SNCR脱硝技术在液态排渣煤粉工业锅炉中的应用.docx

SNCR脱硝技术在液态排渣煤粉工业锅炉中的应用摘要：为了检验SNCR脱硝技术在高效低NOx液态排渣煤粉工业锅炉中的应用效果在一台8.4MW有机热载体锅炉炉膛内开展了SNCR脱硝技术工业化试验研究。选用尿素作为还原剂搭建了工业化SNCR脱硝试验平台。在20%、15%、10%三种浓度尿素溶液下进行了不同尿素溶液喷射量、不同氧含量、不同锅炉负荷下的SNCR脱硝试验研究。初步试验结果表明：提出的“低NOx燃烧+SNCR脱硝”耦合技术方案是可行的SNCR脱硝效率在80%以上完全能够达到烟气中NOx低于50mg/m3的超低排放要求。燃煤工业锅炉作为NOx排放的主要来源之一国家对其NOx的限排要求日趋严格我国发布的新版《锅炉大气污染物排放标准》GB12022-0514规定重点地区燃煤工业锅炉NOx排放限值为200mg/m3目前绝大多数燃煤工业锅炉将面临因NOx排放超标而被迫淘汰的困境。在这种背景下课题组与上海某企业合作研发了高效煤粉工业锅炉燃烧技术以高效低NOx液态排渣煤粉燃烧器为核心设备在燃烧器内采用分区段控制、高温低氧气氛下燃烧、旋风燃烧等组合的低NOx燃烧技术路线最终达到NOx排放值低于150mg/m³的优异特性。同时针对燃煤工业锅炉的NOx实施超低排放已成大势所趋部分省市已提出燃煤工业锅炉的NOx排放值低于50mg/m3的要求。选择性非催化还原（SNCR）作为一种成熟的脱硝技术在我国大中型循环流化床锅炉中应用广泛。由于SNCR脱硝效率受锅炉结构、炉膛温度等影响较大小型燃煤工业锅炉通常不满足SNCR脱硝所需要的温度窗口、炉内停留时间等条件导致SNCR脱硝技术未能有效应用。一些研究表明小型燃煤工业锅炉应用SNCR脱硝效果不理想脱硝效率很低。贾明生等已对液态排渣煤粉工业锅炉炉内SNCR脱硝技术可行性进行了论证提出的“低NOx燃烧+SNCR脱硝”技术方案是可行的有望达到NOx低于50mg/m3的超低排放要求。本文对一台8.4MW液态排渣煤粉工业锅炉炉内SNCR脱硝技术进行工业化试验研究检验SNCR脱硝应用于该类型燃煤工业锅炉的实际效果。1锅炉系统概况上海某公司新建一台有机热载体高效煤粉工业锅炉搭载自行研发的高效低NOx液排渣煤粉燃烧器锅炉型号为YFL-8400KW锅炉额定热功率8.4MW排烟温度150℃设计锅炉效率89%。现在炉膛增设SNCR脱硝技术方案向炉膛内部喷射还原剂对烟气进行更深层次脱硝处理。该锅炉以有机热载体为换热介质有机热载体在炉膛和对流段吸热升温后将热量送入车间使用降温后又回到炉膛和对流段加热换热过程循环进行。该煤粉工业锅炉系统简图如图1所示。精确计量的煤粉由一次风送进燃烧器入口经过预热的助燃二次风分级送入燃烧器内煤粉在燃烧器中高温、低氧气氛下剧烈旋流燃烧煤粉中的灰分在1500℃以上的高温下大部分形成液态渣排到炉外高温烟气进入炉膛后在炉膛完成辐射和对流换热后依次进入对流段、空气预热器、布袋除尘器、脱硫塔等单元最后洁净烟气经烟囱排入大气。高温烟气在炉膛换热同时未燃尽的还原性气体在炉膛区域补入三次风后完成进一步的燃尽。在空气预热器中二次风与烟气换热后温度可达300℃以上。脱硫塔与烟囱一体化设计在脱硫塔中喷淋碱液脱除烟气中的SO2达到国家排放标准。2喷枪位置和测点选取在SNCR系统中反应温度窗口、炉内停留时间和烟气混合程度等因素对SNCR脱硝效果影响特别大这三个因素取决于喷枪位置故喷枪位置的选择至关重要直接决定了脱硝效果的优劣。根据锅炉运转监测数据及先前对该锅炉SNCR脱硝可行性的研究确定炉膛喷枪位置如图1所示该炉膛长4m宽2.8m高约9m喷枪位置距炉膛顶部约4.2m距炉膛温度测点2.9m。通过喷射孔进行温度测试喷射区域炉膛温度范围可保持在800℃~950℃满足SNCR脱硝反应要求温度窗口同时喷射位置的选取也保证了在温度窗口下的停留时间。根据炉膛尺寸在炉膛单侧面布置3个喷枪喷枪喷射面与烟气来流方向垂直增强还原剂喷雾与烟气的混合程度。喷枪选用气液双流体喷枪、圆锥形雾化喷头喷枪材质为310S不锈钢具备较好的耐磨耐高温性能。烟气测点选在空预器出口测试仪器为德国testo-340烟气分析仪；炉膛温度测点设置在炉膛上部炉膛温度由测点热电偶监测并反馈至锅炉自动控制系统显示界面烟气测点及炉膛温度测点位置见图1。3SNCR脱硝系统模块在工程应用中相比于液氨和氨水尿素在运输、存储及管理方面更加安全根据实际需要本项目还原剂选用尿素。SNCR脱硝系统主要由尿素溶液配制模块、尿素溶液储存模块、尿素溶液计量输送模块及尿素溶液喷射模块构成各模块需要根据烟气参数合理设计针对工况条件和介质特点严格选择设备材料。SNCR脱硝系统工艺流程见图2。3.1尿素溶液配制模块尿素溶液配制模块由搅拌罐、搅拌机、冷软水管、热软水管、温度计、给液泵等构成考虑到尿素溶液的腐蚀性设备材