1、燃油、燃?xì)忮仩t煙氣脫硝方案研究報(bào)告長(zhǎng)沙奧邦環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司零一二年十月燃油、燃?xì)忮仩t煙氣脫硝技術(shù)研究1 國(guó)內(nèi)外脫氮技術(shù)介紹目前脫氮技術(shù)有兩種，一是低氮燃燒技術(shù)，在燃燒過(guò)程中控制NO的產(chǎn)生.分 為低氮燃燒器技術(shù)、 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)、 燃料分段燃燒技術(shù)； 工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、 經(jīng) 濟(jì)，但不能滿足較高的NO排放標(biāo)準(zhǔn)。另一種是煙氣脫硝技術(shù)，使NO在形成后被 凈化，主要有選擇性催化還原（SCR）、選擇性非催化還原（SNCR）電子束法等； 排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格時(shí)，必須采用煙氣脫硝。11低氮燃燒技術(shù)由氮氧化物（NOx）形成原因可知對(duì) NOx的形成起決定作用的是燃燒區(qū)域 的溫度和過(guò)量空氣量。 低 NOx 燃燒技術(shù)就是通過(guò)控

2、制燃燒區(qū)域的溫度和空氣量， 以達(dá)到阻止 NOx 生成及降低其排放量的目的。 對(duì)低 NOx 燃燒技術(shù)的要求是， 在 降低 NOx 的同時(shí)，使鍋爐燃燒穩(wěn)定，且飛灰含碳量不能超標(biāo)。1.1.1 燃燒優(yōu)化燃燒優(yōu)化是通過(guò)調(diào)整鍋爐燃燒配風(fēng)，控制 NOx 排放的一種實(shí)用方法。它采 取的措施是通過(guò)控制燃燒空氣量、保持每只燃燒器的風(fēng)粉 （煤粉）比相對(duì)平衡及進(jìn) 行燃燒調(diào)整，使燃料型 NOx 的生成降到最低，從而達(dá)到控制 NOx 排放的目的。煤種不同， 燃燒所需的理論空氣量亦不同。 因此，在運(yùn)行調(diào)整中， 必須根據(jù) 煤種的變化，隨時(shí)進(jìn)行燃燒配風(fēng)調(diào)整，控制一次風(fēng)粉比不超過(guò) 1.8:1。調(diào)整各燃 燒器的配風(fēng)，保證各燃燒器下

3、粉的均勻性，其偏差不大于 5%10%。二次風(fēng)的配給須與各燃燒器的燃料量相匹配， 對(duì)停運(yùn)的燃燒器， 在不燒火嘴的情況下， 盡 量關(guān)小該燃燒器的各次配風(fēng)，使燃料處于低氧燃燒，以降低 NOx 的生成量。1.1.2 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)空氣分級(jí)燃燒技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的低 NOx燃燒技術(shù)，它的主要原理是 將燃料的燃燒過(guò)程分段進(jìn)行。 該技術(shù)是將燃燒用風(fēng)分為一、 二次風(fēng)， 減少煤粉燃 燒區(qū)域的空氣量 （一次風(fēng) ），提高燃燒區(qū)域的煤粉濃度， 推遲一、二次風(fēng)混合時(shí)間， 這樣煤粉進(jìn)入爐膛時(shí)就形成了一個(gè)富燃料區(qū)，使燃料在富燃料區(qū)進(jìn)行缺氧燃燒， 以降低燃料型NOx的生成。缺氧燃燒產(chǎn)生的煙氣再與二次風(fēng)混合， 使燃料完全

4、燃 燒。該技術(shù)主要是通過(guò)減少燃燒高溫區(qū)域的空氣量，以降低 NOx 的生成技術(shù)。 它的關(guān)鍵是風(fēng)的分配，一般情況下，一次風(fēng)占總風(fēng)量的2535%。對(duì)于部分鍋爐， 風(fēng)量分配不當(dāng)， 會(huì)增加鍋爐的燃燒損失， 同時(shí)造成受熱面的結(jié)渣腐蝕。 因此，該 技術(shù)較多應(yīng)用于新鍋爐的設(shè)計(jì)及燃燒器的改造中。1.1.3 燃料分級(jí)燃燒技術(shù)該技術(shù)是將鍋爐的燃燒分為兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行， 將 85%左右的燃料送入第一級(jí)燃 燒區(qū)進(jìn)行富氧燃燒，生成大量的 NOx，在第二級(jí)燃燒區(qū)送入15%的燃料，進(jìn)行 缺氧燃燒， 將第一區(qū)生成的 NOx 進(jìn)行還原， 同時(shí)抑制 NOx 的生成， 可降低 NOx 的排放量。1.1.4 煙氣再循環(huán)技術(shù)該技術(shù)是將鍋爐尾

5、部的低溫?zé)煔庵苯铀腿霠t膛或與一次風(fēng)、 二次風(fēng)混合后送 入爐內(nèi)， 降低了燃燒區(qū)域的溫度， 同時(shí)降低了燃燒區(qū)域的氧的濃度， 所以降低了 NOx 的生成量。該技術(shù)的關(guān)鍵是煙氣再循環(huán)率的選擇和煤種的變化 1.1.5 技術(shù)局限這些低NOx燃燒技術(shù)設(shè)法建立空氣過(guò)量系數(shù)小于1的富燃區(qū)或控制燃燒溫 度，抑制NOx的生成，在燃用煙煤、褐煤時(shí)可以達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)，但是在燃 用低揮發(fā)分的無(wú)煙煤、 貧煤和劣質(zhì)煙煤時(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。 需要 結(jié)合煙氣凈化技術(shù)來(lái)進(jìn)一步控制氮氧化物（NOx）排放。低氮燃燒器技術(shù)：主要 通過(guò)降低火焰溫度和氧含量減少 NO產(chǎn)生，可降低NO生成量.3060%。1.2 煙氣脫硝技術(shù)在

6、排放要求較高時(shí)， 需采用煙氣凈化技術(shù)。 目前應(yīng)用較廣的煙氣脫硝技術(shù)有： 選擇性催化還原（SCR）法、選擇性非催化還原（SNCR法、同時(shí)脫硫脫硝（如電子束 法、活性焦還原法 ） 等。幾種常用煙氣脫硝技術(shù)的比較如下：1.2.1選擇性催化還原（SCR）技術(shù)SC脫硝技術(shù)是在催化劑作用下，用選擇性還原劑 （氨或尿素）將NO還原為 無(wú)害的氮?dú)夂退魵猓悄壳皣?guó)際上技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)， NOx兌除效率8090%。但投資和運(yùn)行成本較高。SC技術(shù)在德國(guó)、Et本、奧地利、 丹麥、美國(guó)等國(guó)應(yīng)用廣泛，奧地利 AEE魯奇、日立、三菱、巴布考克等國(guó)外脫 氮公司擁有較好的SC業(yè)績(jī)。AEE公司于2001年投

