计的三要素；当前流行的成熟催化剂有蜂窝式、波纹状和平板式等。当前各种催化剂活性成分大部分为WO3和V2O5。如果反应区温度太低，催化剂的活性降低，脱硝效率下降，则达不到脱硝的效果。

催化剂按温度分为三类：高温催化剂345℃～590℃、中温催化剂260℃～380℃及低温催化剂80℃～300℃。目前，国内外SCR系统大多采用高温催化剂，反应温度在315℃～400℃。除了温度的影响，空气流速对催化剂性能的影响也是重中之重，烟气在SCR反应塔中的空塔速度是SCR的一个关键设计参数，烟气体积流量与SCR反应塔中催化剂体积比值，反映了烟气在SCR反应塔内的滞留时间的长短。

烟气的空塔速度越大，其停留时间越短。一般SCR的脱硝效率将随烟气空塔速度的增大而降低。

另外，根据锅炉烟气中的粉尘浓度大小，SCR布置可设计为高粉尘浓度的及低粉尘浓度的，这两种工艺特点将影响到工程的技术路线及造价，如何选择设计是影响脱硝效率及设备可靠性的主要因素。

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