垃圾焚燒電廠SNCR系統(tǒng)氨逃逸影響因素探究及控制方法

陳庚

摘要：生活垃圾的焚燒發(fā)電，其有著小占地面積、垃圾明顯減量化、能源回收等相關(guān)特點，近幾年發(fā)展迅速，而其內(nèi)部SNCR系統(tǒng)氨逃逸相關(guān)影響因素逐漸成為相關(guān)技術(shù)人員重點研究課題。故本文主要分析垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)氨逃逸相關(guān)影響因素及其控制方法，僅供參考。

關(guān)鍵詞：SNCR系統(tǒng);電廠;垃圾焚燒;氨逃逸;影響因素;控制方法;

前言

垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)實際運行過程，往往潛在著氨逃逸各項影響因素，若不加以控制，則必然會威脅到垃圾焚燒電廠整體生產(chǎn)運行穩(wěn)定性。對此，全面了解垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)氨逃逸相關(guān)影響因素，有效把握及運用科學(xué)有效的控制方法較為重要。

1影響因素

1.1 試驗分析基本條件

為將SNCR脫銷效率提升，NH3投加量需適當(dāng)增加。因受SNCR系統(tǒng)工藝限制，無法持續(xù)脫銷反應(yīng)，需有一定量NH3的逃逸現(xiàn)象存在。此次試驗主要對于垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)氨逃逸相關(guān)影響因素實施討論分析，下列為此次試驗分析條件：一是，入爐垃圾的發(fā)酵時長應(yīng)確保相接近，借助抓斗有效實施混合攪拌，讓入爐垃圾熱值接近于性質(zhì);二是，還原劑尿素的輸送泵設(shè)流量40kg/h，經(jīng)除鹽水予以計量稀釋，確保噴嘴部位尿素溶液維持5%濃度，還原劑的投入量無變化發(fā)生;三是，出口煙氣當(dāng)中氧氣含量維持6%～7%范圍。試驗分析過程，焚燒爐穩(wěn)定燃燒，負荷把控至80%范圍[1]。

1.2 具體分析

1）在燃燒溫度因素層面

通過對焚燒爐內(nèi)部負荷調(diào)整，實現(xiàn)對整爐內(nèi)部溫度的調(diào)整。調(diào)節(jié)負荷期間，對噴槍位置溫度實施同步記錄。著重考慮到煙氣流速及噴槍到CEMS距離，在延遲約150s后，對煙氣的排放口處NOX及NH3濃度實施詳細記錄。經(jīng)實驗分析可了解到，還原劑實際投加量與過剩氧量處于穩(wěn)定狀態(tài)，NOX排放濃度伴隨焚燒溫度變化呈先降后升態(tài)勢，其濃度為79.4～235mg/Nm3范圍。NOX排放濃度在881℃情況下出現(xiàn)了最低點，排放濃度即為79.4mg/Nm3。Nm3逃逸伴隨焚燒溫度提升呈降低趨勢，焚燒溫度處于850～870℃條件下，Nm3的逃逸濃度>10mg/Nm3;焚燒溫度>1050℃，Nm3的逃逸濃度基本上為零，這可能是因伴隨焚燒溫度持續(xù)提升，對生成NOX較為有利，反應(yīng)向著NH3逐漸分解成為NOX方向發(fā)展著。經(jīng)此次試驗分析可初步判斷為脫硝反應(yīng)過程當(dāng)中，溫度反應(yīng)最佳窗口范圍是950～980℃。

2）在過剩空氣因素層面

維持以上試驗條件溫度，經(jīng)調(diào)節(jié)焚燒爐的一次/二次風(fēng)機內(nèi)部變頻裝置，實現(xiàn)對焚燒爐內(nèi)部氧氣濃度的調(diào)整，對煙氣的排放口部位氧氣、NH3、NOX等濃度實施詳細記錄。還原劑處于溫度投加量條件下，NOX實際排放濃度伴隨著過剩空氣持續(xù)增長而呈提升狀態(tài)，其濃度處于161～205mg/Nm3范圍。NOX實際排放濃度處于煙氣6%含氧量情況下呈最低點，排放濃度即為161mg/Nm3。NH3逃逸伴隨含氧量>10%，NH3的逃逸濃度基本為零，這可能是因伴隨氧氣含量逐步升高，對NOX生成較為有利，反應(yīng)向著NH3逐步分解后NOX方向發(fā)展。此次試驗分析可初步判斷該脫銷反應(yīng)理念過剩氧量約為7%[2]。

