燃煤鍋爐煙氣脫硝技改研究與實踐

趙 軍

(太原市熱力公司，山西 太原 030013)

燃煤鍋爐煙氣脫硝技改研究與實踐

趙 軍

(太原市熱力公司，山西 太原 030013)

對燃煤鍋爐煙氣脫硝技術進行了分析，指出了燃燒前脫硝技術、燃燒中脫硝技術、燃燒后脫硝技術的特點及適用性，并闡述了低氮燃燒系統技改、SNCR系統技改、SCR系統技改的具體工藝流程，指出在應用SCR脫硝技術改造之后，系統的脫硝效率達到了85%，取得了良好的脫硝效果。

燃煤鍋爐，煙氣脫硝，技改實踐

1 概述

在我國社會與經濟不斷發展的同時，環境污染問題也變得越來越嚴重，環保形勢變得更加嚴峻。燃煤鍋爐所排放的煙氣之中，含有較多的NOx物質，這些污染物質排入大氣之后，會造成較為嚴重的大氣污染問題，并且還會導致以氮氧化合物為主的酸雨出現，所以，對于燃煤鍋爐脫硝改造工作是一項極為重要的工作。而在我國環保標準不斷提升的過程中，所使用的脫硝技術也在不斷改進，因此，對燃煤鍋爐煙氣脫硝技改是極為重要也是十分必要的一項工作。

2 燃煤鍋爐煙氣脫硝技術

2.1 燃燒前脫硝技術

其是在燃煤發生燃燒反應之前通過一定的脫氮工藝之后，將燃煤中氮元素有效的去除，從而確保煙氣中含氮量減少，實現煙氣脫硝的目標。根據目前的技術工藝而言，此種脫硝方式在實際應用過程中存在的難度相對大，同時所需成本也非常高，因此，該種脫硝技術目前僅僅是脫硝研究的一個方向，其在實際過程中的應用還非常少，有待進一步的研究與實踐。

2.2 燃燒中脫硝技術

燃煤燃燒將形成大量的氮氧化合物，因此，要是能夠在此階段之中采用相應的脫硝技術，便能夠取得很好的脫硝效果。此時期應用脫硝技術主要為低氮脫硝技術，其關鍵在于有效降低燃燒過程中產生的NOx物質，通常都能夠減少大約30%的NOx物質，從而達到脫硝目的。此階段所采用的脫硝技術相對來說較為簡單，所需成本也非常少，并且相關設備占地面積非常小，因此，在燃煤鍋爐脫硝技改過程中應用較為普遍。但是，我們應當認識到，確保煙氣之中NOx含量有所減少，但是無法徹底的解決煙氣脫硝問題。

2.3 燃燒后脫硝技術

目前，燃煤鍋爐所使用的脫硝技術主要包含有兩種不同類別，其一是SCR脫硝技術，其二是SNCR脫硝技術，相對來說SCR脫硝技術的應用范圍較為廣泛。SCR技術應用的是選擇性催化還原方法，其是在相應催化物質持續作用之下，把氨噴到溫度為300 ℃～400 ℃煙氣之中，將煙氣之中所包含的氮氧化合物還原，將這些有毒害作用的物質轉變成為水以及氮氣。此種技術屬于一種爐后脫硝技術，依照目前的發展情形看，此種脫硝技術屬于現階段較為成熟的一種脫硝技術，該種脫硝技術的效率也相對高，另外此種技術的成本消耗也相對少。SNCR技術則無需催化物質的作用，直接將還原性物質噴射在溫度約為1 000 ℃的爐膛之內，確保還原物質能夠在高溫的環境中非常迅速發生熱解反應，從而得到NH3，所生成的NH3會與煙氣之中包含的氮氧化合物進一步反應，形成沒有毒害作用的水和氮氣。SNCR技術中所使用到的還原物質通常為氨、尿素以及氨水等。

3 鍋爐煙氣脫硝技改實踐分析

我們對于環境保護越來越重視，也要求要全面的對燃煤鍋爐進行脫硝技改工作，目前，燃煤鍋爐脫硝技改實踐主要體現在下列幾方面。

3.1 低氮燃燒系統技改

1)燃燒裝置改造。以往所采用燃燒裝置其風口位置的結構存在一定不足，要想進一步的提升脫硝效率，則應當把燃燒裝置改造成低氮燃燒裝置，另外，鍋爐一次風輸送口結構也能夠改成鈍體燃燒裝置，如此便能夠產生卷吸效果，確保煤粉燃料能夠和空氣更加充分接觸，確保低氧燃燒能夠順利進行。并且，也能夠把二次風輸送口結構劃分成不同的窗口，并且加設上導向葉片裝置，如此便能夠產生“風包粉”效果，這樣可以有效的防治水冷壁位置發生結焦問題，同時還能夠確保表面更加清潔，也能夠進一步改善輻射換熱的效果。

2)燃盡風系統改造。能夠在主燃燒裝置之上加設相應孔洞，將燃盡風噴嘴安裝在上面，如此便可以有效的減少主燃燒裝置風量，從而達到低氮燃燒的效果，還可以把氮氧化合物更加高效的轉變為水與氮氣，以達到脫硝的目標。

