燃煤工業鍋爐煙氣脫硝改造技術概述

李彬芳?鄭元飄

摘 要 現當今，隨著人們對生活水平的提高，人們對環保呼聲的日益高漲，在燃煤工業鍋爐的生產過程中，通過相應的環保技術引入，確保燃煤工業鍋爐的煙氣排放能夠符合環保排放標準。其中煙氣脫硝技術的運用，對于燃煤工業鍋爐充分實現脫硝目標有積極作用。在論文的研究上，選擇的是選擇性非催化還原法煙氣脫硝技術（SNCR），結合對該技術的深入分析，就目前燃煤工業鍋爐煙氣脫硝的操作技巧展開了研究和探討。

關鍵詞 燃煤工業;鍋爐煙氣;脫硝改造技術

引言

在我國，燃煤工業鍋爐廣泛運用于各種工業生產之中，其數量較多，分布較廣。每年我國的燃煤工業鍋爐消耗標煤約四億噸，約占全國煤炭消耗總量的四分之一左右，產生了大量的煙塵、二氧化硫及氮氧化物。隨著環境保護重視程度的不斷提高，燃煤工業鍋爐的尾氣污染治理問題已經成為環保問題治理的重要內容。目前大部分的燃煤工業鍋爐已經配備了除塵脫硫設備，但未安裝相應的脫硝裝置，需要進行脫硝改造。如何在保證脫硝效果的基礎上，降低投資和設備運行的成本，是目前必須予以充分考慮的問題。

1燃煤工業鍋爐煙氣脫硝技術

所謂燃煤工業鍋爐煙氣脫硝技術，指的是為了充分迎合環保的需求，在進行燃煤工業鍋爐生產過程中，針對鍋爐生產過程中所產生的煙氣進行NOx的脫除。通過合理引入處理技術，確保在進行脫硝處理的過程中，能夠有效實現煙氣中NOx含量的削減，從而保障燃煤工業鍋爐生產過程中所排出的煙氣不會對環境造成嚴重的破壞。

1.1 燃煤工業鍋爐煙氣脫硝主要技術

結合目前行業發展現狀來說，燃煤工業鍋爐煙氣脫硝的處理技術主要有干法、濕法、吸附法等不同方式。其中，濕法脫硝處理技術主要是臭氧或其他強氧化劑氧化煙氣中的NOx生成NO2，然后通過濕法脫硫將NO2及SO2同時脫除，該技術的投資成本、運行成本及占地面積都比較大，因此市場競爭力較差。目前市場上常用的脫硝技術主要是干法脫硝技術，分為選擇性催化還原法（SCR）以及選擇性非催化還原法（SNCR）兩種。

1.2 選擇性非催化還原法煙氣脫硝技術的優勢

本文在進行燃煤工業鍋爐煙氣脫硝技術的研究上，采用的是選擇性非催化還原法（SNCR）對煙氣中NOx的脫除。采用這種方式進行煙氣脫硝處理，主要優勢包括：①不需要使用催化劑，因此投資及運行成本較低。②該技術占地面積較小，在處理空間較小的項目時具有很大的優勢。③該技術經過多年的實踐檢驗，充分證實了技術的高效性、穩定性。④通過該技術進行脫硝處理，最終的產出物是水和氮氣，有較高的環保價值[1]。