7、運(yùn)的丹麥某電廠325M機(jī)組脫氮 效率達(dá)到95%。國(guó)內(nèi)已經(jīng)投運(yùn)的SCI工程目前僅福建后石電廠600M機(jī)組，由臺(tái)塑 美國(guó)公司獨(dú)資興建。1.2.2 選擇性非催化還原 (SNCI)選擇性非催化還原脫硝技術(shù)是在鍋爐上煙溫 8501050"C處將還原劑(氨或 尿素)均勻噴入爐膛內(nèi)，生成無(wú)害的氮?dú)夂退魵狻?SNC工藝不需催化荊，但需 要較離反應(yīng)溫度； 反應(yīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資較省、運(yùn)行成本低；脫氨效率一般僅有 20 40%，應(yīng)用較少。1.2.3 電子束法脫硫脫硝電子束法用高能電子加速器發(fā)射電子束激發(fā)煙氣， 產(chǎn)生的多種自由基在常溫 下將S02、NC等氧化為高價(jià)氧化物，與注入煙道的氨氣反應(yīng)，生成硫酸銨和硝

8、酸 鍍等。優(yōu)點(diǎn)是同時(shí)脫硫脫硝去除率高；系統(tǒng)簡(jiǎn)單，建設(shè)費(fèi)用是同等規(guī)模FGD勺70-80 %；不使用催化劑； 副產(chǎn)物是出路較好的化肥。 缺點(diǎn)是耗電量大， 運(yùn)行費(fèi) 用高；目前的電子輻射裝置還不適用于大機(jī)組系統(tǒng)。 成都熱電廠采用日本荏原公 司電子束法脫硫脫硝，處理煙氣量 30萬(wàn) Nmy h。1.2.4 活性焦吸附法脫硫脫硝煙氣中的S02通過(guò)活性焦碳微孔的吸附催化作用生成硫酸，再熱時(shí)生成濃度 很高的s02氣體，根據(jù)需要轉(zhuǎn)化成硫磺、液態(tài) S02等產(chǎn)品，煙氣中的NO在加氨條 件下經(jīng)活性焦催化還原，生成水和氮?dú)?。脫?效率幾乎達(dá)100%，脫硝率在80%以上，反應(yīng)在100200E低溫進(jìn)行，不需煙氣 升溫裝置；

9、不存在吸附劑中毒； 建設(shè)費(fèi)用與電子柬法相當(dāng)， 運(yùn)行費(fèi)用約是電子柬 法一半?；钚越刮椒ㄊ俏鞯?BF(BergbauForschung) 公司在1967年開(kāi)發(fā)， 日本 的三井礦山(株)公司改進(jìn)后于1984年10月建立處理能力3萬(wàn)/ Nrash 1的工業(yè)試 驗(yàn)裝置，經(jīng)過(guò)改進(jìn)和調(diào)整達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，脫硫率 JL乎100%，脫氬率在 80%以上。2. 脫硝技術(shù)現(xiàn)狀：2. 1 SCR兌硝技術(shù)2.1.1 概念國(guó)際上技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝技術(shù)，是在催化劑的作用下，用 還原劑（氨或尿素）與煙氣中的氨氧化物反應(yīng)，將NO還原生為無(wú)害的氮?dú)夂退?氣。根據(jù)催化劑種類(lèi)不同，反應(yīng)溫度范圍150550&qu

10、ot;C,燃煤電廠SC催化劑溫度 一般為350。C左右。按反應(yīng)器布置方式不同，分為高含塵 SC工藝和低含塵SCR 工藝。2.1.2脫硝反應(yīng)機(jī)理：SC反應(yīng)條件下的化學(xué)反應(yīng)式為：4NH阱 4N3 02= 4N2+ 6H2O在適當(dāng)催化劑的作用下，對(duì)NO也有還原去除作用：4NH阱 2N0H 02= 3N2+ 6H2O 6NO2 + 8NH3> 7N2+12H2O2.1.3 SCR工藝流程SC系統(tǒng)包括煙道、SC反應(yīng)器，催化劑，氨噴射系統(tǒng)，脫硝裝置灰斗，吹灰 及控制系統(tǒng)，脫硝劑存儲(chǔ)、制備、供應(yīng)系統(tǒng)，檢修儀表和控制系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)等。 其中，核心部分是SC反應(yīng)器。脫硝劑存儲(chǔ)、制備、供應(yīng)系統(tǒng)包括液氨儲(chǔ)存、

11、制 各、供應(yīng)系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機(jī)、儲(chǔ)氨罐、液氦蒸發(fā)槽、液氨泵、氨器緩沖槽、 稀釋風(fēng)機(jī)、混合器、氨氣稀釋槽、廢水泵、廢水池等。液氨的供應(yīng)由液氨槽車(chē)運(yùn) 送，利用液氨卸料壓縮機(jī)將液氨由槽車(chē)輸入儲(chǔ)氮罐內(nèi)，用液氮泵將儲(chǔ)槽中的液氨輸送到液氨蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖槽控制一定的壓力及流量， 然后與 稀釋空氣在混合器中混合均勻，再送至脫硝系統(tǒng)。氮?dú)庀到y(tǒng)緊急排放的氨氣則排 入氨氣稀釋槽中，經(jīng)水的吸收排入廢水池再經(jīng)由廢水泵送至廢水處理廠處理。流程如圖所示境注三維視圖K=引M3S 5E帝純n詣甩杠送風(fēng)機(jī)m 乜啊*IIII : :U314G HL O Jt RSQANPEHInr pass duct 十li匸

12、業(yè)£半叩：-尸EKX9TIH& SIEAMHOT A DR TO BOILER_ AM10KIA h ItWECTIONE<»nonlzirCMH ICRIAnumwls tmii AirPipingICR R-ftBCtOrEt&nniwr EPJEB JootblDifWFiibra Snotblover FuTjre Utal/BLL7DamperFrom Amnmb ilofigs 坤(n一 td - rec pta:rNew Itruchrfil '堀Figure 3: AES Somerset 675 MW SCR System2.

13、1.4技術(shù)特點(diǎn)SCR反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器后，空氣預(yù)熱器之前。此時(shí)鍋爐尾部煙氣的溫 度足以滿足催化劑運(yùn)行溫度，不需專門(mén)加溫。催化劑容易堵塞。由于含塵量高， 必須防止催化劑堵塞，通過(guò)使煙氣均勻布置和布置吹灰裝置可避免催化荊堵塞問(wèn) 題。反應(yīng)過(guò)程中發(fā)生副反應(yīng)，S02在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為S03,再與煙氣中的殘留 氨反應(yīng)形成硫酸氫銨對(duì)省煤器會(huì)造成腐蝕。低濃度殘留氨有利于避免形成硫酸氫 銨。投資較低，但在舊廠改造中，有時(shí)由于場(chǎng)地限制，不能使用高含塵量工藝流 程。2.1.5 SCR三種布置的特點(diǎn)布置形式反應(yīng)器位置特點(diǎn)高塵布置SC反應(yīng)器設(shè)置在省 煤器的下游和空氣 預(yù)熱器和粉塵控制 裝置上游之間煙氣溫度在催化劑

14、反應(yīng)的最佳范圍，煙氣粉塵 高，煙氣流速高，催化劑用量較大，催化劑采 用寬節(jié)距79 mm每層催化劑上部安裝吹灰器，防堵塞，SCR反應(yīng)器底部設(shè)灰斗。低塵布置SC!反應(yīng)器布置在咼溫型電除塵器ESP和空預(yù)器APH之間煙氣中飛灰相對(duì)較少，催化劑的節(jié)距為47mm 催化劑用量減少，煙氣溫度偏低，需使用省煤 器旁路，對(duì)熱效率有影響。尾部布置SC!反應(yīng)器布置在濕 法脫硫裝置（FGD 的下游煙氣溫度低、需用天然氣燃燒加熱，增加操作 費(fèi)用。最普通的SCRE藝Warn劃h對(duì)*i扇：MH j+ftirAir3NUj larkarxj AWAinnmtrwiiHft2 .1.5 SCR性能參數(shù)與工藝優(yōu)化SC工藝的性能參數(shù)