3.2 SNCR系統技改

1)蒸汽系統改造。采用SNCR技術進行系統脫硝技改過程中，經常性發生氨無法均勻分布的現象，此時能夠對蒸汽系統進一步的加以改造，比如，設置蒸汽擾動結構，并且在過熱裝置豎向方向上開孔，如此便可以利用蒸汽噴嘴裝置有效的擾動煙氣，確保氨能夠更加均勻的分布于煙氣之中，從而有效的改善脫硝效果。

2)噴槍結構改造。在鍋爐外部能夠加設上噴槍的混合裝置，另外，也能夠針對噴槍霧化方式進一步加以優化處理，如此便可以很好的避免噴槍結構發生泄露事故，避免出現噴槍漏流問題。還能夠通過調節水冷壁結構和噴槍結構之間夾角大小，確保噴槍進一步的下傾，在確保噴槍結構不會遭受高溫損壞前提之下，盡可能將噴槍深入爐膛之中。

3)水冷壁彎管改造。水冷壁彎管結構的位置是在噴孔位置下方，能夠在這一位置處加設上不銹鋼材質的護板結構，另外，在外部還能夠設置上耐火材料，這樣當SNCR系統停止運行階段，便可以有效的避免水冷壁結構和漏流液體發生接觸，如此能夠最大限度避免銹蝕問題發生。

3.3 SCR系統技改

1)煙氣流程。在SCR系統之中，需要煙氣達到300 ℃～400 ℃的溫度值，所以，能夠針對反應器裝置加以改造，將其設置在預熱裝置以及省煤器裝置的中間，如此便能夠保證煙氣的溫度超過350 ℃，便可以保證脫硝效率進一步的提升。讓煙氣經過脫硝處理之后會由預熱裝置進行回收，然后在經過煙氣脫硫系統處理之后將煙氣排放至空氣中。采用上述技改方法能夠進一步的提升SCR反應效率，確保脫硝效果進一步的改善。

2)SCR反應裝置。反應裝置前部位置處設置相應的耐磨層，如此便可以避免飛灰沖刷催化劑，進一步的提升脫硝效率。要想確保SCR反應能夠達到理想效果，在每一個鍋爐中均能夠加設兩個反應裝置，單個反應裝置能夠設置成三層結構。要想達到SCR反應的要求，在反應裝置之中還需要加設支撐部件，確保其可以承受鍋爐內部的壓力作用以及煙塵的負荷作用等，這樣才可以保證脫硝工作能夠順利完成。

3)氨噴射。混合裝置以及管道屬于氨和空氣發生混合作用的重要空間，并且也會對SCR反應起到極為關鍵的作用，通過利用流體動力可以確保兩者之間更加充分的實現混合。所以，氨噴射是極為重要的裝置，在該裝置之中應當包含有供應箱部件、噴霧格柵結構以及噴孔部件等等。噴射裝置還需要進行自動調控改造處理，確保其可以實時分析氮氧化合物濃度值，還能夠實時的對噴出氨數量加以調控，確保氨和煙氣之間能夠更加充分接觸，進一步的提升脫硝效率。

以我公司燃煤鍋爐脫硝技改為例，為了進一步響應國家提出的“節能減排”號召，我公司與2016年5月對燃煤鍋爐開展低氮燃燒裝置的技改工作，并于2017年年初完成了脫硝技改工作。在脫硝技改之中利用的是SCR脫硝技術，煙氣入口氮氧化合物的濃度值按照350 mg/Nm3計算，單個燃煤鍋爐中加設上兩個SCR反應裝置，其催化層設置為3層結構，并且將SCR反應裝置設置于預熱裝置和省煤器裝置間。通過此次脫硝技改之后，當入口位置處氧氣氮氧化合物濃度值為350 mg/Nm3情況下，系統的脫硝效率達到了85%，取得了良好的脫硝效果。

4 結語

國內鍋爐煙氣脫硝工藝持續革新與發展，不過，在生態環境逐漸惡化的情況下，還要求需要進一步加強燃煤鍋爐煙氣脫硝技改工作，這對于經濟、社會與環境的和諧發展具有極為重要的意義。

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Researchandpracticeoffluegasdenitrationtechnologyforcoal-firedboiler

ZhaoJun

(TaiyuanThermoticsInc,Taiyuan030013,China)

For coal-fired boiler flue gas denitration technology were analyzed, pointed out that the pre combustion denitration technology, combustion denitration technology, combustion characteristics of denitration technology and applicability, and expounds the concrete process of low NOxcombustion system for technological innovation, technological transformation, SNCR system SCR system transformation process, based on the analysis of denitration transformation after SCR application, the system denitrification efficiency reached 85%, achieved a good effect on removing nitrate.

coal fired boiler, flue gas denitration, technical transformation practice

2017-10-07

趙 軍(1984- )，男，工程師

1009-6825(2017)35-0134-02

X701

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