淺談燃煤鍋爐煙氣中脫硝技術(shù)的應(yīng)用

1、淺談燃煤鍋爐煙氣中脫硝技術(shù)的應(yīng)用洪超摘 要：近年來，環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)峻，隨著國家對環(huán)境保護(hù)工作的大力推進(jìn)，如何降低燃煤鍋爐產(chǎn)生的氮氧化物是國家乃至世界關(guān)注的重點(diǎn)，燃煤鍋爐產(chǎn)生的氮氧化物是PM2.5形成的主要來源，不但對環(huán)境造成巨大污染，更對人們的身體健康形成巨大威脅。為了還給大家一個(gè)碧海藍(lán)天，燃煤鍋爐使用企業(yè)應(yīng)采取相應(yīng)措施消除燃煤所產(chǎn)生的氮氧化物。通常，燃煤鍋爐的脫硝技術(shù)按工藝分為SCR和SNCR兩種，即選擇性催化復(fù)原技術(shù)和選擇性非催化復(fù)原技術(shù)，各有利弊，在實(shí)際應(yīng)用中，企業(yè)應(yīng)根據(jù)自身工藝特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)狀況，選擇適當(dāng)?shù)拿撓跫夹g(shù)。該文將對兩種技術(shù)做一簡單論述，并對機(jī)器提出改造方案，供同行

2、們一起研究和探討，共同推進(jìn)燃煤鍋爐脫硝技術(shù)工作的順利實(shí)施，為我國的環(huán)保事業(yè)奉獻(xiàn)力量。關(guān)鍵詞：燃煤鍋爐 煙氣 脫硝技術(shù)應(yīng)用中圖分類號：X773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791202103b-0046-02如何脫硝是當(dāng)下燃煤鍋爐使用企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，燃煤鍋爐產(chǎn)生的NOx是大氣污染的罪魁禍?zhǔn)祝瑸榱朔e極支持我國環(huán)境保護(hù)工作，將燃煤鍋爐產(chǎn)生的NOx排放濃度控制在法律法規(guī)規(guī)定的范圍內(nèi)，就必須采用相適應(yīng)的脫硝技術(shù)。1 氮氧化物造成的危害氮氧化物是大氣污染的最主要污染源之一，大氣中存在過量的氮氧化物，會(huì)加重空氣中細(xì)顆粒物的污染，形成霧霾、酸雨等災(zāi)害，不但使環(huán)境

3、污染日益嚴(yán)重，改變土壤的酸堿度、河流富營養(yǎng)化，植物、農(nóng)作物無法正常生長，而且會(huì)引發(fā)多種呼吸道疾病，對人們健康造成很大傷害。2 脫硝技術(shù)簡介脫硝技術(shù)就是利用物理和化學(xué)等方法將燃煤鍋爐所產(chǎn)生的氮氧化物復(fù)原，分解為氮?dú)饧捌渌镔|(zhì)在進(jìn)行排放，或者直接去除煙氣中的含氮物質(zhì)，防止氮氧化物的合成，從而降低大氣污染物排放量。一般情況下，氮氧化物可通過燃燒前、燃燒中和燃燒后3個(gè)過程分別處理。2.1燃燒前處理燃燒前處理是指在燃料使用之前就采取措施降低燃料中含氮量。目前，這種技術(shù)尚在研究階段，因其處理工藝復(fù)雜、操作難度大、消耗本錢高等缺陷，在還不能實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用。2.2燃燒中處理顧名思義，燃燒中處理就是在燃

4、料燃燒的過程中采取控制燃燒溫度、降低燃燒區(qū)域內(nèi)的氧濃度等措施，對燃料進(jìn)行干預(yù)，以到達(dá)降低煙氣中氮氧化物的目的。但目前也還未到達(dá)全面使用階段。2.3燃燒后處理燃燒后處理簡而言之就是煙氣的脫氮技術(shù)，又稱為煙道氣脫硝或廢棄脫硝，是目前較為常用的脫硝技術(shù)，尤其以SCR技術(shù)及SNCR技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，隨著科技的開展，現(xiàn)在也出現(xiàn)液體吸收法、吸附法、微生物法等創(chuàng)新技術(shù)，有待大力推廣。3 我國脫硝技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀分析我國是燃煤大國，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以煤炭為主，主要用于發(fā)電、工業(yè)鍋爐、工業(yè)窯爐、水泥、冶金等行業(yè)，但據(jù)相關(guān)報(bào)道顯示，大局部燃煤企業(yè)都存在著脫硝設(shè)備老化、脫硝技術(shù)落后的現(xiàn)象，而一些高端脫硝技術(shù)卻長

5、期被國外壟斷，對我國脫硝技術(shù)的開展造成很大阻力。目前，我國大局部燃煤鍋爐使用企業(yè)都采用鍋爐升級改造、低氮燃燒器改造、選擇性催化復(fù)原SCR煙氣脫硝系統(tǒng)改造、選擇性非催化復(fù)原SNCR煙氣脫硝工藝改造等手段來控制氮氧化物的排放量。4 針對燃煤鍋爐煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用的工藝設(shè)計(jì)通過以上相關(guān)知識的介紹，可以看出燃煤鍋爐煙氣的脫硝技術(shù)應(yīng)通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：首先對燃燒器進(jìn)行改造，通過對燃料燃燒過程控制，形成對氮氧化物生成量的有效控制和監(jiān)測;其次在鍋爐設(shè)備中增設(shè)非催化復(fù)原脫硝技術(shù)裝置，使燃料產(chǎn)生的氮氧化物進(jìn)一步降低;最后增設(shè)催化復(fù)原脫硝技術(shù)裝置，形成串聯(lián)脫硝工藝，最終將氮氧化物的排放量降至最低。與單純只使

