煙氣處理工藝

1、1.煙氣除塵由燃料及其他物質(zhì)燃燒過(guò)程產(chǎn)生的煙塵，以及對(duì)固體物料破碎、篩分和輸送等機(jī)械過(guò)程產(chǎn)生的煙塵，除塵就是把這些粒子從煙塵中分離出來(lái)并加以捕集、回收的 過(guò)程。1.1濕式除塵濕式除塵是利用洗滌液（一般為水）與含塵氣體充分接觸，將塵粒洗滌下來(lái)而使氣體凈化的方法。可以有效地除去直徑為0.12010m的液態(tài)或固態(tài)粒子，亦能除去氣態(tài)污染物。1.1.1 工作原理當(dāng)引風(fēng)機(jī)啟動(dòng)以后除塵器內(nèi)空氣迅速排出，與此同時(shí)含塵氣體受大氣壓的作用沿?zé)煹肋M(jìn)入除塵器內(nèi)部，與反射噴淋裝置噴出的洗滌水霧充分混合，煙氣中的細(xì)微塵粒凝并成粗大的聚合體，在導(dǎo)向器的作用下，氣流高速?zèng)_進(jìn)水斗的洗滌液中，液面產(chǎn)生大量的泡沫并形成水膜，使含塵

2、煙氣與洗滌液有充分時(shí)間相互作用捕捉煙氣中的粉塵顆粒。煙氣中的二氧化硫具有很強(qiáng)的親水性，在堿性溶液的吸收中合下，達(dá)到除塵脫硫的效果。凈化后的煙氣經(jīng)三級(jí)氣液分離裝置除去水霧，由煙囪排入空中。污水可排入鍋爐除渣機(jī)或排入循環(huán)水池，經(jīng)沉淀、中和在生后循環(huán)使用，污泥由除渣機(jī)排出或由其他裝置清出。1.1.2 優(yōu)點(diǎn)效率高，除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，占地面積小，操作維修方便，特別適宜于處理高溫、高濕、易燃、易爆的含塵氣體。對(duì)于化工、噴漆、噴釉、顏料等行業(yè)產(chǎn)生的帶有水份、粘性和刺激性氣味的灰塵是最理想的除塵方式。因?yàn)椴粌H可除去灰塵，還可利用水除去一部分異味,如果是有害性氣體（如少量的二氧化硫、鹽酸霧等），可在洗滌液

3、中配制吸收劑吸收。1.1.3 缺點(diǎn)有洗滌污泥，要解決污泥和污水問(wèn)題； 設(shè)備需要選擇耐腐蝕材質(zhì)； 動(dòng)力消耗較大； 北方或者寒冷地區(qū)需要考慮設(shè)備 防凍。1.1.4 適用范圍濕式脫硫除塵器廣泛用于冶金、礦山、發(fā)電、供熱等行業(yè)，對(duì)于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、采暖鍋爐及工業(yè)窯爐都有很高的除塵脫硫效果。排放濃度達(dá)到了國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13271-2001的要求。1.1.5 濕式除塵器根據(jù)濕式除塵器的凈化機(jī)理，可將其大致分成七類：重力噴霧洗滌器；旋風(fēng)洗滌器；自激噴霧洗滌器；板式洗滌器；填料洗滌器 ；文丘里洗滌器；機(jī)械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。 1.2 旋風(fēng)式除塵旋風(fēng)除塵是利用旋轉(zhuǎn)的含塵氣流所產(chǎn)生的離

4、心力，將顆粒污染物從氣體中分離出來(lái)的過(guò)程。用來(lái)分離粒徑大于10m的塵粒。1.2.1 工作原理當(dāng)含塵氣流由進(jìn)氣管進(jìn)入旋風(fēng)除塵器時(shí)，氣流由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)氣流的絕大部分沿器壁和圓筒體成螺旋向下，朝錐體流動(dòng)，通常稱此為外旋流。含塵氣體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生離心力，將密度大于氣體的顆粒甩向器壁，顆粒一旦與器壁接觸，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)量和向下的重力沿壁而下落，進(jìn)入排灰管。旋轉(zhuǎn)下降的外旋氣流在到達(dá)椎體時(shí)，因圓錐形的收縮而向除塵器中心靠攏，其切向速度不斷提高。當(dāng)氣流到達(dá)椎體下端某一位置時(shí)，便以同樣的旋轉(zhuǎn)方向在旋風(fēng)除塵器中由下回旋而上，繼續(xù)做螺旋運(yùn)動(dòng)。最終，凈化氣體經(jīng)排氣管排除器外，通常稱此為內(nèi)