15、有：NOX兌除率：一般8090%,可達(dá)到95%;氫逃逸率：逃逸的氨進(jìn)入灰中.影響灰出售，氨逃逸率一般限制在I2ppmS02/S03轉(zhuǎn)化率：一般應(yīng)小于I %,由于逃逸的氨與S03反應(yīng)生成硫酸氫銨對(duì)省煤 器等造成腐蝕。通過(guò)計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力學(xué)（CFD）模擬可優(yōu)化煙氣速度分布、煙氣與 氨的均勻分布、反應(yīng)溫度、NHP NO比，以降低氣流壓損和氨逃逸率，優(yōu)化 SCR 性能參數(shù)。針對(duì)不同工程的煙氣成分和含塵量等關(guān)鍵參數(shù)。通過(guò)催化劑選型優(yōu)化，降低 系統(tǒng)阻力的同時(shí)延長(zhǎng)催化劑使用壽命，防止催化劑積灰；在系統(tǒng)數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)煙道布置、導(dǎo)流板布置、噴氨均布裝置以及氨空氣混合裝置，提高系統(tǒng)反應(yīng)效率，降低氨耗量。

16、2.1.6脫硝還原劑制備2.161尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)在SC系統(tǒng)（選擇性催化還原脫硝工藝）中，利用還原劑-氨氣和NO反應(yīng)來(lái) 達(dá)到脫硝的目的，目前成熟的還原劑制備工藝有液氨法、氨水法、尿素水解法、 尿素?zé)峤夥?。采用液氨法和氨水法制備還原劑具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、維護(hù)方便等特點(diǎn)， 但液氨和氨水都是有毒物質(zhì)， 其運(yùn)輸和儲(chǔ)存都屬于重大危險(xiǎn)源， 具有較大的安全 風(fēng)險(xiǎn)。使用液氨法作為還原劑時(shí)， 在設(shè)計(jì)安全規(guī)范、 運(yùn)輸線路許可、 儲(chǔ)存的安全 評(píng)價(jià)及環(huán)評(píng)認(rèn)證等支持性文件，并在相關(guān)管理部門(mén)進(jìn)行危險(xiǎn)化學(xué)品使用登記；采用尿素制備還原劑時(shí)， 從尿素的運(yùn)輸、儲(chǔ)存及最終制成還原劑都非常安全， 雖然工藝相對(duì)復(fù)雜、 投資運(yùn)行費(fèi)用相

17、對(duì)高， 但能夠確保氨來(lái)源的安全可靠。 在較 大城市、人口密集、 和靠近飲用水源的地方， 越來(lái)越多的電廠脫硝系統(tǒng)開(kāi)始傾向 于選用安全的尿素作為還原劑。 該技術(shù)已應(yīng)用于100MW 600M機(jī)組脫硝裝置，成 功案例表明，該技術(shù)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定可靠。尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)利用高溫空氣或煙氣作為熱源，將霧化的尿素水溶液迅 速分解為氨氣，低濃度的氨氣作為還原劑進(jìn)入煙道與煙氣混合后進(jìn)入 SCI反應(yīng)器， 在催化劑的作用下將氮氧化物還原成無(wú)害的氮?dú)夂退?。尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)一般包括尿素儲(chǔ)備間、 斗提機(jī)、 尿素溶解罐和儲(chǔ)罐、 給料 泵、尿素溶液循環(huán)傳輸裝置、電加熱器、計(jì)量分配裝置、絕熱分解室（內(nèi)含噴射 器）、控制裝置等設(shè)備

18、。袋裝尿素顆粒儲(chǔ)存于尿素儲(chǔ)備間， 由斗提機(jī)輸送到溶解罐里， 用去離子水將 干尿素溶解成質(zhì)量濃度 40%60%的尿素溶液，通過(guò)尿素溶液給料泵輸送到尿素溶 液儲(chǔ)罐。 空預(yù)器提供的熱一次風(fēng)通過(guò)電加熱裝置 （或直接采用空氣加熱， 也可使 用燃油、天然氣、高溫蒸汽等各種熱源）加熱到 600C左右進(jìn)入絕熱分解室。尿 素溶液經(jīng)由循環(huán)傳輸裝置、 計(jì)量分配裝置、 霧化噴嘴等以霧化狀態(tài)進(jìn)入絕熱分解 室內(nèi)高溫下分解，生成NH3 H2刖CO2分解產(chǎn)物通過(guò)氨氣噴射格柵噴入脫硝系 統(tǒng)前端煙道?？刂蒲b置保證還原劑的供應(yīng)量滿足鍋爐不同負(fù)荷與脫硝效率要求。高溫風(fēng)機(jī)？'380V沖洗水壓第空氣熱饌室尿秦濬液守素溶液循環(huán)管道

19、氫丿空氣混合氣體/去AIG一次風(fēng) |300/ 8-IOKPci去顯一臺(tái)機(jī)組固怵尿蠡衽電加熱器"尿秦落液建尿索"2.162 技術(shù)特點(diǎn)：使用安全的尿素，且易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，無(wú)危險(xiǎn)源建設(shè)、運(yùn)行、管理的困擾； 占地面積小，周?chē)恍枰缶嚯x的防火安全間距； 與尿素水解相比，投資與運(yùn)行 費(fèi)用相當(dāng)，但不需要壓力容器，安全性更高；精確計(jì)量，調(diào)節(jié)控制容易，響應(yīng)速 度更快；分解完全，熱解爐能將尿素溶液完全分解為還原劑；熱源可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇性的組合。國(guó)內(nèi)SCR項(xiàng)目投資估算國(guó)內(nèi)單位KW投資成本與脫硝率、運(yùn)行費(fèi)用表脫硝率（%新機(jī)組投資成 本（元 /KW）新機(jī)組運(yùn)行費(fèi) 用（元 /kgNOX老機(jī)組投

20、資成 本（元 /KW）老機(jī)組運(yùn)仃費(fèi) 用（元 /kgNOX30502.04.01001.42.8501003.05.01202.03.5651204.06.01502.84.2801505.07.02003.55.02.1.7 SCR法工程應(yīng)用實(shí)例北京某熱電廠新建兩臺(tái)E級(jí)(254MW)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電機(jī)組北京某熱電廠新建兩臺(tái)E級(jí)(254 MW)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)熱電機(jī)組，配套進(jìn) 行SCR ( SelectiveCatalytic Reduction)法煙氣脫硝裝置建設(shè),燃機(jī)燃燒的天然氣成分見(jiàn)表1 ,余熱鍋爐中煙氣脫硝裝置入口煙氣參數(shù)見(jiàn)表 2。表1 天然氣成分天然氣成分單位體積含量CH4%9

