大唐武安发电有限公司 056300
摘要:随着我国经济的快速发展，人们生活水平日益提高，同时对能源的需求也大幅度提升，尤其是对电力的需求。我国目前的电能主要是通过火力发电得到的，而进行火力发电主要靠的是燃煤机组，若不进行烟气脱硝，就会对空气造成严重的污染。本文主要对循环流化床锅炉烟气脱硝技术进行了分析，并对烟气脱硝技术改造进行了研究。
关键词:循环流化床 脱硝技术 烟气脱硝
0前言
自我国工业发展到如今以来，煤炭是最重要的能源化合物，近年来煤炭的应用逐年增加。煤燃烧产生的含氮有机物质是空气污染物的重要组成部分。目前，煤炭仍然是我国工业发展的主要能源，氮氧化物的排放量逐年增加，严重威胁着大气环境和生物健康。
1 SNCR烟气脱硝技术
SNCR烟气脱硝技术又叫做选择性非催化还原法。这种技术以锅炉作为主反应器是在不使用着催化剂的条件下, 将氮气、等还原剂喷入锅炉中, 如果温度超过800度至1100度，则还原剂将变为氨，所得到的氨气导致氮气和水蒸气与烟道气中的氮氧化物反应形成无害的氮和水。
SNCR烟气脱硝技术投资少、运行成本低、不需要大型场地，然而对温度、时间和还原剂注入模式有许多限制，必须严格控制氨的逸出量，缺点是脱硝效率低并且受锅炉结构尺寸的影响很大。SNCR技术脱硝效率高于85％，对炉子的影响较小，可以满足较高环境标准的要求，因此被广泛使用。从技术和投资的角度来看，CFB锅炉可以选择SNCR烟气脱硝技术作为一种经济实用的脱硝技术。
2 SCR烟气脱硝技术
SCR烟气脱硝又叫做选择性催化还原法，关键技术有喷氨装置、流场模拟试验、SCR反应器的设计等。喷氨装置作为SCR法脱硝装置的核心部分之一, 直接影响脱硝效率及烟气系统阻力, 从而影响脱硝系统的运行成本。SCR烟气脱硝与SNCR烟气脱硝的区别见表1。
表1
目前，用于SCR脱硝的氨喷射装置主要包括涡流混合器、氨喷雾静态混合器等。反应器作为SCR脱硝反应最关键的设备，不仅要考虑最佳烟气流量，还要考虑不同类型催化剂模块布局和安装的要求。因此，反应器横截面的设计和催化剂的支撑梁应设计成通用的（满足蜂窝状，平坦的，波纹板催化剂模块）设计，使得每种类型的催化剂模块可以互换地安装。为了保证催化剂层中烟气的均匀性和入射角，反应器顶部应设计有烟气整流层;为了防止灰烬堆积在反应堆内部挡板、支撑结构和其他组件和产生絮凝物烟道堆积，要在阻塞通道放置催化剂。
通过悬挂轨道和布置在反应器外部的电动葫芦实现催化剂的提升。吊轨的设计应充分考虑催化剂模块、吊具、电动葫芦的重量以及吊装过程中各种摆动引起的惯性力， 充分考虑反应器中催化剂安装轨道的设计，以便于催化剂模块的提升和防止灰尘积聚。为了防止催化剂层的灰沉积物堵塞催化剂孔，通常在每个催化剂层的上部设置吹灰器。用于SCR脱硝的吹灰器声波和蒸汽具有两种形式，根据特定项目烟灰的特征和反应器的横截面尺寸确定选择和布置。
3循环流化床锅炉烟气脱硝技术改造
3.1生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术改造
对于生物质燃料，除了最重要的CO 2零排放特征之外，通常认为生物质燃料具有较低的氮含量。事实上，大多数生物质的氮含量为0.5％至1.5％，这与煤的氮含量大致相似。生物质燃料在燃烧过程中不可避免地排放氮氧化物，燃烧过程中生物质的氮氧化物排放不容忽视。然而，生物质锅炉受到诸如燃料特性，低烟温，高碱金属和飞灰含量等因素的影响。选择性催化还原（SCR）+选择性非催化还原（SNCR）深度脱硝方法常用于燃煤机组，催化反应温度不足，脱氮设备堵塞和磨损等问题容易发生，最终导致过量的NOx排放。