5、旋流。一部分未被捕集的顆粒也隨之排出。收塵量大，投資低,運(yùn)行費(fèi)用少.但對(duì)細(xì)小塵粒效果較差.1.2.2 優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小，投資低，操作維修方便，壓力損失中等，動(dòng)力消耗不大，能適用于高溫、高壓及腐蝕性氣體，并可回收干顆粒物。1.2.3 缺點(diǎn)效率80%左右，捕集除塵器引風(fēng)機(jī)吸收塔煙囪來(lái)自于鍋爐或窯爐的煙氣經(jīng)過(guò)除塵后在引風(fēng)機(jī)作用下進(jìn)入吸收塔，吸收塔為逆流噴淋空塔結(jié)構(gòu)，集吸收、氧化功能于一體，上部為吸收區(qū)，下部為氧化區(qū)，經(jīng)過(guò)除塵后的煙氣與吸收塔內(nèi)的循環(huán)漿液逆向接觸。系統(tǒng)一般裝3-5臺(tái)漿液循環(huán)泵，每臺(tái)循環(huán)泵對(duì)應(yīng)一層霧化噴淋層。當(dāng)只有一臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)或負(fù)荷較小時(shí)，可以停運(yùn)1-2層噴淋層，此時(shí)系統(tǒng)仍保持

6、較高的液氣比，從而可達(dá)到所需的脫硫效果。吸收區(qū)上部裝二級(jí)除霧器，除霧器出口煙氣中的游離水份不超過(guò)75mg/Nm3。吸收SO2后的漿液進(jìn)入循環(huán)氧化區(qū)，在循環(huán)氧化區(qū)中，亞硫酸鈣被鼓入的空氣氧化成石膏晶體。同時(shí)，由吸收劑制備系統(tǒng)向吸收氧化系統(tǒng)供給新鮮的石灰石漿液，用于補(bǔ)充被消耗掉的石灰石，使吸收漿液保持一定的pH值。反應(yīng)生成物漿液達(dá)到一定密度時(shí)排至脫硫副產(chǎn)品系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)脫水形成石膏。2.2 電石渣-石膏法2.3 半干法2.4 氧化鎂法2.4.1 工作原理工藝系統(tǒng)主要包括：煙氣系統(tǒng)、二氧化硫吸收系統(tǒng)、脫硫劑漿液制備系統(tǒng)、副產(chǎn)物處理系統(tǒng)、事故漿液系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)等。2.4.2 優(yōu)點(diǎn)1）技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠。

7、氧化鎂脫硫技術(shù)是一種成熟度僅次于鈣法的脫硫工藝。在日本和美國(guó)，氧化鎂脫硫在各工業(yè)領(lǐng)域得到一定應(yīng)用。并且目前在國(guó)內(nèi)也已有使用，但副產(chǎn)品拋棄不回收；2）脫硫效率高。在化學(xué)反應(yīng)活性方面氧化鎂要大于鈣基脫硫劑，并且由于氧化鎂的分子量較碳酸鈣和氧化鈣都比較小。因此其他條件相同的情況下，氧化鎂的脫硫效率要高于鈣法的脫硫效率，一般情況下氧化鎂的脫硫效率可達(dá)到9598；第三、副產(chǎn)物有利用前景。副產(chǎn)品亞硫酸鎂是造紙工業(yè)的化工原料，亞硫酸鎂、硫酸鎂是重要的肥料，可以生產(chǎn)含鎂復(fù)合肥。2.4.3 缺點(diǎn)1）副產(chǎn)品回收困難。因MgS04。和MgS04在水中的溶解度較高，如采用蒸發(fā)結(jié)晶的辦法將消耗大量能源。對(duì)于本項(xiàng)目最經(jīng)濟(jì)

