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淺談燃油燃氣工業鍋爐煙氣脫硝工藝

       煙氣脫硝技術在火電行業應用較廣,随著環保要求的提高,使用天然氣和油作爲燃料的工業鍋爐的煙氣也需要進行NOx 脫除。本文通過介紹幾種鍋爐煙氣脫硝方式,結合燃油、燃氣鍋爐的結構特點(diǎn),提出合理的适用於(yú)燃油、燃氣鍋爐煙氣脫硝的技術方案。
       1 脫(tuō)硝工藝(yì)
       1.1 低氮燃燒(shāo)法
       決定NOx生成量的因素是燃燒區域的溫度和過(guò)量空氣量。低氮燃燒技術就是通過(guò)控制燃燒區域的溫度和空氣量,以達(dá)到阻止NOx 生成、降低排放量的目的。
低氮燃燒技術分爲:燃燒優化、分級(jí)燃燒技術、煙氣再循環(huán)技術。
燃燒優化技術通過控制燃燒空氣量、保持燃燒器的配風平衡、降低燃料中心的溫度,使燃料型NOx的生成降到最低,從(cóng)而達(dá)到控制NOx排放的目的。
       煙氣再循環技術是将鍋(guō)爐尾部的低溫煙氣返送回爐膛,降低燃燒區域的溫度同時降低燃燒區域的氧的濃度,從(cóng)而降低NOx的生成量。
       根據多年的運行經驗,採(cǎi)用低氮燃燒方式的燃氣鍋(guō)爐的煙氣可降低30%~60%的NOx 生成量。但燃油低氮燃燒器的脫硝效果較差,需要與其它方式的脫硝技術聯合使用。
       1.2 選擇性非催化還(hái)原法-SNCR法脫(tuō)硝工藝
       SNCR利用還原劑在不需要催化劑的情況下,有選擇性的與煙氣中的氮氧化物NOx發生化學反應,生成無污染的氮氣和水的過程。還原劑被噴入爐膛或爐膛出口,與煙氣中的NOx發生反應,脫硝率可達(dá)到50%。常用還原劑如液氨、氨水或者尿素等。採(cǎi)用氨爲還原
劑時,适用的爐膛溫度區間爲850~1100℃,採(cǎi)用尿素爲還(hái)原劑時,适用的爐膛溫度區間爲950~1150℃。
SNCR系統包括還原劑制備(bèi)與存儲系統、加壓系統、計量分配系統、噴射系統等。通常採(cǎi)用尿素溶液爲脫硝還原劑。尿素溶液通過輸送泵送入存儲罐;脫硝時,輸送泵将尿素溶液加壓輸送到噴射裝置,霧化後噴入到煙氣中,在特定溫度區間與煙氣中NOx發生反應從而脫除煙氣所含的NOx。
       1.3 選擇性催化還(hái)原法-SCR法脫(tuō)硝工藝
       SCR法脫硝是煙氣在催化劑的作用下,在反應器内和還(hái)原劑( 氨或尿素) 有選擇性的與将NOx反應,並(bìng)生成無毒、無污染的氮氣和水。
SCR系統包括煙道、SCR 反應器、催化劑、還原劑噴射系統、脫硝劑存儲、制備(bèi)、輸送系統和控制系統等。催化劑常採(cǎi)用蜂窩式、闆式、波紋闆式。燃油、燃氣鍋爐的催化劑通常孔徑、節距較小。常用還原劑如液氨、氨水或者尿素等。因爲氨水( 液氨) 有一定的危險性,在實際應用中多採(cǎi)用尿素作爲還原劑。
       2 燃油、燃氣工業鍋(guō)爐(lú)脫硝方式的選擇
       燃油、燃氣工業鍋爐可分爲水管鍋爐和火管鍋爐,火管鍋爐通過燃燒器将燃料噴入爐膛,採(cǎi)用火室燃燒,鍋爐結構緊湊。火管鍋爐多爲WNS型卧式内燃火管鍋爐,出力一般不超過15~30t/h。爐膽是鍋爐的燃燒室,高溫煙氣經過煙管在水域中經過一次或兩次折返釋放熱量,從(cóng)而加熱熱水。當鍋爐容量≥30t/h時,燃油、燃氣鍋爐多爲水管鍋爐。水管鍋爐通常有水冷壁、對流管束、鍋筒組成。
對於(yú)水管結構的燃油燃氣鍋爐來說,鍋爐結構可以滿足爐内安裝還原劑噴嘴的要求,脫銷可採用低氮燃燒+SNCR法和低氮燃燒+SCR法。相對於(yú)SNCR法,SCR 法的投資高、占地大,需要設置反應器和催化劑,煙道阻力加大,選擇時需結合項目環評要求並(bìng)考慮項目的經濟性。對於(yú)火管結構的燃油燃氣鍋爐來說,鍋爐多卧式内燃型,沒有爐内安裝還原劑噴嘴的位置和空間,脫硝工藝推薦低氮燃燒+SCR法。
       3 燃油、燃氣工業鍋(guō)爐(lú)脫硝注意問題
       針對(duì)小型燃油、燃氣鍋爐的煙氣脫硝方式有幾點(diǎn)注意問題:
       (1) 脫硝方式的選擇應結合鍋爐爐型、煙氣溫度條件等因素,對於(yú)具備實施條件的鍋爐可採(cǎi)用SNCR法,否則隻能選擇SCR法。
       (2) 選用SCR法時,應根據煙氣性質選擇催化劑。不易結垢的燃氣鍋爐、輕柴油鍋爐的煙氣脫硝優先選用結構緊湊(còu)的闆式或波紋狀蜂窩式結構型式的催化劑,溫度變(biàn)化範圍較大或易結垢的燃重油或渣油鍋爐煙氣脫硝優先選用孔徑較大的蜂窩式結構型式的催化劑。
       (3) SCR法反應器的設置位置應結合催化劑、煙道走向,選擇在催化劑适宜溫度的煙道中布置,對(duì)於(yú)改造工程,煙道增設反應器應核算煙風系統阻力,不能影響鍋爐的正常運行。
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