“低NOx燃烧+SCR”工艺在火电厂锅炉烟气脱硝处理工程中的应用.docVIP

“低NOx燃烧+SCR”工艺在火电厂锅炉烟气脱硝处理工程中的应用 　　摘要：控制氮氧化物排放主要措施有两种：低NOx燃烧和烟气脱硝，文章介绍“低NOx燃烧+SCR”工艺在某电厂锅炉烟气脱硝中的应用。该工艺对锅炉烟气脱硝处理有广阔的应用前景。 　　关键词：低NOx燃烧；SCR；氮氧化物 　　0前言 　　近年来，我国NOx排放量不断增加，酸雨污染已由硫酸型向硫酸、硝酸型转变，城市大气环境形势依然严峻。通常所说的氮氧化物有多种，N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5，其中NO和NO2是重要的大气污染物。我国NOx的排放量中70%来自煤炭的直接燃烧，电业工业又是我国的燃煤大户，因此NOx的排放量来源是火电发电厂。 　　本篇主要讲述锅炉“低NOx燃烧+SCR”工艺脱硝技术，该工艺是目前应用最广、技术成熟的脱硝工艺。 　　1.低NOx燃烧系统改造 　　低NOx燃烧系统改造目的：在保持锅炉较高的燃烧效率情况下，防止结渣，炉膛出口NOx得到较大幅度地削减。 　　1.1低NOx燃烧系统双尺度燃烧技术 　　改造采用了双尺度燃烧技术，双尺度燃烧技术是一种低NOx燃烧技术，同时兼顾防渣及锅炉效率，煤种适应性更宽。它是采用了炉内燃烧过程的空间尺度与过程尺度全方位优化的复合燃烧技术。 　　空间尺度：采用炉内大空间防结渣技术，是指将炉内燃烧的三维空间在水平方向上分为近壁区和中心区两个区域，同时在垂直方向上分为两个氧化还原区，特点如下： 　　1）采用独特空气分级及一次风分组组合，降低了主燃区的燃烧温度； 　　2）通过独特一二次风射流组合，在炉内形成中心区和近壁区双区燃烧； 　　3）采用专有贴壁风技术，使水冷壁表面始终有足够的氧量分布； 　　4）可实现炉内彻底不结渣、长时间不吹灰。 　　过程尺度：优化煤粉燃烧过程，强调的是炉内燃烧过剩空气系数α分布的差异化，使整个炉内的燃烧由集中扩散燃烧向分散、还原扩散燃烧方向优化，特点如下： 　　1）稳燃型低NOx燃烧器，强化早期着火； 　　2）建立节点功能区，实现燃烧时分区供风，实现小区域内稳燃及抑制NOx生成。 　　3）采用分区优化高度方法，波动给风，焦碳可及时得到燃尽。 　　4）布置适当的可多角度供风主位燃尽风，建立较大的还原区并保证多角度供风实现飞灰可燃物进一步燃尽。 　　1.2 低氮燃烧器各部件特点 　　1）高位燃尽风SOFA喷嘴：喷口由汽缸驱动可以整组上下±20°摆动，水平方向上可左右±10°摆动，用来调节汽温、飞灰及氮氧化物。 　　2）一次风：采用上下浓淡的射流形式，在上、下一次风喷燃器出口形成“高温、高浓度、高氧量”三高区，有利于锅炉燃烧稳定，使燃料燃烧完全。 　　3）上、中二次风增设贴避风，在不影响主气流的情况下，起到防渣、降氮的目的。 　　4）新增一层三次风喷口，降低了原较高的三次风速。三次风喷口加装内缩式稳燃波纹顿体，起到加强燃烧的目的，这样既不会对主燃烧器煤粉气流的燃烧造成明显影响，又可起到压火作用，延长煤粉气流在炉内的燃烧时间。 　　2尾部烟道加装SCR改造 　　2.1 SCR工艺应用情况 　　SCR法是一种燃烧后NOx控制工艺，关键技术是将氨气喷入锅炉燃煤产生的烟气中，把含有NH3的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器，在催化剂的作用下，NH3同NOx发生反应，将烟气中的NOx转化成H2O和N2等过程，脱硝效率可以大于90%。 　　2.2 SCR工艺系统组成 　　SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。 　　2.2.1 SCR反应器本体 　　SCR反应器本体内装有催化剂，当混合好的烟气与氨进入反应器本体后在催化剂的催化作用下，发生氧化还原反应，达到脱硝的目的。 　　2.2.2 氨喷射系统 　　氨喷射系统主要指喷氨格栅，其中母管的数量、位置采用流体力学计算软件模拟，同时，将整个喷氨格栅分成若干区域，有独立的阀门对所在区域的喷氨量进行控制，以达到最佳的NH 3/NOx混合比。 　　2.2.3 SCR吹灰系统 　　本系统采用半伸缩耙式蒸汽吹灰系统和声波吹灰系统，蒸汽吹灰器采用1.1MPa、295℃厂用蒸汽，声波吹灰器采用0.35～0.5MPa压缩空气，使采用相应锅炉的DCS控制。 　　2.2.4还原剂制备系统 　　还原剂是由尿素热解制成氨，然后以一定的压力流出，进入氨/空气混合器进行稀释，最后通过喷氨格栅喷入SCR反应器本体中进行脱硝反应。 　　3、脱硝工程改造对锅炉运行的影响及运行优化 　　3.1燃烧器改造带来的影响 　　1）过热器结焦、积灰加剧 　　低氮燃烧器改造后，造成煤粉燃烧过程拉长，炉膛出口烟温升高，原因是增加了高位燃