8、的辦法就是加入生石灰CaO，此法實(shí)際上就是“雙堿法”。其最終副產(chǎn)品也是石膏；2）到目前為止，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有帶回收副產(chǎn)品的鎂法脫硫裝置；3）鎂法脫硫工藝成立的前提是：副產(chǎn)品有市場(chǎng)，能回收再利用。其出路有造紙業(yè)(MgSO4。)和硫酸生產(chǎn)廠。2.5 氨法脫硫2.5.1 工作原理氨一肥法技術(shù)以水溶液中的S03-和NH4+的反應(yīng)為基礎(chǔ)，采用氨將廢氣中的S0脫除，得到亞硫酸銨中間產(chǎn)品。采用壓縮空氣對(duì)亞硫銨直接氧化，并利用煙氣的熱量濃縮結(jié)晶生產(chǎn)硫銨。2.5.2 優(yōu)點(diǎn)1）氨一肥法脫硫技術(shù)將回收的二氧化硫、氨全部轉(zhuǎn)化為硫酸銨化肥；2）尤其適用高硫煤；3）脫硫效率較高，可達(dá)9095；4）占地面積相對(duì)較??；5）系統(tǒng)阻力

9、較小，脫硫塔總阻力在1250Pa左右，一般可以利用原系統(tǒng)風(fēng)機(jī)。2.5.3 缺點(diǎn)1）對(duì)煙氣中的塵含量要求較高(不大于200mgII13)，如煙氣中塵含量達(dá)到350mgm。，平均每天將有近1t的濾料要清理；2）脫硫成本主要取決于氨的價(jià)格。氨的消耗為1tS0消耗05t氨。如氨的價(jià)格上漲較多，將影響脫硫成本(一般地說(shuō)，硫銨價(jià)格與氨的價(jià)格掛鉤，同漲同降)；3）系統(tǒng)須采用重防腐；4）如氨系統(tǒng)泄漏，易造成二次污染。2.6 幾種常見(jiàn)脫硫技術(shù)比較3. 煙氣脫硝按照GB132232003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,火電廠排放煙氣中NOx的質(zhì)量濃度必須小于450mg/m3。3.1 SCR3.1.1 概述選擇性催

10、化劑還原煙氣脫硝技術(shù)（SCR）是采用垂直的催化劑反應(yīng)塔與無(wú)水氨，從燃煤燃燒裝置及燃煤電廠的煙氣中除去氮氧化物（NOx）。具體為采用氨（NH3）作為反應(yīng)劑，與鍋爐排出的煙氣混合后通過(guò)催化劑層，在催化劑層，在催化劑的作用下將NOx還原分解成無(wú)害的氮?dú)猓∟2）和水（H2O）。該工藝脫硝率可達(dá)90%以上，NH3逃逸低于5ppm，設(shè)備使用效率高，基本上無(wú)二次污染，是目前世界上先進(jìn)的電站煙氣脫硝技術(shù)，在全球煙氣脫硝領(lǐng)域市場(chǎng)占有率高達(dá)98%。3.1.2 SCR煙氣脫硝技術(shù)工藝原理在催化劑作用下，向溫度約280420的煙氣中噴入氨，將NO和NO2還原成N2和H2O?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下：4NO+4NH3+O24

11、N2+6H2O6NO+4NH35N2+6H2O6NO2+8NH37NO2+12H2O2NO2+4NH3+O23N2+6H2OSCR法煙氣脫硝反應(yīng)原理圖如圖1所示。SCR法煙氣脫硝工藝流程示意圖如圖2所示。3.1.3 SCR脫硝催化劑種類SCR煙氣脫硝技術(shù)的關(guān)鍵是選擇優(yōu)良的催化劑。SCR催化劑應(yīng)具有：活性高、抗中毒能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度和耐磨損性能好、具有合適的操作溫度區(qū)間等特點(diǎn)。SCR催化劑可以根據(jù)原材料、結(jié)構(gòu)、工作溫度、用途等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不同的分類。（1）按催化劑結(jié)構(gòu)不同分為蜂窩式、板式和波紋式。蜂窩式催化劑屬于均質(zhì)催化劑，以TiO3、V2O5、WO3為主要成分，催化劑本體全部是催化劑材料，因此其表面