21、6.120C4H6 %0.501C3H8 %0.118C4H10 %0.033C5H12 %0.012CO2 %2.600N2 %0.147H2S mg/ Nm36.130He %0.469表2 煙氣脫硝裝置入口煙氣參數(shù)項(xiàng)目單位數(shù)值煙氣量kg/ s548198SCR入口煙氣溫度C354130SCR前煙氣靜壓Pa3114煙氣成分02%13.1689N2%75.1303Ar%0.883S02%0H20%6.1746CO2%3.1378NOXppmvd25 (15 %O2)2.1.7.1 性能要求本項(xiàng)目煙氣脫硝裝置主要性能要求見(jiàn)表 3主要性能要求:序號(hào)名稱單位數(shù)值1NOX脫除率%> 502NH

22、3逃逸率ppm< 3 ppm3SO2/ SO3轉(zhuǎn)化率%< 1 %4催化劑壽命h> 24 0005脫硝裝置壓力損失Pa< 2502.1.7.2 工藝流程目前常用的脫硝技術(shù)可分為燃燒過(guò)程中脫硝和燃燒后煙氣脫硝，燃燒過(guò)程中 脫硝是在燃燒過(guò)程中抑制NOX生成,主要有分級(jí)燃燒、燃料再燃、濃淡偏差燃燒、 低過(guò)?？諝馊紵蜔煔庠傺h(huán)等；燃燒后煙氣脫硝是對(duì)燃燒生成后的NOX進(jìn)行脫 除,即煙氣脫硝技術(shù),主要有SCR法和SNCR (Selective Non -CatalyticReduction)法,工業(yè)應(yīng)用中采用較多的是SCR法煙氣脫硝技術(shù)。經(jīng)比較分析, 本項(xiàng)目脫硝方案選用SCR法煙氣

23、脫硝工藝，由于項(xiàng)目所在地位于北京市四環(huán)之內(nèi) 綜合考慮還原劑的消耗量和不同還原劑的運(yùn)輸和安全成本，本項(xiàng)目還原劑選用 20 %(質(zhì)量)濃度的氨水。本項(xiàng)目工藝流程見(jiàn)圖I1I還®II 運(yùn)範(fàn)辭*_|就水卸載泵|_*_|_i |圖1余熱鍋爐脫硝系統(tǒng)工藝m主要可分為還原劑供應(yīng)系統(tǒng)和余熱鍋爐煙氣系統(tǒng)。運(yùn)氨槽車(chē)運(yùn)來(lái)的20 %濃度的氨水通過(guò)氨水卸載泵卸載到氨水儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存，氨水儲(chǔ)罐中的氨水經(jīng)氨水計(jì)量泵 送到蒸發(fā)/混合器中被從催化劑層后抽取的再循環(huán)高溫?zé)煔庹舭l(fā)并與再循環(huán)煙 氣混合后通過(guò)噴氨格柵均勻的噴入到余熱鍋爐催化劑層上游；從燃機(jī)來(lái)的煙氣經(jīng) 過(guò)余熱鍋爐第一級(jí)高溫蒸發(fā)器換熱模組后與噴氨格柵噴入的氨氣混合通過(guò)

24、催化 劑層,煙氣中的NOX在催化劑的作用下,與NH3發(fā)生還原反應(yīng),生成無(wú)二次污染的 N2和H2O ,然后通過(guò)余熱鍋爐的第二級(jí)高溫蒸發(fā)器和省煤器 ，最后通過(guò)煙囪隨煙 氣排放。2.1.7.3 主要設(shè)備選型本項(xiàng)目余熱鍋爐煙氣脫硝裝置主要設(shè)備有氨水卸載泵、氨水儲(chǔ)罐、氨水計(jì)量泵、蒸發(fā)/混合器、噴氨格柵、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)、催化劑等。各主要設(shè)備參數(shù) 與功能見(jiàn)表4。2.1.7.4 運(yùn)行情況本項(xiàng)目脫硝裝置隨主機(jī)整體工程于2008年3月上旬建成后于3月底和4月 初對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行了調(diào)試,并于2008年4月13日鍋爐機(jī)組啟動(dòng)后對(duì)1 #爐脫硝 裝置進(jìn)行了整體啟動(dòng)和調(diào)試，脫硝裝置一次啟動(dòng)成功運(yùn)行，各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì) 值,脫

25、硝效率達(dá)到了 61.15 %。2 #爐于2008年5月14日進(jìn)行了啟動(dòng),脫硝系統(tǒng) 運(yùn)行穩(wěn)定,脫硝效率達(dá)到61.11 %。到目前為止，本項(xiàng)目?jī)膳_(tái)機(jī)組脫硝裝置均運(yùn)行 良好.如果機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)按3 500 h計(jì)算,兩臺(tái)機(jī)組每年可減排NOX約30818 t , 可有效控制NOX排放,保護(hù)環(huán)境。表4主要設(shè)備參數(shù)與功能設(shè)備名稱參數(shù)功能備注氨水卸載泵流量15 m3/ h將氨水從槽車(chē)卸載到氨水儲(chǔ)罐氨區(qū)共用1用1備氨水儲(chǔ)罐有效容積25 m3滿足一臺(tái)余熱鍋爐7天20 %濃度氨水消耗量的儲(chǔ) 存氨區(qū)共用2臺(tái)氨水計(jì)量泵流量30120kg/ h滿足1臺(tái)鍋爐不同負(fù)荷氨水供應(yīng)量氨區(qū)共用1用1備蒸發(fā)/混合器700 X 5 0

26、00 mm將20 %濃度氨水蒸發(fā)并與再循環(huán)煙氣混合1臺(tái)/爐噴氨格柵在煙氣通道截面按280 mm間隔均布將氨與煙氣的混合氣體均勻的噴入到余熱鍋爐內(nèi)催化劑波紋板式孔徑313 mm加快NOX與NH3的反應(yīng)速 度,脫除煙氣中的NOX煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)煙氣量11 700Nm3/ h從催化劑層后抽取高溫?zé)煔鈱彼舭l(fā)1用1備/爐2.1.7.5 經(jīng)濟(jì)分析經(jīng)濟(jì)分析的目的是計(jì)算脫硝裝置 “折算每度電脫硝費(fèi)用”?；谠O(shè)計(jì)條件和 性能要求,本脫硝裝置的主要費(fèi)用包含初建費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、運(yùn) 行人員管理費(fèi)用等，各項(xiàng)費(fèi)用說(shuō)明如下。初建費(fèi)用包含脫硝裝置首次建設(shè)的設(shè)備、催化劑、安裝等各項(xiàng)工程費(fèi)用，不包含土地征用和使用

27、費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)用包含脫硝裝置運(yùn)行的各項(xiàng)消耗費(fèi)用，主要包含電耗、還原劑消耗、壓縮空氣消耗、水耗、催化劑消耗等。對(duì)于水耗，本脫硝裝置使用20 %濃度氨水,通常不消耗水，此處不計(jì)算水耗；對(duì)于壓縮空氣,本項(xiàng)目消 耗量較少，折算到運(yùn)行費(fèi)用的電耗中，未單獨(dú)列出；對(duì)于催化劑消耗，考慮到催化 劑化學(xué)壽命為24 000 h ,每隔67年更換一層為消耗材料,本經(jīng)濟(jì)分析將此項(xiàng)列 入運(yùn)行費(fèi)用。設(shè)備維護(hù)費(fèi)用包含脫硝裝置所有設(shè)備的檢修、更換配件和易損件等 維護(hù)費(fèi)用。運(yùn)行人員管理費(fèi)用包含脫硝裝置運(yùn)行維護(hù)人員的工資、福利等。本脫硝裝置詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)分析表見(jiàn)表5。表5 經(jīng)濟(jì)分析表項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)數(shù)值備注煙氣量kg/ s548198SC

