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响应国家环保政策要求,华能白山煤矸石发电有限公司新建2×330MW循环流换床锅炉采用SNCR技术完成脱销系统的安装、调试及投入运行,实现DCS集中控制,脱销综合效率达到90%以上,是一个非常成功的环保设施应用案例。
华能白山煤矸石发电有限公司2×330MW新建CFB锅炉脱硝改造工程采用选择性非催化还原烟气脱硝技术,深度响应国家环保政策,以节能减排、高效环保立项,并致力于创建环保示范电站为目标。本文以该项目的实际应用为背景,对选择性非催化还原(SNCR)技术实践进行浅显论述。
1、SNCR技术的选择
CFB锅炉燃烧本身既是一种低NOX燃烧技术,自身脱硝效率可达40%~60%,导致CFB锅炉出口NOX浓度较低,燃烧优化后能进一步降低NOX排放浓度,再通过SNCR工艺,综合脱硝效率可达到90%左右,CFB+燃烧优化+SNCR,投资成本经济合理,脱硝效率满足国家法规要求,工艺成熟,安全可靠。
SNCR还原技术是用尿素作为还原剂喷入炉内与NOX进行选择性反应,不用催化剂。还原剂喷入炉膛温度为850~1150℃的区域,还原剂(尿素)迅速热分解成并与烟气中的NOX进行反应生成N2、CO2和H2O,该方法是以炉膛上部分离器及尾部烟道为反应器。
尿素还原NOX的主要反应为:
NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O
还原剂的反应高效温度范围称为温度窗。最佳温度区一般为850~1100℃。而CFB锅炉特有的结构,有助于烟气和喷入还原剂的均匀混合,这主要是旋风分离器的强烈混合作用。循环流化床锅炉属于低温燃烧,其炉膛出口温度一般在850~1000℃区间内,在SNCR工艺高效“温度窗”内;燃烧后的烟气经过分离器,在分离器内剧烈混合且停留时间超过1.5秒,为SNCR工艺提供了天然的优良反应器。
2、以SNCR技术完成脱硝工艺实施
SNCR脱硝系统进行模块化设计,主要由尿素溶液储存与制备系统、稀释和计量分配单元、喷射系统、自控系统所组成。
作为还原剂的固体尿素,被溶解制备成质量浓度为50%的尿素溶液。尿素溶液经输送泵输送至稀释模块前,与稀释水按一定比例混合后,被稀释为合适浓度的尿素溶液,在喷入炉膛之前,再经过计量分配装置的精确计量分配至每个喷枪,最后经喷枪喷入炉膛,进行脱硝反应。
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