3）在還原劑的投加量因素層面

維持試驗分析條件當(dāng)中一與三穩(wěn)定，經(jīng)對還原劑的尿素溶液相應(yīng)輸送泵及除鹽水的計量泵流量調(diào)整，確保入爐的尿素溶液維持5%濃度，對入爐的尿素溶液實際流量實施動態(tài)調(diào)節(jié)。經(jīng)試驗分析可了解到，過剩的空氣量處于穩(wěn)定狀態(tài)，NOX排放濃度會伴隨著還原劑實際投加量增長呈先降后升趨勢，濃度為132～288mg/Nm3范圍。實際排放濃度于18kg/h尿素的投加量情況下出現(xiàn)最低點，排放濃度即為161mg/Nm3，NOX此時濃度為500mg/Nm3，氨氮比例約1.5倍。NH3逃逸伴隨尿素實際投加量提高而呈升高趨勢，尿素為32kg/h投加量情況下，NH3實際逃逸濃度可達14.31mg/Nm3，這可能是因伴隨還原劑的尿素實際投加量持續(xù)增長，反應(yīng)向著N2方向發(fā)展，余下未參與到反應(yīng)過程NH3量明顯增加。此次試驗分析可判定，整個脫銷反應(yīng)過程理想氨氮比為1.5。

2控制方法

垃圾焚燒所產(chǎn)生NOX濃度一般為450～600mg/Nm3，為滿足于生活垃圾的焚燒污染現(xiàn)行控制標(biāo)準(zhǔn)，就需高度重視對垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)氨逃逸問題實施有效控制，在控制方法上可通過脫銷設(shè)施合理安設(shè)實現(xiàn)對NOX排放的有效控制。垃圾焚燒電廠項目當(dāng)中，對垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)氨逃逸問題有效控制是以低氮燃燒及DSCR、SNCR末端控制為主要方法。

低氮燃燒有效控制科學(xué)技術(shù)方法，對燃燒過程所有過剩空氣及其燃燒溫度實施有效控制，其與焚燒爐實際爐型有效密切聯(lián)系。過剩空氣低系數(shù)的燃燒法或兩段燃燒方法，燃燒過程所剩余氧含量以可得以減少，NOX產(chǎn)生可得以降低;借助噴水或者是煙氣的再循環(huán)科學(xué)技術(shù)方法，燃燒溫度可得以降低，NOX產(chǎn)生可實現(xiàn)有效控制。以上控制方法可以與爐排爐及流化床鍋爐選型結(jié)合應(yīng)用。但NOX只是作為垃圾焚燒所需控制大氣的污染物，垃圾焚燒整個過程還需對二噁英、重金屬、酸性氣體實施有效控制，較高溫度及足夠氧含量屬于二噁英的排放控制最具有效方式。故借助低氮燃燒科學(xué)技術(shù)方法，對NOX實施控制具體應(yīng)用過程往往會受限。DSCR、SNCR末端控制這兩種方法，都是借助還原劑及燃燒過程所產(chǎn)生NOX反應(yīng)，實現(xiàn)對NOX排放有效控制，主要區(qū)別為是否借助催化劑將反應(yīng)溫度降低[3]。因垃圾焚燒電廠整個工藝當(dāng)中，煙氣凈化式布袋除塵裝置出口處煙溫度為150℃范圍，無法滿足于SCR實際反應(yīng)溫度要求，需對煙氣實施預(yù)熱處理，重新選定催化劑具體安設(shè)位置，也可實施低溫式催化劑開發(fā)運用，故具體應(yīng)用過程往往會有些受限。SNCR末端控制這種方法能夠直接向著爐膛內(nèi)部投加一定量的還原劑，此項控制技術(shù)方法運用經(jīng)濟性及成熟度提升，脫銷率雖并不是較高，但可確保達標(biāo)排放，故SNCR末端控制技術(shù)方法現(xiàn)階段被廣泛運用至垃圾焚燒電廠當(dāng)中，實現(xiàn)對SNCR系統(tǒng)氨逃逸相關(guān)影響因素有效控制。

3結(jié)語

綜上所述，垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)，燃燒溫度、過剩空氣、還原劑的投加量均氨逃逸的重要影響因素，若想實現(xiàn)對各項影響因素的有效控制，就需注重SNCR末端控制技術(shù)方法深入研究及應(yīng)用，以便于更好地發(fā)揮此控制方法作用，實現(xiàn)對垃圾焚燒電廠內(nèi)部SNCR系統(tǒng)氨逃逸各項影響因素有效把控，維持垃圾焚燒電廠可靠穩(wěn)定的生產(chǎn)運行狀態(tài)。

參考文獻：

[1]郭維.火力發(fā)電廠脫硝自動控制系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2020，17（012）：211-212.

[2]朱愉潔，韓元，袁東輝.CFB鍋爐SNCR煙氣脫硝氨逃逸的控制手段[J].電力科技與環(huán)保，2020，36（002）：410-411.

[3]朱傳強，胡利華，沈宏偉，等.生活垃圾焚燒選擇性非催化還原（SNCR）的工程試驗研究[J].工程熱物理學(xué)報，2020，41（018）：716-717.