为降低火电燃煤机组烟气NO_x排放,介绍了循环流化床(CirculatingFluidizedbed,简称CFB)锅炉选择性非催化还原法(SelectiveNon-CatalyticReduction,简称SNCR)脱硝系统原理和方法,对该技术在CFB锅炉应用中存在的问题进行归纳,为该技术的推广应用提供支持。以国产330MWCFB锅炉的SNCR脱硝法为例,分析了该脱硝法的工艺特点,对工程应用中出现的脱硝效率偏低、氨水耗量大、氨逃逸浓度高等问题进行分析,提出改变喷枪布置位置、锅炉低氮燃烧优化、喷枪雾化效果优化等对策。工程应用表明,CFB锅炉SNCR脱硝技术成熟,脱硝效率满足环保要求。

0引言

我国是世界上主要的煤炭生产和消费国,NOx是煤炭燃烧产生的主要大气污染物之一,NOx对人体、动植物有损害作用,是形成酸雨、酸雾的主要原因之一,与碳氢化合物形成光化学烟雾;同时亦参与臭氧层的破坏。据国家数据,2013年全国NOx排放总量已经达到2227万t,火电厂锅炉在燃烧过程中产生的NOx占大气中总排放量的35%~40%。可见火电燃煤产生的NOx对大气污染严重[1]。为应对环境问题,2011年9月中旬我国发布了新的《火电厂大气污染物排放标准》,严格控制火电厂燃煤污染物排放,其中在役CFB机组NOx排放低于200mg/m3(6%O2),新建CFB机组执行100mg/m3(6%O2)的标准[2]。目前,对火电燃煤机组烟气NOx排放控制技术主要有选择性催化还原法(SCR法)、选择性非催化还原法(SNCR法)和SCR+SNCR联合脱硝法。本文主要介绍SNCR法。SNCR脱硝法是一种不使用催化剂,在850~1150℃烟气中直接还原NO的工艺。SNCR法中将还原剂如氨气、氨水、尿素稀溶液等喷入炉膛温度为850~1150℃的区域,还原剂迅速热分解出NH3并与烟气中的NOx反应生成N2和H2O。在无催化剂作用下,氨或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中NO。该方法是以炉膛或尾部烟道为反应器,应用于CFB锅炉时通常以分离器入口水平烟道为反应器,并对反应条件有较高的要求[3-5]。

由于SNCR脱硝技术具有投资少、改造工程量小、运行维护成本低、容易联合其他脱硝技术同时使用等特点,因而在火电厂脱硝改造中得到了一定程度的应用。SNCR脱硝技术应用于煤粉炉时,受炉膛尺寸、反应温度条件、停留时间等因素影响,还原剂利用率低,SNCR的脱硝效率一般低于40%[6-7]。但是当SNCR脱硝技术应用于CFB锅炉时,由于该锅炉独特的燃烧方式和低NOx燃烧特性,可取得令人满意的效果,满足环保要求。实际工程应用也表明,当SNCR脱硝技术应用于CFB锅炉时,其脱硝效率可达到75%以上[8-10]。笔者以国内某330MWCFB锅炉SNCR实际应用工程为例,针对该系统常见的问题进行分析并提出解决方案。

1某330MWCFB锅炉脱硝系统介绍