6、用選擇性催化復(fù)原技術(shù)進(jìn)行煙氣脫硝相比，這種串聯(lián)方式【2】具有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。1在SNCR工藝中噴入液態(tài)氨的相對位置提前，這樣一來，在脫硝的過程中，一局部未反應(yīng)的氨水溶液，經(jīng)過熱器進(jìn)入下一項(xiàng)脫硝工藝，為脫硝提供局部復(fù)原劑。2當(dāng)燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣從SNCR系統(tǒng)流動(dòng)到SCR系統(tǒng)時(shí)，液態(tài)氨分布已非常均勻了，從而使SCR系統(tǒng)中的催化劑到達(dá)最高利用率，脫硝效果也可到達(dá)最高。這樣做到物盡其用，可降低本錢，提高效益。5 相關(guān)技術(shù)改造方案5.1燃燒器改造通過對燃燒器進(jìn)行改造，不但可以減少燃燒時(shí)氮氧化物的生成，同時(shí)可對燃燒產(chǎn)生的飛灰可燃物進(jìn)行有效控制，最終到達(dá)無煙無塵的效果。改造后的燃燒器分為兩個(gè)區(qū)域，燃

7、料在一次燃燒區(qū)因不會(huì)充分燃燒，會(huì)形成復(fù)燃料混合物，由于缺少氧氣且溫度較低，這些混合物會(huì)析出揮發(fā)分解，減少了氮氧化物的生成;這些未燃盡的炭微粒及可燃?xì)怏w會(huì)在二次燃燒【3】區(qū)域內(nèi)完全燃燒。相比較傳統(tǒng)的燃燒器，改造后的燃燒器可以減少氮氧化物的排放，同時(shí)還可防止燃燒器易燒損、鍋爐水冷壁高溫腐蝕等不良現(xiàn)象的發(fā)生，提高了鍋爐的平安性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。5.2選擇性非催化復(fù)原脫硝技術(shù)SNCR此技術(shù)的原理就是在溫度達(dá)8501150的煙氣中噴入氨水，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，最終將氮氧化物復(fù)原，最終生成物氮?dú)釴2和水蒸氣H2O。其中包括復(fù)原劑氨水儲存和運(yùn)輸、復(fù)原劑的稀釋系統(tǒng)、復(fù)原劑劑量控制系統(tǒng)及復(fù)原劑噴射系統(tǒng)4局部，整個(gè)系統(tǒng)

8、主要使用設(shè)備有輸送泵、稀釋水泵、稀釋水箱、靜態(tài)混合器、專用脫硝噴槍等。采用這種脫硝技術(shù)具有本錢低、適用范圍廣等顯著優(yōu)點(diǎn)。SNCR技術(shù)的運(yùn)行效率取決于煙氣溫度、復(fù)原劑的劑量、復(fù)原劑與煙氣的混合、停留及反應(yīng)的時(shí)間等因素。在SNCR技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)做好方案的設(shè)計(jì)工作，確保SNCR系統(tǒng)能夠良好運(yùn)行，使其到達(dá)預(yù)先設(shè)定的脫硝效果，并且確保在運(yùn)行中不會(huì)有過量的氨及其他污染物排放到空氣中。5.3選擇性催化復(fù)原脫硝技術(shù)SCRSCR脫硝技術(shù)在最近幾年來開展較快，這種技術(shù)具有無二次污染及副產(chǎn)物、置結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行效率高、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用也較為廣泛。主要技術(shù)原理在于選擇性，即在燃燒的過程中利用催化劑，使氨氣優(yōu)先與

9、煙氣中的氮氧化物進(jìn)行反應(yīng)，到達(dá)脫硝的效果，而防止與煙氣中的氧氣進(jìn)行氧化反應(yīng)。當(dāng)設(shè)備完成SNCR技術(shù)改造后，對煙氣實(shí)施SCR改造，可進(jìn)一步減少氮氧化物的排放量。由于整個(gè)脫硝系統(tǒng)為串聯(lián)工藝，在SCR系統(tǒng)中所需的氨由SNCR系統(tǒng)噴射過量的氨提供，因此，在SCR系統(tǒng)中只有反應(yīng)器和檢測兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，在進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)改造方案。一般情況下SCR的反應(yīng)器為固定床形式，催化劑為三層模塊放置形式，檢測系統(tǒng)主要是對氨量進(jìn)行控制和測量，通過計(jì)算對氨量進(jìn)行分配，確保系統(tǒng)在運(yùn)行過程中無二次污染，并實(shí)時(shí)監(jiān)控氨水濃度。SNCR與SCR串聯(lián)的脫硝工藝對于舊設(shè)備改造來說可以節(jié)省空間，使鍋爐的結(jié)構(gòu)和體積沒有任何增加，確保鍋爐的平安運(yùn)行;而以串聯(lián)的方式進(jìn)行脫硝，增加氨水的利用率，并到達(dá)較高的凈化率，是性價(jià)比較高鍋爐煙氣脫硝改造方案。6 結(jié)語我國的NOx排放量近年來呈快速增長的趨勢，假設(shè)不加緊治理，在未來30年內(nèi)，可能將成為世界NOx排放大國，對環(huán)境造成不可逆的影響。目前我國NOx的排放控制技術(shù)是業(yè)界研究的重點(diǎn)工程，相關(guān)企業(yè)應(yīng)高度重視，在選擇脫硝技術(shù)前做好技術(shù)評估，才能選擇出最適合的脫硝方案，讓脫硝技術(shù)發(fā)揮其應(yīng)