28、R入口煙氣溫度354130NOX濃度ppmvd25(15 %O2)NOX脫除效率%50(15 %O2)SO2/ SO3轉(zhuǎn)化率%1NH3逃逸率ppm3催化劑耗量m33124 000小時(shí)初建費(fèi)用初建總費(fèi)用萬(wàn)元736.12含首裝催化劑折算年均初建費(fèi)用萬(wàn)元/年24.50運(yùn)行費(fèi)用年利用小時(shí)數(shù)h/年3 500年氨水消耗量t/年315.40年氨水消耗費(fèi)用萬(wàn)元/年47.30年電耗量kWh/ 年210 000年電耗量費(fèi)用萬(wàn)元/年10.10年折算催化劑費(fèi)用萬(wàn)元/年44.70年總運(yùn)行費(fèi)用萬(wàn)元/年102.20設(shè)備維護(hù)費(fèi)用萬(wàn)元/年73.60運(yùn)行人員管理費(fèi)用萬(wàn)元/年24平均年總消耗費(fèi)用萬(wàn)元/年224.30年發(fā)電量kWh/

29、 年700 000 000折算每度電脫硝用分 / kWh0.322.1.7.6 工程應(yīng)用重點(diǎn)考慮燃?xì)庥酂徨仩tSCR法煙氣脫硝與常規(guī)火電廠燃煤鍋爐或工業(yè)鍋爐 SCR法煙 氣脫硝工藝原理相同，但由于余熱鍋爐脫硝用的催化劑布置在余熱鍋爐爐內(nèi)，工 程設(shè)計(jì)還是有較大區(qū)別，對(duì)于余熱鍋爐脫硝在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方 面的內(nèi)容。（1）噴氨混合裝置噴氨混合裝置的關(guān)鍵是要考慮氨氣和煙氣的混合，另外還要考慮裝置阻力 問(wèn)題。目前常用于煙氣脫硝的噴氨混合裝置主要有渦流混合裝置、靜態(tài)混合器和噴氨格柵。渦流混合裝置要求的混合距離較大，且引起的煙氣阻力較大；靜態(tài)混合 器混合距離較小，但引起的煙氣阻力大；噴氨格柵可根據(jù)

30、混合距離的遠(yuǎn)近布置噴嘴的數(shù)量 ,此方法易于設(shè)計(jì)且混合阻力小 , 為余熱鍋爐脫硝混合裝置的最佳選擇（2）噴氨裝置的位置根據(jù)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)型式 , 噴氨裝置可布置在鍋爐入口喇叭口段 ,也可布置在 爐內(nèi)催化劑前的換熱模組之間。 噴氨裝置布置在入口喇叭口段可節(jié)約爐內(nèi)混合空 間,減少噴嘴數(shù)量 , 但對(duì)噴氨裝置的材質(zhì)要求高 ,且氨分布調(diào)整困難。噴氨裝置布 置在爐內(nèi)催化劑前的換熱模組之間時(shí) , 對(duì)噴氨裝置的材料要求較低 ,氨分布易于 調(diào)整, 能較好的滿足機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)的影響 , 但要求噴氨裝置與催化劑之間有一定 的混合距離 , 加長(zhǎng)了爐內(nèi)煙道。對(duì)于不同的余熱鍋爐型式 ,脫硝裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行 綜合比較 , 合理選

31、取噴氨格柵布置位置。（3）催化劑選型催化劑從其型式上主要分為平板式、波紋板式和蜂窩式 ,不同類(lèi)型的催化劑 有其各自的特點(diǎn) ,燃?xì)庥酂徨仩t的煙氣條件較好 ,煙氣比較清潔 ,適合于選用比表 面積大、活性高的催化劑。另外 ,煙氣系統(tǒng)阻力對(duì)燃?xì)庥酂徨仩t也很重要 ,對(duì)于催 化劑的選型也要考慮催化劑層阻力大小。綜合比較 ,催化劑可優(yōu)先選用波紋板式 或蜂窩式。2.2 SNCR 脫硝技術(shù)2.2.1 SNCR 技術(shù)SNC工藝技術(shù)，又稱為熱力脫硝技術(shù)。最初由美國(guó)的 Exxo rl公司發(fā)明，并 于1974年在日本成功的工業(yè)化應(yīng)用。SNC是一種不用催化劑，在850C' 1100C 爐膛溫度區(qū)域內(nèi)，噴入還原劑氨

32、或尿素與NO反應(yīng)，迅速生成無(wú)害的N2和H20的過(guò) 程進(jìn)行脫硝。一般SNC技術(shù)脫硝率約3050%。SNC技術(shù)投資成本低，建設(shè)周期短，脫硝效率中等，比較適用于缺少資金的 發(fā)展中國(guó)家和適用于對(duì)現(xiàn)有中小型鍋爐的改造。這種技術(shù)的不足之處就是 NOX勺 脫除效率不高，氨逃逸比較高。所以單獨(dú)使用SNC技術(shù)受到了一些限制。但對(duì)于 中小型機(jī)組或老機(jī)組改造，由于它在經(jīng)濟(jì)性能方面的優(yōu)勢(shì)，仍不失其吸引力。因不使用催化劑，不會(huì)導(dǎo)致S02/ S03氧化，造成堵塞或腐蝕的機(jī)會(huì)最低，沒(méi) 有壓力損失；NH逃逸在1015ppm2。通常在爐膛內(nèi)噴射還原劑，但還原 NOX 的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感，反應(yīng)溫度窗口的選擇是 SNC還原

33、NO效率高低的 關(guān)鍵之一，溫度窗口取決于煙氣組成、煙氣速度梯度、爐型結(jié)構(gòu)等差數(shù)。最佳的 反應(yīng)溫度窗的溫度范圍為8501150C ;當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，由于氨的分解會(huì)使 NO還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過(guò)低時(shí)，氨的逃逸增加，也會(huì)使NOx還原率 降低。SNC工藝技術(shù)的關(guān)鍵就在于，還原劑噴入系統(tǒng)必須盡可能地將還原劑噴入 到爐內(nèi)最有效溫度窗區(qū)域內(nèi)，即盡可能的保證所噴入的還原劑在合適的溫度下與 煙氣進(jìn)行良好的混合，這樣一方面可以提高還原劑利用率，另外一方面可以控制 獲得較小的氨逃逸。水 I 水泵背壓調(diào)節(jié)岡還原劑儲(chǔ)讎輸送泵Ftgi/rc 托口 卍兀'廠 ProcessP 詞（HISNCRC藝噴氨示

34、意圖第|二層高度鍋?zhàn)o(hù)煙氣圖1 SNCRM單示意圖與SCF技術(shù)相比，SNCR技術(shù)沒(méi)有SCF技術(shù)所用的昂貴的脫硝催化劑，其技 術(shù)優(yōu)勢(shì)就在于投資與運(yùn)行成本少，SO2/SO3?；市?。SNCR勺缺點(diǎn)是脫硝效率相 對(duì)較低，通常大型鍋爐的SNCR兌硝效率在40%以下。2.2.2 SNCR 脫硝技術(shù)的特點(diǎn)使用安全的尿素還原劑，不產(chǎn)生液體或固體的廢料；設(shè)備采用模塊化結(jié)構(gòu)， 安裝簡(jiǎn)便，建設(shè)周期短；所占空間極小，鍋爐SNCR射區(qū)可以全部布置在鍋爐 平臺(tái)上； 噴射是多層次的， 并且隨負(fù)載及操作指令自動(dòng)控制； 對(duì)煤種變化不敏 感；適用 : 煤、石油、天然氣、水泥窯、垃圾爐等；NOx 脫除效率 2550%，某些爐型可以

