燃煤锅炉脱硝系统的运行优化分析

3.3选择性非催化还原技术

主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉，技术成熟，但其缺点是效率低于选择催化脱硝技术，优点是投资小、建设周期短。

3.4选择性催化还原技术和选择性非催化还原技术相结合

主要在大型燃煤锅炉低氮氧化物的排放和场地受限的情况下使用，也比较适合于旧锅炉改造项目。

4脱硝系统的工艺原理

目前国际上普遍使用选择性非催化还原脱硝和选择催化剂脱销的方法。

4.1脱硝技术主要采用选择催化剂的脱硝方法

主要发生在催化剂、氨和烟气在催化的作用下发生的反应。混合气体在催化剂的作用下与烟气混合进入脱硝反应器。脱硝反应主要在310℃～410℃的范围内进行，当反应器超出此范围控制系统会自动报警并且停止氨的供给，而脱硝反应的产物水和氮烟雾会进入空气预热器中。

氨作还原剂将氮氧化物催化还原为N2，烟气中的氧气很少与氨气反应故放出热量小，烟气脱硝技术的脱销效率可达到90%以上，它是最成熟也是最可靠的一种脱硝技术。4.2选择性非催化还原脱硝工艺

选择性非催化还原脱硝工艺是将含有氮氧化物基的还原剂（如氨气、氨水或者尿素等）喷入温度为850℃～1150℃的炉膛区域，氨气、氨水和尿素等还原剂通过安装在屏式过热器区域的喷枪喷入，氨气、氨水和尿素等还原剂迅速热分解成氨气和其他副产物，随后氨气与烟气中的氮氧化物进行选择性非催化还原脱硝反应而生成氮气和水。

选择性非催化还原法在高温和没有催化剂的情况下，因为通过烟道气流中产生的氨气与烟气中的氮氧化物参与反应，放热量大，效率仅为30%～50%。选择性非催化还原脱硝的典型工艺流程为：氮氧化物经由还原剂、锅炉/窑炉（反应器）、除尘脱硫装置、引风机、烟囱完成分解。

非催化还原脱硝还原剂以氨水（尿素溶液）为主，20%氨水溶液（或尿素需增加制备模块制成尿素溶液）经输送化工泵送至静态混合器，与稀释水模块送过来的软化水进行定量的混合配比，通过计量分配装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现脱硝反应。

5脱硝系统工艺技术的优化方案

5.1选择催化剂脱硝的运行情况分析及优化方案

选择性选择催化剂的还原方法效率高、运行可靠，在国内应用比较广泛。然而，目前大型燃煤机普遍存在喷氨不准确、在选择性选择催化剂的反应器里分布不均匀、催化剂层入口处气体混合状况不佳等原因，造成喷氨过量且造成大量氨气逃逸的问题。

氨气泄漏不仅给工厂带来经济损失，还会出现使催化剂老化等问题。针对此类问题国内在选择催化剂脱硝方面主要采用固定摩尔比方法，即：

（1）利用进口烟气的流量和锅炉的负荷信号作为喷氨的信号源，再利用模糊控制规则进行范围预测，用以获得喷氨控制系统的反馈控制信号；

（2）采用多点区域测量方法对出口处烟气氮的氧化物进行浓度检测并进行数据处理。这种方法主要采用在出口处固定氮的氧化物的含量的控制方式，同时控制氨气的用量，减少逃逸氨气的排放，从而进一步提高脱硝效果，并且可以控制运行成品。但这种方法需要对多个变量进行检测，逻辑控制比较复杂。

5.2选择性非催化还原脱硝的运行情况分析及优化方案

（1）因为选择性非催化剂还原脱硝对反应温度区间的要求较高，温度较低或较高均易造成氨的泄漏。解决方法一：选择适合的还原剂，因为氨水的脱硝反应比尿素的低50℃～100℃，在低温区对于脱氨具有较好的效果；解决方法二：选择合理的喷氨位置。较长的氨停留时间和较好的混合效果均有利于解决氨泄漏的问题；解决方法三：适当添加增加剂可拓宽反应温度的窗口，使选择性非催化还原脱硝的效果显著增加。

（2）脱硝效率低。造成选择性非催化还原脱硝系统效率偏低的原因及解决方法如下：还原剂分布不均匀，解决措施：重新调整喷枪及各阀门的开度，方便还原剂与烟气中的氮氧化物混合均匀，检查还原剂管道及阀门是否堵塞，检查锅炉的燃烧系统是否正常。

（3）氨泄漏与SO3低温反应，导致空预器换热面堵塞或玷污。在空预器受热元件的中温段和低温段，泄漏的氨气与烟气中的SO3发生氧化反应形成硫酸氢氨。硫酸氢氨是一种腐蚀性强、具有黏稠性的固体，而且附着在受热元件的表面，其易吸附灰尘堵塞空预器，增加系统阻力，危害设备的正常运转。解决方法：选用搪瓷渡层换热元件，可降低硫酸氢氨在空预器换热元件上的形成速度。

6结语

由于我国的空气污染已经引起国家和人民的重视，脱硝技术作为燃煤企业减少废气排放的重要技术，控制理论的脱硝控制系统的优化对燃煤企业起着关键性的作用。目前燃煤企业对脱硝控制和策略还存在很大的问题，但随着脱硝控制系统策略的不断优化，终有一天能够解决脱硝控制系统的诸多问题，从而使脱硝效率得到进一步的提升，进而促进我国燃煤企业的高效发展。

以上分析了脱硝技术的工艺及影响因素以及优化设计，介绍了使用选择性非催化还原脱硝和选择催化剂脱销的方法，以期为燃煤企业及环境治理提供借鉴。

参考文献

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