【脱硝技术】小火电CFB锅炉脱硝技术应用浅析-第3页-北极星大气网

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为了尽可能地延长催化剂的使用寿命，除了应选择合适的催化剂之外，要使反应器通道有足够的空间以防堵塞，同时还要有防腐措施。

（2）冷段布置：反应器布置在烟气除尘装置之后，这样催化剂将完全工作在无尘、低SO2的“干净”烟气中，由于不存在飞灰对反应器的堵塞及腐蚀问题，也不存在催化剂的污染和中毒问题，因此可以采用高活性的催化剂，减少了反应器的体积并使反应器布置紧凑。当催化剂在“干净”烟气中工作时，其工作寿命可达3～5年（在“不干净”的烟气中的工作寿命为2～3年）。这一布置方式的主要问题是，当将反应器布置在窑尾收尘器后，其排烟温度仅为90～100℃，因此，为使烟气在进入催化剂反应器之前达到所需要的反应温度，需要在烟道内加装燃油或燃烧天然气的燃烧器，或蒸汽加热的换热器以加热烟气，从而增加了能源消耗和运行费用。

对于CFB循环流化床锅炉，省煤器出口温度多在300℃左右，此区间的烟气温度对于SCR脱硝还原反应来说稍微偏低，同时CFB循环流化床锅炉由于炉温较煤粉炉低，NOx浓度基本上在250～300mg/Nm3，对于现有CFB循环流化床锅炉排放标准达到100mg/Nm3以下，采用SCR工艺脱硝投资和运行成本很高。

（二）SNCR脱硝技术

选择性催化还原脱除NOx的运行成本主要受催化剂寿命的影响，一种不需要催化剂的选择性还原过程被开发出来，这就是选择性非催化还原技术。该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，只需在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1150℃的区域，该还原剂（尿素）迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法以窑炉为反应器。二十多年的现场经验表明，燃料类型（例如煤、生物质和垃圾等）对SNCR性能影响很小，只要存在“SNCR反应温度窗”，SNCR工艺可应用于燃烧各种燃料的各种型式的锅炉。因为SNCR是燃烧后烟气处理工艺，燃烧装置的尺寸、类型和燃料类型对SNCR工艺没有较大影响。该工艺在以煤、油、天然气、木质废料、城市固态垃圾或危险垃圾为燃料的燃烧装置上得到成功验证。因此，SNCR能应用于几乎所有的燃烧装置，使其NOx排放满足或超过大多数NOx排放要求。

研究发现，在炉膛850～1150℃这一温度范围内、在无催化剂作用下，NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2作用，据此发展了SNCR法。在850～1150℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：

NH3为还原剂

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

尿素为还原剂

NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O

当温度高于1150℃时,NH3则会被氧化为

4NH3+5O2→4NO+6H2O

不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。NH3的反应最佳温度区为850～1150℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOx还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，也会使NOx还原率降低。NH3是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。

引起SNCR系统氨逃逸的原因有两种，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应；另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，因为NOx在炉内的分布经常变化，如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀，则会出现分布较高的氨逃逸量。在较大截面的分解炉或烟室中，还原剂的均匀分布则更困难，因为较长的喷入距离需要覆盖相当大的炉内截面。为保证脱硝反应能充分地进行，以最少的喷入NH3量达到最好的还原效果，必须设法使喷入的NH3与烟气良好地混合。若喷入的NH3不充分反应，则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在设备内表面上，而且烟气中NH3遇到S03会产生(NH4)2S04，对下游设备有腐蚀的危险。

SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%～70%，受热工设备结构尺寸影响很大，多用作低NOx燃烧技术的补充处理手段。采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂，值得注意的是，近年的研究表明，用尿素作为还原剂时，NOx会转化为N2O，N2O会破坏大气平流层中的臭氧，除此之外N2O还被认为会产生温室效应，因此产生N2O问题已引起人们的重视。

延伸阅读：

热电CFB锅炉烟气深度治理半干法技术路线的探讨

原标题：小火电CFB锅炉脱硝技术应用浅析

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