35、更高；投資少，運(yùn)行成本低； 適用于脫硝效率要求不高的機(jī)組，特 別適用于機(jī)組脫硝改造工程；在機(jī)組排放要求較高時(shí)，具有與 LNB+OF和SCR 技術(shù)結(jié)合的手段。2.2.3 SNCR 脫硝技術(shù)在中小型工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用以廣州某紡織印染有限公司75T/h燃煤鍋爐SNC脫硝改造2.2.3.1 工藝選定對(duì)于NOX勺減排控制，可以根據(jù)NoX勺產(chǎn)生過(guò)程，采用鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整和燃 燒后尾部煙氣處理(SNCR相結(jié)合的方式對(duì)煙氣中的含氮?dú)怏w進(jìn)行凈化處理。2.2.3.2 工藝性能參數(shù)描述(1) 影響脫硝效果的主要因素在SNC技術(shù)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，影響脫硝效果的主 要因素包括：尿索和NO反應(yīng)的停留時(shí)間、反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溫度、基線

36、NO濃度、噴 射區(qū)域CO&度、還原劑的分布均勻性、氨逃逸等。( 2)保證脫硝效果的措施采用新型還原劑注入器， 使用壓縮空氣作為霧化介 質(zhì)，液滴尺寸合理、分布均勻，與煙氣中的 NO混合良好；結(jié)合鍋爐的燃燒溫度 分布及噴射區(qū)的CO&度，對(duì)燃燒裝置內(nèi)煙氣流動(dòng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行電腦模擬， 選取適 于反應(yīng)的溫度區(qū)域， 在這些溫度區(qū)域選取適量的點(diǎn)安裝噴射器以保證在適當(dāng)?shù)臏?度處噴人還原劑；通過(guò)精確的計(jì)算，嚴(yán)格控制噴入爐膛的還原劑量，減少剮反 應(yīng)降低氨逃逸的目的。2.2.3.3 工藝說(shuō)明( 1 )還原劑制備儲(chǔ)存系統(tǒng)還原劑：脫硝系統(tǒng)采用固體尿素顆?，F(xiàn)場(chǎng)配制成 的40 (wt) 尿素水溶液作為還原劑，

37、 經(jīng)稀釋后的尿素溶液噴入鍋爐煙氣中進(jìn)行脫 硝反應(yīng)。尿素(NH2)2CO®人爐內(nèi)后，與NO勺反應(yīng)機(jī)理如下：（NH2）2CO-*NH3+HNCONH3+OH-*NH2+H20NH2+NO-*N2+H20HNCO+H-NH2+COCO+02-+C02總的反應(yīng)式為：（NH2）2CO+2NO+02=N2+C02+2H20 尿素溶解水及稀釋水：噴人爐膛的尿素是溶液狀的，作為溶劑的水應(yīng)是具 有軟化水質(zhì)量的純水。尿素溶解熱源：尿素在水溶液中的溶解過(guò)程屬于吸熱過(guò)程，在溶解過(guò)程中 需要吸收大垃的熱量。尿素站：尿素存儲(chǔ)系統(tǒng)、尿素溶液配制系統(tǒng)和尿素溶液儲(chǔ)存系統(tǒng)集中布置， 共同組成尿素供應(yīng)站 （ 簡(jiǎn)稱為尿素站

38、 ）。它的主要設(shè)備包括： 臺(tái)斗式提升機(jī)、 尿素溶解罐、 尿素溶液儲(chǔ)罐、 尿素溶液 輸送泵、 立式高壓離心輸送泵。 在尿素站內(nèi)完成 40尿素溶液的配制、 40尿素 溶液的儲(chǔ)存。（2）尿素溶液循環(huán)系統(tǒng)尿素溶液循環(huán)系統(tǒng)是指尿素溶液儲(chǔ)罐內(nèi)儲(chǔ)存的尿素溶 液經(jīng)立式高壓離心輸送泵輸送至SNC脫硝系統(tǒng)，回流液自動(dòng)返回尿素溶液儲(chǔ)罐的 系統(tǒng)。（3）稀釋/計(jì)量模塊稀釋計(jì)量模塊為SNC系統(tǒng)提供定量的還原劑和調(diào)節(jié)壓 力。模塊包括多級(jí)離心泵， 用于計(jì)量的調(diào)節(jié)閥和電磁流量計(jì)， 用于控制壓力的控 制閥和壓力傳送器等。模塊采用PLC進(jìn)行控制，控制信息上傳到脫硝上位機(jī)。（4）分配模塊分配模塊由一個(gè)自由基座、空氣壓力調(diào)節(jié)器、還原劑

39、流量表、 手動(dòng)噴射區(qū)隔斷閥及儀表組成， 用來(lái)控制每個(gè)噴槍的霧化/冷卻空氣、 混合的化 學(xué)劑和冷卻水的流量。 空氣、混合的化學(xué)劑可以在此模塊上進(jìn)行調(diào)節(jié)， 使得混合 液達(dá)到最適宜的霧化效果，取得最佳的 NO還原效果。（ 5）爐前噴射系統(tǒng)爐前噴射系統(tǒng)由兩層噴射層 （ 共7個(gè)噴射器 ） 組成。噴射層 均布置在爐膛燃燒區(qū)上部和爐膛出口處， 以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化引起的爐膛煙氣溫 度變化，使尿素溶液在最佳反應(yīng)溫度窗口噴入爐膛。 每個(gè)噴射器插入爐膛的地方 均設(shè)套管固定， 當(dāng)噴射器不投運(yùn)時(shí)， 可以方便的將噴射器從爐膛退出避免高溫受 熱。6）電氣控制系統(tǒng)脫硝電氣控制系統(tǒng)采用獨(dú)立的控制系統(tǒng)，由脫硝上位機(jī)、 數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)

40、絡(luò)、 控制器及現(xiàn)場(chǎng)儀表所組成； 系統(tǒng)又分為公用配置控制系統(tǒng)和脫硝 工藝控制系統(tǒng)。 公用配置控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)脫硝尿素溶液高流量循環(huán)組件、 尿素溶 液配料、輸送過(guò)程的自動(dòng)控制。2.2.3.3 實(shí)施效果該紡織印染有限公司SNC脫硝改造項(xiàng)目是屬于廣東省首批采用選擇性非催 化還原技術(shù)對(duì)中小型工業(yè)鍋爐進(jìn)行脫硝降氮的項(xiàng)目。 項(xiàng)目已完成 168小時(shí)試運(yùn)行， 并通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)竣工驗(yàn)收?？⒐を?yàn)收監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明通過(guò)采用SNC脫硝改造，能夠?qū)OX勺排放濃度控制在50mg/m3以下(環(huán)境溫度：31. 5C。100. 50kPa)。2.2.4.SNCR法影響NO還原率的因素雖然SNC方法從原理講上比較簡(jiǎn)單，但在實(shí)際的應(yīng)用

