電廠鍋爐脫硝改造技術要點研究

蔡軍良

大唐略陽發電有限責任公司 陜西 漢中 724300

正文：

當今，人們對環境質量也更加的重視，因而環保標準相比以往變得更高。在此背景下，電廠鍋爐脫硝改造項目的進行就很有必要，就目前來看，電廠所應用的脫硝技術大多是SNCR、SCR及低氮燃燒技術，在實際應用中會根據需要的不同而使用不同的技術。通過對當前脫硝技術的分析，本文對其中特點及應用進行了具體的介紹，研究了其主要用途，對電廠鍋爐脫硝技術今后的改造工作有一定的實際意義。

1、電廠鍋爐脫硝技術

1.1 SNCR法脫硝

SNCR脫硝法，是選擇性非催化還原法的縮寫，就此方法來看，其運行時首先在溫度高達850～1100℃的鍋爐中加入各種還原劑，如尿素、液氨等，在高溫的的影響下，尿素會受熱分解和煙氣內的NOx發生反應，產生水和氮氣，從而達到脫硝的目的。通過此方法來進行脫硝，其系統內包含鍋爐內噴射反應系統、還原劑存儲系統及稀釋供給系統，各系統配合，實現脫硝，以下為其反應原理：

在此脫硝法中，沒有使用催化劑，因而成本較低，此外，其系統裝置的安裝也很簡便，所以基建成本較少，適用于環保指標較低的項目。

1.2 SCR法脫硝

SCR法脫硝，是選擇性催化還原法的簡稱，其主要機理是通過催化劑來作用于還原劑，再和煙氣內的NOx進行反應，在反應過后，生成水及氮氣，實現對NOX排量的降低。在此方法中，用尿素或液氨等還原劑以及鈦基等催化劑，就系統來看，具體包括了電子控制系統、還原劑制備系統以及脫硝反應器等，可以看出，該脫硝系統中有較多的電子系統。該脫硝方法所發生的反應有兩種，分別是有氧與無氧，以下為其反應原理：

有氧時的反應

無氧時的反應

在此脫硝過程中所使用的催化劑中，存在著多種類型，具體為平板式、蜂窩式以及波紋板式。在整個工藝中，煙氣中所產生的顆粒物以及堿金屬等都會對催化劑的活性造成一定影響。通過此方式所完成的脫硝，其效率可達70%-90%，同時脫硝系統也更加安全、穩定，因而在集中供熱鍋爐、熱電聯產爐等方面有著較好的表現。

1.3 低氮燃燒技術

該脫硝方式是爐內脫硝的一種，在低氮燃燒的整個過程中，會涉及到多個部分，即空氣分級燃燒技術、燃料分級燃燒技術以及煙氣再循環技術，這也是組成低氮燃燒的關鍵所在。

其中，就空氣分級燃燒技術來看，它對燃料的燃燒進行了劃分，把其分為第一、二階段，第一階段所燃燒的燃料，主要于缺氧狀態下進行，此過程中空氣量較多，這就造成了燃燒階段NOx量的縮減；第二階段則把其他空氣送入爐膛，之后結合第一階段的煙氣來進行混合。

就燃料分級燃燒技術來看，它對爐膛進行了劃分，根據作用的不同分為了主燃區、再燃區以及燃盡區。三個區域作用不同，功能存在差異，在該技術的運行過程中，首先于主燃區中加進燃料，此過程燃料80%-85%，為了有效形成NOx,必須確保空氣系數超過1；再燃區也同樣如此，但燃料更少，保持在15%-20%之間即可，完成操作后就會產生還原性氣體，從而使NOx轉變為氮氣；之后，把空氣送入燃盡區，確保燃料能夠焚燒殆盡。

此方式脫硝能夠實現對NOx的轉變，其成本較低。同時該技術所使用的設備相對簡單，適合電廠煤粉鍋爐使用。

2、電廠鍋爐脫硝中存在的問題

在電廠鍋爐的脫硝過程中，以上三種方法對煙氣達標排放有很大幫助，但是，在對以上方法的實際應用中，也存在一些問題，使得脫硝效率及質量受到影響。其中，SCR法脫硝時，會出現催化劑失活和逃逸現象，降低了脫硝效率，SNCR法脫硝時，會出現氨應用效率過低的情況，從而導致設備受損，出現環境污染，還會因為反應操作的不合理，使得尿素產生CO2，此外，在溫度大于800℃的過熱器中，噴入低溫尿素溶液，會使煤炭燃燒受到影響，出現飛灰問題，極大的影響了碳的燃盡率。

3、電廠鍋爐脫硝改造

為解決電廠鍋爐脫硝中的各種問題，根據鍋爐及脫硝方法的實際情況，有針對的對其中環節進行改造優化，從而解決問題，實現對脫硝效率的提升。

3.1 鍋爐脫硝工藝改造

通過相關研究可知，燃燒脫硝的實現，通常是利用控制主燃區的空燃比來完成的，所以，在實際脫硝過程中，必須重視對可燃物的排放控制，科學的進行規劃。在脫硝時，應了解燃燒物情況，分析其燃燒情況對SNCR性能所產生的各種影響，特別是在出現的CO質量分數超過1×10-4時，脫硝效率明顯降低。因此，要想有效的對SNCR系統進行改造，一定要對工藝進行科學化的設計，有效減少CO含量，避免其對脫硝工作造成阻礙。

3.2 改造機組主設備

就經濟性及技術可行性的角度對脫硝改造進行考慮，對鍋爐脫硝實施改造時，可以通過對機組主要設備的改造，來實現。目前隨著科學技術的發展，各種新的機組主設備越來越多，因而電廠要據實際情況，更換老舊設備，引進技術含量更高的設備，提升電廠脫硝能力水平。

3.3 改造輔助設備

在電廠鍋爐脫硝過程中，除主設備外，輔助設備的作用同樣不容小覷。所以，在進行改造時，要對輔助設備有足夠的重視，從輔助設備著手改造。根據實際情況，結合煙塵排放標準，考慮電廠中的電袋、布袋式的除塵器是否應該改造。在改造過程中，應采取科學的手段，增加改造設備的質量，使其壽命更長。此外，由于很多電廠在設計脫硝時，缺乏對輔助設備的重視，所以，在進行改造時一定要對輔助設備進行全面的檢查，確保其滿足脫硝要求。

4、結語

總之，煤炭作為我國當前的主要能源，煤對經濟的發展起著巨大作用。但是，電廠鍋爐燃煤所產生的煙氣對環境造成了很大的危害，這是當前必須要重視的問題。所以，在電廠的實際運行中，應從實踐中找尋行之有效的脫硝新工藝，實現脫硝效率最大程度的提升，從而對環境帶來積極影響，避免環境的持續惡化。