談150T/H循環流化床鍋爐SNCR脫硝系統改造的優化及應用

孫二慶

摘 要：本文根據焦煤（集團）電冶分公司150t/hCFB鍋爐脫銷項目改造及試運情況，介紹了SNCR脫硝技術的工藝原理和特點，有針對性的設計開發了滿足工藝要求的脫銷系統，并對改造進行了優化，確定了工程設計參數。應用效果表明，脫硝效率達到設計要求，NOx排放量低于國家環保要求200mg/M3。

關鍵詞：脫硝技術；循環流化床；NOx

近年來，我國NOx排放總量還在不斷持續增長，其中70%左右的NOx是由煤燃燒所產生的，因此作為主要燃煤設備的工業鍋爐成為控制N0x排放所關注的焦點。隨著環境治理壓力的增加以及國家環保要求變得越來越嚴格，煙氣排放控制技術迅速發展，目前主要的脫硝技術有選擇性催化還原技術、選擇性非催化還原技術以及聯合脫硝技術。

焦煤（集團）電冶分公司150t/h循環流化床鍋爐是由130t/h煤粉爐改造而成，型號為YG—150/3.82—M6，屬單汽包、自然循環鍋爐，采用由燃燒室、爐膛、旋風分離器、返料器組成的循環燃燒系統，脫銷采用的是以尿素為還原劑的非催化還原技術。

一、SNCR脫硝工藝原理、特點及流程圖

（1）SNCR脫硝工藝原理：SNCR脫硝工藝是利用爐膛做為反應器，把還原劑如氨氣、尿素稀溶液等噴入爐膛溫度為850一l050℃的區域，還原劑迅速熱分解出NH，并與煙氣中的

NOx進行反應生成N，和H，O。以尿素作為還原劑的主要化學反應為：（NH4）2 CO——2NH2+CO；NH2+No——N2+H20；

CO+NO ——N2+C02。（2）SNCR脫硝技術特點：所需設備占地面積小，且相對于SCR設備簡單，施工量減少，縮短了工程實施時間，對于改造機組而言，在場地限制較大的情況下更便于工程實施；SNCR在于脫硝過程中不使用催化劑，且不導致

SO2/SO3氧化，造成空預器堵塞的機會非常小； SNCR？工藝整個還原過程在鍋爐內部進行，不需要另外設立反應器；適合老電廠的改造。（3）我公司脫銷系統圖及主要工藝設備參數。我公司脫銷系統的組成主要有尿素供應站、稀釋計量模塊、爐前噴射模塊、自動控制系統等組成。

二、尿素溶液的配置

尿素溶液配制系統主要由尿素儲區（建筑面積54 m2，實際堆放面積約40 m2，按一天尿素耗量約4T，80袋考慮，儲量約

10-12天）、一個溶解罐（25m3），二個尿素溶液儲存罐（2×45m3）以及相應的輸送模塊組成。將尿素固體加入尿素溶解罐中配制成40%濃度的尿素溶液，輸送到尿素溶液儲罐儲存。

三、尿素溶液的輸送

為了將40%濃度尿素溶液稀釋成5-10%濃度尿素溶液，根據液路和水路上流量計讀數，分別調節液路和水路電動調節閥開度，調整進入混合器的尿素量和稀釋水量。使液路泵流量和水路泵流量控制在一個合適比例范圍。稀釋成5-10%濃度的尿素溶液經過混合器到分配噴射模塊的噴射系統。

四、霧化噴槍

霧化噴槍是脫硝系統的關鍵設備，一般由壓縮空氣系統、液體管路系統、霧化噴槍、套管等組成。我公司脫銷系統以尿素作為還原劑，將噴槍布置在鍋爐出口、分離器入口水平煙道區域，由于這段區域煙溫在850—1050℃之間，是還原煙氣的最佳反應窗口，且煙道狹窄便于尿素與煙氣充分接觸、均勻。每側4支噴槍，噴槍為氣動伸縮式推進裝置，噴槍是否投運和調整由中控操作人員根據鍋爐煙氣中氮氧化物監測數據決定，噴槍定位單支人工可控。

噴槍設計存在的問題及解決辦法：噴槍口附近水冷壁，時間長會引起鍋爐水冷壁的泄漏，被迫停爐。要解決此問題，需采取如下措施：a改進噴射器結構；b改變噴嘴與水冷壁的夾角，使噴槍向下傾斜一定的角度（7°～10°）；c保證噴槍不被高溫燒損的情況下盡可能增加深入深度；d噴槍口下方水冷壁上做好防磨措施；e適當增大噴槍霧化蒸汽壓力。

五、還原劑的選擇

SNCR的還原劑通常選用尿素和氨，但是與氨相比，尿素優點更為突出：A. 不易燃燒和爆炸，運輸、存儲、使用比較簡單安全；B. 尿素揮發性比氨水溶液小，因此在爐膛煙氣中的穿透性號，有利于混合；C. 尿素的溫度窗口比氨水高50℃左右，符合大容量鍋爐的實際要求；D. 尿素溶液比氨水的脫銷率較高。 因此，我公司選擇尿素作為還原劑。

六、應用效果

目前該系統已經投運兩個多月，從各項數據分析，滿足期初設計要求。

結語：隨著環保要求的日益嚴格，眾多電廠鍋爐及其他燃煤裝置迫切需要高效、經濟的脫銷技術。在循環流化床鍋爐分離區采用經濟實用的SNCR脫硝技術可以滿足當今嚴格的氮氧化物排放要求，符合我國的國情。

參考文獻：

[1] 路濤；賈雙燕；李曉蕓 關于煙氣脫硝SNCR工藝及其技術經濟分析[期刊論文]-現代電力 2004（01）