低氮燃烧加SNCR脱硝技术在220t_h锅炉上的应用

工　程　技　术

低氮燃烧加ＳＮＣＲ脱硝技术在２２０ｔ／ｈ锅炉上的应用①

王纲

（广州怡地环保实业总公司　　广州　　５１００３０）

摘　要：根据ＮＯｘ生成原理及控制技术，拟定了低氮燃烧加ＳＮＣＲ的脱硝工艺路线。并结合某２２０ｔ／ｈ普通煤粉锅炉脱硝项目，分析了具体工艺流程和技术特点，并根据投运效果证明该路线的可行性。关键词：低氮燃烧　　ＳＮＣＲ　　脱硝　　锅炉中图分类号：Ｘ７０１．７文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－３７９１（２０１１）０７（ａ）－００７９－０２

在我国以煤为主的能源结构导致大气污染物排放总量居高不下，区域性大气污染问题日趋明显，长三角、珠三角和京津冀地区等城市群大气污染呈现明显的区域性特征，ＮＯｘ的污染问题尚未得到有效控制，酸雨的类型已经从硫酸型向硫酸和硝酸复合型转化。燃煤锅炉作为主要ＮＯｘ的排放源之一，对其进行减排是必须的，也是紧迫的。

随着国家对ＮＯｘ的排放控制越来越严格，燃煤锅炉脱硝的工程应用技术不断发展。目前对于现役中小型燃煤锅炉，采用高效低氮燃烧加ＳＮＣＲ脱硝技术已成主流。

１　　ＮＯｘ的产生与控制

１．１ＮＯｘ的产生

氮氧化物是化石燃料与空气在高温燃烧时产生的，包括一氧化氮（ＮＯ）、二氧化氮（ＮＯ２）、氧化二氮（Ｎ２Ｏ）等。在燃烧过程中，产生ＮＯｘ按生成机理分为以下三类：（１）在高温燃烧时，空气中的Ｎ２和Ｏ２在燃烧中形成的ＮＯｘ，称为热力性ＮＯｘ；（２）燃料中有机氮经过化学反应而生成的ＮＯｘ，称为燃料型ＮＯｘ；（３）在火焰边缘形成的快速性ＮＯｘ。其中燃料型ＮＯｘ占６０％～９５％。１．２ＮＯｘ的控制技术

ＮＯｘ控制技术主要包括：燃烧前ＮＯｘ控制技术、燃烧中ＮＯｘ控制技术和燃烧后ＮＯｘ控制技术。

燃烧前控制主要是指通过处理，将燃料煤转化为低氮燃烧。由于难度大，成本高，目前仅限于研究阶段。

燃烧中控制技术主要是指低氮燃烧技术。低氮燃烧技术可分为：（１）低氮燃烧器；（２）烟气再循环；（３）燃烧分级燃料；（４）空气分级燃烧。该方法系统简单，投资少，运行成本低，是最为经济的方法，但该方法脱硝效率有限，一般低于５０％。

表１　锅炉设计参数表

燃烧后ＮＯｘ控制技术主要由选择性催化还原（ＳＣＲ）、选择性非催化还原（ＳＮＣＲ）和ＳＮＣＲ－ＳＣＲ混合法等。这些方法都是通过烟气中加入含氮的还原剂，在一定温度下与烟气中的ＮＯｘ发生还原反应，生成无害的氮气和水，不同之处是ＳＣＲ有催化剂的参与，催化剂的参与降低了反应温度（由不加催化剂的１０００℃左右降至３５０℃左右），并且反应效率很高。一般ＳＣＲ技术脱硝效率可达９０％，但投资大、烟气阻力大、运行费用高，并且对老锅炉改造困难。

对于普通煤粉炉，受喷射点位置、反应温度、反应时间、反应剂与烟气混合程度等因素的影响，ＳＮＣＲ的脱硝效率一般为３５％～６０％。

２　　某２２０ｔ／ｈ锅炉低氮燃烧加ＳＮＣＲ脱硝技术的应用

２．１锅炉现状

某锅炉是杭州锅炉厂设计制造的ＮＧ２２０／９．８－Ｍ１０高温高压煤粉锅炉，于１９９５年投入运行。该锅炉为单锅筒、自然循环、集中下降管、∏型布置的固态排渣煤粉炉，露天布置，锅炉前部为炉膛，四周布满膜式水冷壁，炉顶、水平烟道及转向室均设置了顶棚包墙膜式过管壁，尾部坚进烟道中交错布置两级省煤器和两级空气预热器。

锅炉构架采用双框架全钢结构，炉膛、过热器和上级省煤器全悬吊在顶板梁上，尾部空气预热器和下级省煤器搁置在后部柱和梁上。该锅炉采用角置直流式煤粉燃烧器，正四角切向布置，假想切园为φ６００ｍｍ，采用钢球磨、中间储仓热风送粉系统，除渣设备采用湿式水封除渣装置。锅炉设计参数见表１。

目前锅炉燃烧存在以下问题：（１）未采用低氮燃烧技术，锅炉的ＮＯｘ排放浓度约为４９６～５４９ｍｇ／Ｎｍ３（６％氧量，干基）；（２）锅炉对煤种适应性比较差，燃用高挥发分煤时，容易烧损喷口。燃用难燃尽煤时，锅炉的飞灰含碳量很高。２．２低氮燃烧技术的应用

低氮燃烧改造方式采用分隔燃尽风（ＳＯＦＡ）的空气分级方案，该方案具有改造经验丰富，风险可控，改动工作量小等优点。

（１）低氮改造设计指标和保证值。

①在锅炉６０％～１００％ＢＭＣＲ负荷范围内，低氮燃烧改造脱硝效率不低于４０％。

②低氮燃烧改造前ＮＯｘ浓度约５００ｍｇ／３

Ｎｍ，改造后ＮＯｘ浓度不高于３００ｍｇ／Ｎｍ３（６％氧量，干基）。

③锅炉效率降低值≤０．３％，飞灰可燃物增加值≤１％，炉渣含碳量增加值≤１％。

④锅炉汽温、汽压和出力与改造前一致，保证锅炉正常运行。

⑤炉膛内应无结渣、结焦和高温腐蚀，有效保护锅炉水冷壁，避免水冷壁由于热负荷不均导致超温爆管的事故。

（２）低氮改造方案。

具体改造方案主要包括以下内容。①下一次风燃烧器采用波纹稳燃体的稳燃燃烧器，上一次风采用 …… 此处隐藏：2366字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……