12、遭到灰分等的破壞磨損后，仍然能維持原有的催化性能，催化劑可以再生。蜂窩式是目前市場(chǎng)占有份額最高的催化劑形式，它是以Ti-W-V為主要活性材料，采用TiO2等物料充分混合，經(jīng)模具擠壓成型后煅燒而成。其特點(diǎn)是單位體積的催化劑活性高，達(dá)到相同脫硝效率所用的催化劑體積較小，適合灰分低于30g/m3、灰粘性較小的煙氣環(huán)境。（2）按工作溫度不同催化劑分為高溫型和低溫型高溫型催化劑以TiO2、V2O5為主要成分，適用工作溫度為280400，適用于燃煤電廠、燃重油電廠和燃?xì)怆姀S。低溫型催化劑以TiO2、V2O5、MnO為主要成分，適用工作溫度為大于180，已用于燃油、燃?xì)怆姀S，韓國(guó)進(jìn)行了燃煤電廠的工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)

13、。SCR低溫催化劑可分為4類：貴金屬催化劑、分子篩催化劑、金屬氧化物催化劑和碳基材料催化劑。（3）按載體材料不同催化劑分為金屬載體催化劑和陶瓷載體催化劑。陶瓷載體催化劑耐久性強(qiáng)、密度輕，是采用最多的催化劑載體材料。此外，陶瓷載體的主要成分為茵青石，高嶺土中蘊(yùn)藏著豐富的茵青石原料，在我國(guó)有豐富的資源，價(jià)格相對(duì)較低。（4）按用途催化劑分為燃煤型和燃油、燃?xì)庑汀Ｈ济汉腿加?、燃?xì)庑痛呋瘎┑闹饕獏^(qū)別是蜂窩內(nèi)孔尺寸，一般燃煤小于5mm，燃油、燃?xì)庑∮?mm。3.1.4 SCR煙氣脫硝技術(shù)工藝流程SCR反應(yīng)器通常布置在燃煤和燃油電廠的固態(tài)排渣或液態(tài)排渣鍋爐的煙氣下游，位于鍋爐出口和空氣預(yù)熱器之間，此時(shí)氣體溫

14、度為300400oC，是脫硝反應(yīng)的最佳溫度區(qū)間，一般利用氨作為反應(yīng)劑，煙氣在進(jìn)入脫硝反應(yīng)器之前,首先將NH3和空氣的混合氣體(氨氣5%)導(dǎo)入，氨氣由許多精密?chē)娮炀鶆蚍峙湓跓煔馔ǖ赖臋M斷面上,煙氣由上向下流動(dòng)，催化劑上表面保持一定的溫度, NOx在催化劑表面和氨氣反應(yīng)生成N2和H2O，而作為空氣組成部分的N2和H2O對(duì)大氣不會(huì)產(chǎn)生污染。經(jīng)過(guò)脫硝設(shè)備處理后的煙氣再經(jīng)過(guò)鍋爐尾部空氣預(yù)熱器進(jìn)入布置在煙氣下游的電除塵器或脫硫系統(tǒng)。3.1.5 流程圖3.1.6 SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)組成無(wú)水氨存儲(chǔ)系統(tǒng) 氨/空氣混合系統(tǒng) 脫硝反應(yīng)塔系統(tǒng)催化劑系統(tǒng) 煙氣系統(tǒng)吹灰系統(tǒng) 3.1.7 SCR煙氣脫硝工藝技術(shù)特點(diǎn)（1

15、）SCR裝置布置在鍋爐省煤器以后，對(duì)鍋爐性能和結(jié)構(gòu)基本無(wú)影響（2）脫硝去除率高，可達(dá)90%以上 （3）脫硫裝置性能可靠、穩(wěn)定，設(shè)備可用率達(dá)98% 、催化還原壽命長(zhǎng)，使用時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)20000小時(shí) 、NH3逃逸率5ppm。3.1.8 SCR脫硝催化劑應(yīng)用中的問(wèn)題及解決方法脫硝催化劑是SCR系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分，其類型、結(jié)構(gòu)和表面積對(duì)脫除NOx效果都有很大影響。在SCR系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,下列因素都會(huì)導(dǎo)致催化劑的活性降低。（1）燒結(jié)長(zhǎng)時(shí)間暴露于450以上的高溫環(huán)境中可引起催化劑燒結(jié)，導(dǎo)致催化劑中TiO2晶形發(fā)生變化，顆粒增大、表面積減小，活性降低。加入WO3可最大限度地減少催化劑的燒結(jié)。（2）堿金屬中毒

