燃煤锅炉烟气脱硝技术改造

燃煤锅炉烟气脱硝技术改造

崔月

关键词：燃煤锅炉；烟气脱硝；技术；改造

1导言

在我国社会与经济不断发展的同时，环境污染问题也变得越来越严重，环保形势变得更加严峻。燃煤锅炉所排放的烟气之中，含有较多的NOx物质，这些污染物质排入大气之后，会造成较为严重的大气污染问题，并且还会导致以氮氧化合物为主的酸雨出现，所以，对于燃煤锅炉脱硝改造工作是一项极为重要的工作。而在我国环保标准不断提升的过程中，所使用的脱硝技术也在不断改进，因此，对燃煤锅炉烟气脱硝技改是极为重要也是十分必要的一项工作。

2燃煤锅炉烟气增加脱硝装置的必要性

随着我国工业经济的快速发展，而随之所带来的环境污染尤其是大气污染问题，将对我们人类的生存和居住环境带来越来越严重的影响。其中危害量最大、影响范围最广的无疑是二氧化硫和氮氧化物。

我国在二氧化硫的减排中已初见成效，而相较于二氧化硫，氮氧化物排放污染日趋严重。因此2011年3月14日，全国人大审议通过的“十二五”规划纲要，提出化学需氧量、二氧化硫分别减少8%，同时将氨氮和氮氧化物首次列入约束性指标体系，要求分别减少10%，氮氧化物已经成为我国减排的重点。

3工艺流程

合成来的稀氨水与冷脱盐水在稀氨水储槽内混合至一定的浓度，由氨水供应泵加压后，送到锅炉氨水喷枪。氨水经压缩空气雾化后进入锅炉与烟气中的氮氧化物进行反应，生成N2和水，从而达到脱硝的目的。

系统一般选用气力式压缩空气作为雾化介质。气力式雾化是通过具有一定动能的高速气体冲击液体，从而达到一定雾化效果的方式。由稀氨水水泵、流量调节、测量模块，喷枪和氨水储槽构成。喷枪采用304不锈钢材料制造，每支喷枪配有气动推进器，实现自动推进和推出喷枪的动作。

4脱硝方案的选择

选取烟气脱硝工艺遵循以下原则：①NOx排放浓度和排放量满足有关环保标准；②技术成熟，运行可靠，有较多业绩，可用率达85%以上；③对煤种类适应性强，并能够适应燃煤含氮量在一定范围内的变化；④尽可能节省建设投资；⑤分布合理，占地面积较小；⑥脱硝剂、水和能源消耗少，运行费用较低；⑦脱硝剂来源可靠，质优价廉；⑧副产物、废水均能得到合理的利用或处置。

SNCR（选择性非催化还原法）和SCR（选择性催化还原法）在大型燃煤电厂获得了较好的商业应用。SCR法和SNCR法的相同点是均采用NH3或尿素作为还原剂，不同点是SCR法反应温度较低，为320～430℃，需使用催化剂（主要成分TiO2，V2O5，WO3），脱硝效率较高，为70%～90%，氨的逃逸浓度低；SNCR法反应温度较高，为850～1250℃，无需使用催化剂，脱硝效率较低25%～60%，氨的逃逸浓度高。

5燃煤锅炉烟气脱硝技术改造

5.1燃烧前脱硝技术

其是在燃煤发生燃烧反应之前通过一定的脱氮工艺之后，将燃煤中氮元素有效的去除，从而确保烟气中含氮量减少，实现烟气脱硝的目标。根据目前的技术工艺而言，此种脱硝方式在实际应用过程中存在的难度相对大，同时所需成本也非常高，因此，该种脱硝技术目前仅仅是脱硝研究的一个方向，其在实际过程中的应用还非常少，有待进一步的研究与实践。

5.2电子束烟气脱硫脱硝法

用电子束对烟气进行照射而同时脱硫脱硝的技术，是近年来发展起来的一种干法烟气脱硫脱硝工艺。我国成都热电厂引进日本先进技术，建成了电子束烟气脱硫脱硝示范装置。

该法的工艺流程为:从电除尘器出来的烟气，在冷却塔中通过喷雾干燥工艺冷却到65～70℃，然后送入反应器。烟气在进入反应器之前要先加入氨气，在反应器中用电子束对烟气进行照射。电子束发生装置是由电压为800kV的直流高压电发生装置和电子加速器组成。电子加速器产生的电子束通过照射孔对反应器内的烟气进行照射时，电子束的高能电子将烟气中的氧和水蒸气的分子激发，使之转化成为氧化能力很强的OH、O和HO2等游离基。这些游离基使烟气中的硫氧化物和氮氧化物很快氧化，产生了中间产物硫酸和硝酸，他们再和预先加入反应器中的氨反应产生微粒状的硫酸铵和硝酸铵。最后，烟气通过另一电除尘器副产品硫酸铵和硝酸铵从烟气中分离出来，由于烟气的温度高于露点，因此在烟气通过烟囱排放到大气之前不需要再加热。该法的特点是，系统简单，可以高效地从烟气中同时脱硫和脱硝，脱硫效率可达95%以上，脱硝效率可达85%以上，脱硫脱硝反应副产品为硫酸铵和硝酸铵化肥，可用于农业生产上。

5.3燃烧中脱硝技术

燃煤燃烧将形成大量的氮氧化合物，因此，要是能够在此阶段之中采用相应的脱硝技术，便能够取得很好的脱硝效果。此时期应用脱硝技术主要为低氮脱硝技术，其关键在于有效降低燃烧过程中产生的NOx物质，通常都能够减少大约30%的NOx物质，从而达到脱硝目的。此阶段所采用的脱硝技术相对来说较为简单，所需成本也非常少，并且相关设备占地面积非常小，因此，在燃煤锅炉脱硝技改过程中应用较为普遍。

5.4选择性非催化还原法(SNCR)

选择性非催化还原SNCR(SelectiveNon－CatalyticReduction)脱硝处理工艺，为一种成熟的NOx控制处理技术。SNCＲ不使用催化剂，又称热力脱硝，此方法是在炉膛高温区850～1050℃下，将氮还原剂(一般是氨或尿素)喷入锅炉炉膛的烟气中，将NOx还原生成氮气和水。SNCR主要反应式(以氨作还原剂为例)如下:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

该反应主要发生在950℃的温度范围内，当温度更高时则可发生如下副反应:

4NH3+5O2→4NO+6H2O

一般来说，SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达40%～60%，对小型机组可达80%。SNCR具有脱硝效率高，布置简易、占地面积小，投资费用省，建设周期短，并且对锅炉燃烧系统影响小的特点，因此比较适合老厂改造，新厂可以根据锅炉设计配合使用。

结束语

综上所述，随着我国环境保护意识、法律、法规和标准的日趋完善，火电厂降低NOx排放工作势在必行。以SCR、SNCR为代表的烟气脱硝技术将面临较为广阔的发展前景，国内锅炉烟气脱硝工艺持续革新与发展，不过，在生态环境逐渐恶化的情况下，还要求需要进一步加强燃煤锅炉烟气脱硝技改工作，这对于经济、社会与环境的和谐发展具有极为重要的意义。

参考文献

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