41、中有許多因素影響到 NOX勺還原率。主要的因素有四個(gè)：2.2.4.1 還原劑噴入點(diǎn)的選擇噴人點(diǎn)必須保證使還原劑進(jìn)人爐膛內(nèi)適宜反應(yīng)的溫度區(qū)間 (900 -1 100"C)。 溫度高，還原劑被氧化成Nox,煙氣中的NO含量不減少反而增加；溫度低，反應(yīng) 不充分。 造成還原劑流失， 對(duì)下游設(shè)備產(chǎn)生不利的影響甚至造成新的污染。 圖為 美國(guó)環(huán)保署Daniel C Mussatti等人做的NO還原率與反應(yīng)溫度和停留時(shí)間的關(guān)系 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。10076037098010901200NO,還原率與反應(yīng)溫度和停留時(shí)間的關(guān)系806040200 6502.242合適的停留時(shí)間因?yàn)槿魏畏磻?yīng)都需要時(shí)間，所以還原劑

42、必須和NO在合適的溫度區(qū)域內(nèi)有足 夠的停留時(shí)間，這樣才能保證煙氣中的NO還原率。從圖2可以看出：停留時(shí)間從 lOOmS曾加到500ms NO最大還原率從70%上升到了 93%左右。2.243 適當(dāng)?shù)腘H3/NO）摩爾比NH3/NO摩爾比對(duì)N0x還原率的影響也很大。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程，NH/NOx摩爾比應(yīng)該為1,但實(shí)際上都要比1大才能達(dá)到較理想的NO還原率，已有的運(yùn)行 經(jīng)驗(yàn)顯示，NH/NO摩爾比一般控制在1. 02. 0之間，最大不要超過(guò)2. 5。 NH/NO摩爾比過(guò)大，雖然有利于NO）還原率增大，但氨逃逸加大又會(huì)造成新的 問(wèn)題，同時(shí)還增加了運(yùn)行費(fèi)用。50403530252015105051L52

43、25爾比圖3 NCX還原率與NH昇N5摩爾比的關(guān)系圖為N0還原率與NH/NOx摩爾比的關(guān)系圖，從中可以看出，當(dāng) NH/NOx 摩爾比小于2,隨NH/NO摩爾比增加NO還原率顯著增加，但NH/NO摩爾比大于2后，增加就很少801L .70605040302010010氨逃逸圖4 NCX還原率與氮逃逸率的關(guān)系圖為NO還原率與氨逃逸率的關(guān)系圖，可以看出，NH/NO摩爾比增加，NHx還原率增加，但氨逃逸率也增加了。2.2.4 . 4還原劑和煙氣的充分混合NH兩者的充分混合是保證充分反應(yīng)的又一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵，是保證在適當(dāng)?shù)?/ NO摩爾比下得到較高的Nc還原率的基本條件之一只有在以上四方面的要求都滿足的條件

44、下，NOX兌除才會(huì)有令人滿意的效果。 大型電站鍋爐由于爐膛尺寸大、鍋爐負(fù)荷變化范圍大，從而增加了對(duì)這四個(gè)因素 控制的難度。國(guó)外的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，應(yīng)用于大型電站鍋爐的SNC的NO還原 率只有25%40%。111-* L- .一105420圖5 N6還原率與鍋爐容flt的關(guān)系圖為美國(guó)環(huán)保署Daniel C . Mussatti等人所做的NO還原率與鍋爐容量之間 關(guān)系的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從中可以看出，隨著鍋爐容量的增大，SNC 的 NO還原率呈下降的趨勢(shì)。以上四個(gè)方面的因素都涉及到了 SNC還原劑的噴射系統(tǒng)，所以在SNCR 中還原劑的噴射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。2.2.5 SNCR工藝的經(jīng)濟(jì)性分析

45、SNC工藝以爐膛為反應(yīng)器，可通過(guò)對(duì)鍋爐的改造實(shí)現(xiàn)，建設(shè)周期短，投資成 本和運(yùn)行成本與其它煙氣脫硝技術(shù)相比都是比較低的，適合于對(duì)中小型鍋爐的改 造。對(duì)于電站鍋爐，投資成本依據(jù) NOX0放濃度的不同在$515/kW之間，假如 考慮到電廠輔機(jī)系統(tǒng)的改造，最大的投資成本要達(dá)到 $ 20/kW對(duì)相同型式的鍋 爐，平均投資成本隨著鍋爐尺寸的增加而減少。由于具體情況不同N0X勺脫除成本大概在$4002 000/1之間。對(duì)于電站鍋爐來(lái)說(shuō)，影響脫除成本的因素有：煙 氣中的NOX勺含量、要求的脫除率、鍋爐尺寸、容量因子、熱效率、改造的難易 程度和工程設(shè)備的使用壽命。用均化成本表示的SNC的成本大概在0. 53.5

46、mill/kW- h（美厘/千瓦時(shí)）之間。表1為國(guó)外電廠已運(yùn)行SNC脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。ti/(xir!)! /(»)(SS/W)'mills/U! (IS/N 恥 H#mtI (xir1)1006S01811401«L55淋細(xì)1嚼111 '300UIM5300n ;H482015:1033<lfl9607?i<5110370釁15-18I. MJ7炯刑<10 ,為了最大的減少對(duì)鍋爐正常運(yùn)行的影響，SNC系統(tǒng)的準(zhǔn)備安裝可在68周內(nèi) 完成，然后利用計(jì)劃內(nèi)3天停爐時(shí)間徹底完成。226 SNCR技術(shù)在各國(guó)的應(yīng)用SNC是一項(xiàng)成熟的技術(shù)。1974年在日

47、本首次投入商業(yè)應(yīng)用，到目前為止，全 世界大約有300套SNC裝置應(yīng)用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、市政垃圾焚燒爐和其它 燃燒裝置。在美國(guó)，SNC的首次商業(yè)應(yīng)用是1988年南加州的一家石油精煉廠的鍋 爐。到今天，SNC的商業(yè)應(yīng)用以及全尺度的示范工程已經(jīng)運(yùn)用于燃用各種燃料的 所有類(lèi)型的鍋爐中，其中有30個(gè)電站鍋爐應(yīng)用了 SNC技術(shù)，容量總共約為7100MWV 其中有5個(gè)機(jī)組的容量超過(guò)了 600MWV最大容量達(dá)到了 640MW/在德國(guó)，sNcF主要 應(yīng)用予的市政廢物焚燒爐上。此外20多個(gè)燃燒重油的快裝鍋爐也使用了 SNCR在 瑞典，Linkoping P1地區(qū)的供熱站的燃煤鍋爐使用SNCR煙氣中的NO含量為

48、300 -350 X 103時(shí)可降低65%的排放。在捷克，1992年以來(lái)，為了滿足新的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 的要求，5個(gè)燃煤鍋爐安裝了 SNC系統(tǒng)。在韓國(guó)，1999年9月韓國(guó)電力公司的250MW 的B&V對(duì)沖燃燒燃煤鍋爐上安裝了 SNCR在煙氣中的NO含量為400X106時(shí)，還 原率為40 %,氨逃逸率為15X 10-6。在中國(guó)臺(tái)灣，中鋼公司動(dòng)力工廠的一個(gè) 55MW 的美國(guó)CE公司燃煤鍋爐安裝了 SNCR在煙氣中NO含量為300X 10-6時(shí)可得到43%的還原率，同時(shí)氨的逃逸小于10X10-6 o227 SNCR的應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問(wèn)題 SNC工藝中氨的利用率不高，為了還原NQ必然使用過(guò)量的氨，容易