16、如果堿金屬離子(Na+、K+等)直接與催化劑接觸，會(huì)使催化劑活性逐漸降低。其機(jī)理是吸附在催化劑活性位置上的堿金屬離子占據(jù)了催化劑表面酸性位，降低了催化劑活性。因此，在催化劑設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮堿金屬對(duì)催化劑的影響，增加設(shè)計(jì)余量。（3）砷中毒As中毒主要是由煙氣中的氣態(tài)As2O3引起的。As2O3擴(kuò)散進(jìn)入催化劑內(nèi)部孔道中，并在催化劑的毛細(xì)孔中發(fā)生毛細(xì)凝結(jié)，或者與催化劑的活性位發(fā)生反應(yīng)從而引起催化劑活性降低。一般來(lái)說(shuō)，在干法排渣鍋爐中，催化劑砷中毒不嚴(yán)重。但是在液態(tài)排渣鍋爐中，由于靜電除塵器后的飛灰再循環(huán)，催化劑砷中毒是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。因此，在催化劑制備過(guò)程中，應(yīng)采用控制催化劑孔分布的方法，使催化劑內(nèi)孔

17、分布均勻，以控制毛細(xì)孔分布數(shù)量來(lái)減少“毛細(xì)冷凝”。另外，可在催化劑中加入MoO3，以MoO3與氣相As2O3反應(yīng)來(lái)減少As中毒。（4）鈣的影響飛灰中游離CaO與SO3反應(yīng)形成的CaSO4可吸附在催化劑表面，從而阻止了反應(yīng)物向催化劑表面擴(kuò)散并進(jìn)入催化劑內(nèi)部。催化劑制造商多通過(guò)控制催化劑內(nèi)部孔徑分布和采用適當(dāng)節(jié)距等方法來(lái)減少CaSO4對(duì)催化劑的影響。（5）催化劑堵塞催化劑的堵塞主要是由于銨鹽及飛灰的小顆粒沉積在催化劑小孔中，阻礙NOx、NH3、O2到達(dá)催化劑活性表面，引起催化劑鈍化?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)氣流分布,選擇合理的催化劑間距和單元空間，并使進(jìn)入SCR反應(yīng)器煙氣的溫度維持在銨鹽沉積溫度之上，以防止催

18、化劑堵塞。對(duì)于高灰段SCR工藝,為了確保催化劑通道通暢，應(yīng)安裝吹灰器。（6）飛灰侵蝕催化劑的侵蝕、磨損主要是由于飛灰撞擊在催化劑表面造成的。磨蝕強(qiáng)度與氣流速度、飛灰特性、撞擊角度及催化劑本身特性有關(guān)。降低磨蝕的措施：一是采用耐腐蝕催化劑材料，對(duì)催化劑頂端進(jìn)行處理從而提高催化劑邊緣硬度；二是利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)流動(dòng)模型優(yōu)化氣流分布；三是在垂直催化劑床層安裝氣流調(diào)節(jié)裝置等方法來(lái)解決。3.1.9 延長(zhǎng)SCR脫硝催化劑使用壽命的措施摘要:介紹了湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電公司脫銷系統(tǒng)運(yùn)行概況、催化劑使用壽命的概念及其意義。通過(guò)對(duì)脫硝效率主要影響因素,尤其是催化劑有關(guān)參數(shù)的深入分析,從脫銷系統(tǒng)催化劑反應(yīng)器設(shè)計(jì)優(yōu)化、運(yùn)