生物质循环流化床锅炉的特征在于复杂的燃料类型，大的锅炉负荷波动和不稳定的燃烧。粉煤灰碱金属含量高，PM浓度高，锅炉烟气湿度高。在SCR脱硝过程中不可能同时解决低温，高碱和高灰分的问题。因此，有必要对烟气排放特性，低温耐碱催化剂配方，反应器优化设计，设备管理和技术集成进行深入研究。。
由于生物质锅炉烟气温度低，粉煤灰中碱金属含量高，传统的SNCR技术和SCR技术难以实现生物质锅炉烟气的高效脱硝。针对这一问题，将SCR高效脱硝技术应用于生物质锅炉的排放特性，重点研究了分级锅炉烟气排放的特点。低温耐碱金属催化剂配方，优化设计生物质锅炉脱硝反应器和生物质锅炉烟气SCR系统集成等研究，建立满足生物质锅炉NOx超低排放要求的脱硝系统。主要包括四个方面：生物质锅炉烟气排放特性研究2。生物质锅炉SCR催化剂配方研究;生物质锅炉脱硝反应器的优化设计;生物质锅炉，用于高效脱硝技术集成和演示应用。
为了实现超低排放，循环流化床锅炉具有复杂的燃料类型，大的负荷波动，不稳定的燃烧和低尾气温度（低至280°C），SCR脱硝系统可将NOx排放水平控制在50mg / m3以下，脱硝效率可控制在80％以上。3.2脱硫改造
3.2.1增加炉膛中隔墙水冷屏，降低炉膛床温
循环流化床锅炉中脱硫反应的最佳温度范围为850-900℃。通过热计算，确定通过分隔壁的水冷筛增加了锅炉的加热表面中的热传递并降低了炉床的温度。添加36块与隔墙水冷筛相同的材料，尺寸为76×8，热交换面积约为120m3。在70％、80％、90％、100％负载条件下，床温降低18℃、24.5℃、28℃、35℃。在转化后50％-100％的负荷操作期间，炉床温度保持在855-895℃，并始终处于脱硫的最佳反应温度，如图1所示。增加中间隔墙水冷筛后，中间隔墙两侧筛网过热器过热现象得到彻底解决，减温水量从5t / h降至1t / h这进一步证明了水冷筛对床温的影响。同时，对再热器出口处的蒸汽温度没有显着影响，两侧的再热蒸汽温度可以达到额定值。
图2
3.2.3脱硝改造
通过模拟加入锅炉中间隔壁的加热表面后炉内烟道气流的变化，烟气流场从炉出口烟道的外部移动到内部。将三个脱硝喷枪添加到旋风分离器的旋风分离器出口内部，脱硝剂由原始脱硝系统供给。由于炉子出口处烟道底部的高灰分积聚，炉子两侧的出口被移除到旋风器外部的最下面的喷枪。原始脱硝喷枪用HBCY-FT型喷枪代替，并在喷枪末端雾化，以避免由于喷嘴损坏导致雾化不良和氨输出高的问题。喷嘴部分设有陶瓷耐磨保护套，以防止喷嘴被烟雾损坏或阻塞。通过实际喷枪雾化试验，原设计压缩空气雾化压力从0.3MPa增加到0.45MPa，雾化尺寸和面积大大提高。根据反应效率，脱硝系统的稀释水流量设定为最小0.3t / h，稀释水和氨水调节阀互锁。通过预先设定的比例曲线，当氨的流量变化时，自动调节稀释水的量，确保混合后作为脱氮剂的氨浓度控制在5％。转化后，脱硝效率保持在65％-80％，NOx排放稳定，没有瞬时过量。
4结束语
循环流化床锅炉烟气脱硝技术中的SNCR烟气脱硝技术和SCR烟气脱硝技术在烟气脱硝方面发挥着作用但也存在着缺陷，而生物质循环流化床锅炉烟气脱硝技术改造、脱硫改造、脱硝改造对其有着弥补作用。
参考文献:
[1]曹刚.浅谈循环流化床锅炉烟气脱硝的技术改造[J].科技创新与生产力,2017(1):99-100.
[2]王海亮.烟气脱硝工艺在循环流化床锅炉的运用[J].化工设计通讯,2017,43(10):193.
[3]李跃.300MW循环流化床锅炉(#2)超低NO_x排放技术方案[J].山东工业技术,2017(19):553.
论文作者:常斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/4
标签：烟气论文; 锅炉论文; 催化剂论文; 流化床论文; 反应器论文; 技术论文; 生物论文; 《防护工程》2018年第35期论文;