一种新型的循环流化床锅炉SNCR脱硝方案路建洲

一种新型的循环流化床锅炉SNCR脱硝方案路建洲

路建洲

(山西平朔煤矸石发电有限责任公司山西朔州036800)

摘要:对于CFB锅炉机组一般采用SNCR脱硝技术即可使氮氧化物的排放浓度满足新环保的要求。对于SNCR脱硝技术，传统工艺的CFB锅炉SNCR脱硝系统主要是在旋风分离器入口烟道处均匀布置喷枪，喷入尿素、纯氨或氨水作为还原剂来降低烟气中氮氧化物含量。其中旋风分离器入口烟道处烟气流速和灰浓度都比较大，喷枪极易被磨损，导致喷枪使用寿命缩短。喷枪一旦被磨损，还原剂雾化程度降低，脱硝效率随之降低。鉴于现有CFB锅炉SNCR脱硝系统的不足，本文提出一种一种新型的循环流化床锅炉SNCR脱硝方案，为300MWCFB机组烟气污染物NOx实现超低排放提供参考。

关键词:CFB锅炉；SNCR；分离器；双流体喷枪

前言

随着环保要求日益严格化，燃煤电厂烟气中SO2、NOX、烟尘等污染物排放控制备受社会关注。我国于2011年颁布了GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》，其中明确规定了SO2、NOX、烟尘的排放限值[1-3]。循环流化床燃烧技术是近十年快速发展起来的2013年，国务院发布了《关于加快发展节能环保产业的意见》和《大气污染防治行动计划》。2014年，三部委联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》，出台最为严厉的环保政策与措施，为响应国家号召，全国各地火电厂对现有机组进行烟气污染治理技术改造的积极性也空前高涨，开始实施“烟气超低排放”先进技术。

目前，烟气脱硝技术主要有SCR（选择性催化还原反应）脱硝和SNCR（选择性非催化还原反应）脱硝两种技术。烟气中NOx脱除技术均是通过在合适的温度区域向烟气中喷入还原剂，还原剂与烟气中NOx发生化学反应，使NO转换为无害的氮气和水[4-6]。考虑SCR脱硝技术需要加入催化剂，投资、运行费用均较高，脱硝效率较高，一般适用于原始氮氧化物生成量较高的煤粉锅炉；针对循环流化床机组本身燃烧温度低，分级、分段燃烧等特点，其产生的氮氧化物较少，因此对于CFB锅炉机组一般采用SNCR脱硝技术即可使氮氧化物的排放浓度满足新环保的要求。

对于SNCR（选择性非催化还原反应）脱硝技术，传统工艺的CFB锅炉SNCR脱硝系统主要是在旋风分离器入口烟道处均匀布置喷枪，喷入尿素、纯氨或氨水作为还原剂来降低烟气中氮氧化物含量。其中旋风分离器入口烟道处烟气流速和灰浓度都比较大，喷枪极易被磨损，导致喷枪使用寿命缩短。喷枪一旦被磨损，还原剂雾化程度降低，脱硝效率随之降低。鉴于现有CFB锅炉SNCR脱硝系统的不足，开发一种磨损小、安全、高效的SNCR脱硝系统成为研究工作者研究的热点问题。

1方案描述

针对山西某2×300MWCFB锅炉SNCR脱硝系统氨水用量大、NOx排放波动大的缺点，以及SNCR脱硝喷枪磨损快寿命短的问题，设计了一种新型的循环流化床锅炉SNCR脱硝方案，该SNCR脱硝方案。

氨水储罐的出口通过输送管和氨水变频泵的入口连接；氨水变频泵的出口通过输送管和双流体喷枪底端的进液口连接；除盐水罐的出口通过输送管和除盐水变频泵的入口连接；除盐水变频泵的出口通过输送管和氨水变频泵出口的输送管连通；压缩空气罐的出气口通过输送管和双流体喷枪的雾化空气接口连接；保护风装置的出口通过输送管和保护风输送风机的入口连接；保护风输送风机的出口通过输送管和双流体喷枪的冷却风接口连接；双流体喷枪插入至旋风分离器出口烟道内。

将双流体雾化喷枪安装在旋风分离器出口烟道，每个分离器出口烟道对称布置4支双流体喷枪，此处烟气风速和灰浓度较低，有助于还原剂和NOx图1SNCR脱硝系统流程图

混合，同时可减轻飞灰对喷枪的磨损，延长喷枪使用寿命，减少氨逃逸。流程图如图1所示。

运行结果表明：脱硝氨水用量有所降低，脱硝系统运行稳定。该方案实施之前该公司#3机组7月份氨水用量为323吨，实施之后，#3机组11月份氨水用量为261吨，相比一个月可节约氨水62吨，推算全年可节约氨水744吨，每年将为公司节省约85万多氨水费用，解决了公司SNCR脱硝系统氨水用量大的缺点，实现了SNCR脱硝系统的稳定及经济运行。且改造后喷枪的磨损程度大幅降低。

3结论

本方案的目的旨在克服现有CFB锅炉SNCR脱硝系统的缺点，提出一种新型的循环流化床锅炉SNCR脱硝方案。该系统能够显著地提高SNCR脱硝效率，达到NOx的超低排放，同时可以延长SNCR脱硝系统的运行周期，提高技术经济性与安全性。

(1)双流体喷枪安装在旋风分离器出口烟道，此处烟气流速和灰尘浓度较低，可减轻对双流体喷枪的磨损。

(2)双流体喷枪雾化颗粒非常细小、均匀，有助于还原剂和NOx混合，提高脱硝效率。

(3)该系统整体一次性投资较少，适合于新建循环流化床锅炉SNCR脱硝工艺。

参考文献:

[1]周国民，赵海军，龚家猷，等.SNCR/SCR联合脱硝技术在410t/h锅炉上的应用[J].热力发，2011，40(3)：58-61.

[2]侯剑雄，刘洋.电厂燃煤锅炉降低NOx排放运行调整[J].东北电力技术，2015,，(1)：25-29，32.

[3]GB13223-2011，火电厂大气污染物排放标准[S].

[4]李晓芸，蔡小峰.混合SNCR-SCR烟气脱硝工艺及其应用[J].华电技术，2008，30(3)：22-25.

[5]秦亚男，杨玉，时伟，等.SNCR-SCR耦合脱硝中还原剂均布性的研究[J].浙江大学学报（工业版），2015，49(7)：1255-1261.

[6]项昆.三种烟气脱硝工艺技术经济比较分析[J].热力发电，2011，40(6)：1-3，8.

作者简介：路建洲(1973-)，男，山西阳泉，学士，工程师，现在山西平朔煤矸石发电有限责任公司从事循环流化床锅炉环保技术及燃烧优化的研究工作。