2脫硝方案的選擇

選取煙氣脫硝工藝遵循以下原則：①NOx排放濃度和排放量滿足有關環保標準;②技術成熟，運行可靠，有較多業績，可用率達85%以上;③對煤種類適應性強，并能夠適應燃煤含氮量在一定范圍內的變化;④盡可能節省建設投資;⑤分布合理，占地面積較小;⑥脫硝劑、水和能源消耗少，運行費用較低;⑦脫硝劑來源可靠，質優價廉;⑧副產物、廢水均能得到合理的利用或處置。SNCR（選擇性非催化還原法）和SCR（選擇性催化還原法）在大型燃煤電廠獲得了較好的商業應用。SCR法和SNCR法的相同點是均采用NH3或尿素作為還原劑，不同點是SCR法反應溫度較低，為320～430℃，需使用催化劑（主要成分TiO2，V2O5，WO3），脫硝效率較高，為70%～90%，氨的逃逸濃度低;SNCR法反應溫度較高，為850～1250℃，無須使用催化劑，脫硝效率較低25%～60%，氨的逃逸濃度高;經綜合比選，該工程75t/h和220t/h循環流化床鍋爐采用SNCR法煙氣脫硝工藝，130t/h煤粉鍋爐采用SNCR–SCR的脫硝工藝，保證高脫硝效率，無論運行幾臺鍋爐都能保證鍋爐匯合后的煙氣達標排放[2]。

3燃煤工業鍋爐脫硝改造工藝流程

目前大部分現有燃煤工業鍋爐已經配備了多管除塵器、布袋除塵器或水膜除塵器，并配備了脫硫吸收塔。因此必須盡量利用現有的除塵脫硫裝置的基礎上增加脫硝裝置，并利用原有的吸收塔同時進行脫硫與脫硝。改造后的工藝流程是：經過除塵后的煙氣通過引風機后、在進入吸收塔之前，將會與臭氧在臭氧反應器內進行充分的氧化反應，從而將NO氧化為高價態氮氧化合物后，再輸送至吸收塔內進行反應，從而達到脫除煙氣中SO2和NOx的目的，最后經過除霧器脫水后，煙氣輸送至煙囪排放。在整個煙氣脫硫脫硝的過程中，所產生的硝酸鹽和硫酸鹽將會進入循環池[3]。

4臭氧氧化同時脫硫脫硝的主要影響因素

4.1 O3/NO摩爾比

從實驗研究的結果進行分析發現，當O3/NO摩爾比≤1時，NOx的脫除效率相對較低，約為50%左右。因此，在實際的脫硝過程中，通常選擇O3/NO摩爾比>1，因為NO氧化度過低將會對NOx的脫除工作產生不利的影響，反之如果臭氧對NO氧化度較高，則NOx的脫除效率可達90%以上。實際運行時，可以通過調節臭氧的產生量來達到預期的脫硝效率。

4.2 反應溫度

除塵器后部、吸收塔前端的煙氣溫度一般在100～150℃左右，該溫度為臭氧脫硝的合適溫度。此時臭氧的分解率較低、實際的生存時間將會大于NOx的動力學反應時間，有利于氧化反應順利進行。

4.3 吸收液及吸收塔

目前燃煤工業鍋爐的濕法脫硫常用石灰/石灰石—石膏法、雙堿法等。這些脫硫工藝的洗滌吸收液在脫硫的同時也能吸收NOx。但是，因為煙氣中的NOx增加了吸收塔的負荷，原有的吸收塔必須進行技改，增加噴淋層層數或者增加吸收液的循環水量，才能保證脫硝和脫硫正常運行。

5結束語

由于在工業鍋爐生產的過程中會有大量煙氣產生，且煙氣中有較多的NOx含量，所以也導致其煙氣的排放必然會對環境造成嚴重污染。本文在研究過程中就選擇性非催化還原脫硝技術（SNCR）在燃煤工業鍋爐煙氣脫硝處理上的技術應用和價值進行了分析，通過分析證實了該技術在煙氣脫硝處理上有突出的應用前景。通過本文研究，也為更多燃煤工業鍋爐合理引入選擇性非催化還原法（SNCR）進行煙氣脫硝處理提供了一些借鑒。

參考文獻

[1] 火電廠大氣污染物排放標準：GB13223-2018[S].北京：中國標準出版社，2018.

[2] 田啟明.大中型燃煤鍋爐脫硝改造技術選擇分析[J].中國化工貿易，2017，（33）：131-132，135.

[3] 楊忠燦，文軍，徐黨旗.燃煤鍋爐的選擇性催化還原煙氣脫硝技術[J].廣東電力，2017，19（2）：13-17.