49、形成 過(guò)量的氨逃逸。氨的逃逸造成環(huán)境的污染并形成氨鹽可能堵塞和腐蝕下游設(shè)備。 形成溫室氣體N2O,研究表明用尿素作還原劑要比用氨作還原劑產(chǎn)生更多 的NO 如果運(yùn)行控制不適當(dāng)，用尿素作還原劑時(shí)可能造成較多的cO排放。這是因 為低溫尿素溶液噴人爐膛內(nèi)的高溫氣流引起淬冷效應(yīng)，造成燃燒中斷，導(dǎo)致 CO 排放的增加。 在鍋爐過(guò)熱器前大于800C的爐膛位置噴人低溫尿素溶液，必然會(huì)影響熾 熱煤炭的繼續(xù)燃燒，引發(fā)飛灰、未燃燒碳提高的問(wèn)題。2.3 SNC技術(shù)與其它技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用由于電站鍋爐爐膛尺寸大及負(fù)荷變化，造成單獨(dú)使用SNC的NOX兌除效率低 (<50 %)，而氨的逃逸卻較高(>10 X 10_

50、6)，所以目前國(guó)外大型電站鍋爐單獨(dú)使用 SNC的不多，絕大部分是SNC技術(shù)和其他脫硝技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。2.3.1 SNCR/SCR 混合脫硝技術(shù)(SNCR/SCR Hybrid Process)氨逃逸率的要求限制了 SNCR的脫硝效率，但在SNCR/SCF系統(tǒng)里，SNCR 所產(chǎn)生的氨可以作為下游SCR的還原劑，由SCR進(jìn)一步脫除NO,同時(shí)減少了 SCR的催化劑使用量，降低了成本。在美國(guó)南加州使用該系統(tǒng)的燃煤鍋爐的 NOx ; 脫除率可達(dá)到7092%,在新澤西州液態(tài)排渣燃煤鍋爐可達(dá)到 90%，氨逃逸在2 X 10-6以下。SCR和SNCF相g同，都是在一定溫度下，加入煙氣中的氨或尿素溶液等與 NO

51、x 發(fā)生還原反應(yīng)，生成無(wú)害的氮?dú)夂退?，不同之處是前者有催化劑的參與， 而催化 劑的參與降低了反應(yīng)溫度窗(由不加催化劑時(shí)的8001 100 C降至300400C 或更低)，并提高了反應(yīng)效率。傳統(tǒng)SNCR/SCI混合法工藝具有兩個(gè)反應(yīng)區(qū)，通過(guò)布置在鍋爐爐墻上的噴射 系統(tǒng)，首先將還原劑噴人第一個(gè)反應(yīng)區(qū)鍋爐爐膛， 在高溫下尿素溶液與煙氣 中 NO 發(fā)生非催化還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)初步脫氮；并且在鍋爐高溫下產(chǎn)生的逃逸氨與鍋爐煙氣混合，進(jìn)入第二個(gè)反應(yīng)區(qū) SCF反應(yīng)器，在催化劑的作用下，氨氣和 NOx進(jìn)行化學(xué)還原反應(yīng)，生成無(wú)害的氮?dú)夂退?。SNCR/SCR混合脫硝技術(shù)則是在傳統(tǒng)的混合法工藝基礎(chǔ)上，采用特殊的尿素噴 射

52、布置設(shè)計(jì)和流場(chǎng)混合技術(shù)，能更好地控制 SNCR段尿素噴射方式，改善SNCR 逃逸氨的分布，降低還原劑的消耗量，對(duì)NO）終端排放值的檢測(cè)與控制也更加靈 敏，可以有效消除傳統(tǒng)混合法經(jīng)常出現(xiàn)左右兩側(cè)煙氣NOx排放的不平衡的現(xiàn)象，達(dá)到脫硝過(guò)程高效低耗的目的，是一種改進(jìn)型混合脫硝工藝。尿素補(bǔ)充噴射尿素補(bǔ)充SNCR噴射器SNCRV 一f鍋爐fIT小尺寸尿素溶液催化劑去空預(yù)議2.3.1改進(jìn)型的混合法工藝相對(duì)傳統(tǒng)的混合法工藝的主要區(qū)別：通過(guò)尿素補(bǔ)充噴射器補(bǔ)充后端SCR氨需量的不足，因此SNCR的氨逃逸率 可以要求較小，從而降低整個(gè)混合工藝的還原劑消耗量。SCR的脫硝效率的設(shè)計(jì)不受氨逃逸量的限制，真正實(shí)現(xiàn)超過(guò)

53、SCR脫硝效率的設(shè)計(jì)極限值，使得 SNCR/SCR混合應(yīng)用后的脫硝效率可以達(dá)到更高，可以使用在諸如W型火焰的鍋爐上。采用特殊的流場(chǎng)混合器/導(dǎo)流板設(shè)計(jì)，使煙氣/氨氣在較短的煙道內(nèi)進(jìn)行 混合，設(shè)計(jì)施工容易實(shí)現(xiàn)。對(duì)NOx終端排放值進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制方法更有效。2.3.2 改進(jìn)型混合法工藝與 SCR 工藝對(duì)比的特點(diǎn)：改進(jìn)型混合工藝可獲得與 SCR 工藝一樣甚至更高的脫硝率，且工程造價(jià)和 運(yùn)行成本更低；有效減少催化劑用量，且催化劑的壽命一般為35年，之后就必須進(jìn)行再生或更換，因此混合法可明顯減少催化劑的回收處理量；不需要設(shè)置靜態(tài)混合器、 AIG ，無(wú)需加長(zhǎng)煙道，催化劑用量減少也使得反應(yīng)器體積小，因 此混

54、合法脫硝對(duì)空間適應(yīng)性強(qiáng)，適用于很多空間受限制的改造項(xiàng)目；脫硝系統(tǒng)阻力小， 系統(tǒng)壓降將大大減小， 從而減少了引風(fēng)機(jī)改造的工作量， 也降低了運(yùn)行 費(fèi)用；由于減少了催化劑使用量，SO2/SO3轉(zhuǎn)化所引起的腐蝕和ABS阻塞問(wèn)題 明顯減少 ；前端 SNCR 的設(shè)計(jì)無(wú)需考慮氨逃逸， 有助于提高 SNCR 階段的脫硝效 率；尿素溶液可以直接噴射進(jìn)入鍋爐， 不需要尿素?zé)峤狻?尿素水解等復(fù)雜的還原 劑分解系統(tǒng)，降低工程建造成本，并減少占地，降低安全隱患 .2.3.2 SNCR和低NO燃燒器的聯(lián)合應(yīng)用2001年的美國(guó)的一份政府科技報(bào)告稱：B&w公司和其他兩個(gè)研究機(jī)構(gòu)正聯(lián)合 開(kāi)發(fā)一種適用于大多數(shù)煤種的超低NO燃燒器和SNC的聯(lián)合脫硝技術(shù)，它的運(yùn)行 和建設(shè)成本約為SCR勺一半，但NO的排放可達(dá)到SCR勺標(biāo)準(zhǔn)。2.3.3 SNCR 和再燃燒技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用在