19、行優(yōu)化、維修檢查以及吹灰控制對(duì)延長(zhǎng)催化劑使用壽命等方面進(jìn)行了探討,為其他電廠脫銷系統(tǒng)運(yùn)行、降低脫硝系統(tǒng)維護(hù)和運(yùn)行成本提供參考。（1）引言目前,90%以上人為排放的氮氧化物(NOx)來(lái)自于礦物燃料(如煤、石油、天然氣等)的燃燒過(guò)程。隨著中國(guó)電力工業(yè)的飛速發(fā)展,來(lái)自火電系統(tǒng)的NOx污染不斷加劇,控制氮氧化物的排放已經(jīng)成為電力環(huán)保行業(yè)的重點(diǎn)。2004年國(guó)家開(kāi)始實(shí)施新的大氣排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)火電廠NOx排放要求有了大幅度的提高。按照GB132232003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求,火電廠排放煙氣中NOx的質(zhì)量濃度必須小于450mg/m3。湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司是我國(guó)首批新建機(jī)組中同步投入脫硫、脫硝系統(tǒng)

20、的電廠,每天單臺(tái)機(jī)組的脫硝運(yùn)行成本約1.7萬(wàn)元,年均500萬(wàn)元以上。此外,根據(jù)廠家說(shuō)明書(shū),催化劑置換或更新造成的折舊損失,每年高達(dá)1000多萬(wàn)元。催化劑置換費(fèi)用約占系統(tǒng)總價(jià)的60%70%。影響催化劑折舊成本的重要因素之一是其使用壽命;目前催化劑的壽命一般為35年(廠家給定)。如何在保證SCR脫硝效率前提下延長(zhǎng)催化劑的使用壽命,減少發(fā)電企業(yè)運(yùn)行成本,在當(dāng)前各發(fā)電企業(yè)經(jīng)營(yíng)上舉步維艱的特別時(shí)期,具有現(xiàn)實(shí)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。電廠可在運(yùn)行、操作和維護(hù)方面采取必要的措施來(lái)延長(zhǎng)催化劑使用壽命。（2）脫硝系統(tǒng)運(yùn)行情況及催化劑使用壽命湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司脫硝系統(tǒng)是由東方鍋爐(集團(tuán))股份有限公司設(shè)計(jì)制造,采取選

21、擇性催化還原(SCR)法達(dá)到去除煙氣中NOx的目的。SCR反應(yīng)器采用高灰布置,設(shè)計(jì)脫硝效率85%,初期裝入的催化劑按50%脫硝效率實(shí)施SCR技術(shù),采用氨作為還原劑。湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司2臺(tái)脫硝機(jī)組脫硝性能試驗(yàn)已經(jīng)完成,脫硝裝置投入正常,系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),脫硝效率達(dá)到設(shè)計(jì)值(53%以上)按設(shè)計(jì)煤種燃燒工況,每年可以減少NOx排放量2100多t。氨逃逸率、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率、系統(tǒng)阻力損失和氨耗量等考核性能指標(biāo),用煙氣溫度、煙氣流量及入口SO2濃度修正后考核合格。由于煤炭市場(chǎng)供應(yīng)形勢(shì)所限,實(shí)際燃用煤種偏離設(shè)計(jì)值較大(特別是硫分和灰分明顯偏高),為保證脫硝效率,對(duì)SCR系統(tǒng)催化劑的運(yùn)行維護(hù)提出了更高

22、的要求。工程上計(jì)算催化劑的使用壽命,一般從脫硝裝置投入商業(yè)運(yùn)行開(kāi)始到更換或加裝新的催化劑為止,把催化劑的運(yùn)行小時(shí)數(shù)作為催化劑化學(xué)使用壽命(NOx脫除率不低于性能保證要求,氨的逃逸率不高于0.0003%)。湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司SCR脫硝系統(tǒng)催化劑設(shè)計(jì)要求在鍋爐B-MCR工況下保證催化劑的化學(xué)壽命不少于24000h,按機(jī)組每年利用小時(shí)數(shù)在50006000h計(jì)算,其壽命應(yīng)該為45年。在設(shè)計(jì)壽命后期,隨著脫硝效率的下降,應(yīng)該進(jìn)行催化劑的置換、部分或整體更換,如果SCR系統(tǒng)運(yùn)行使用、維護(hù)不夠合理將使催化劑提前失效,進(jìn)一步增加催化劑的折舊成本。（2）影響脫硝效率的主要因素SCR系統(tǒng)影響脫硝效率的主要因

23、素包括煙氣的溫度、飛灰特性和顆粒尺寸、煙氣流量、中毒反應(yīng)、NOx的脫除率、物質(zhì)的量比n(NH3)/n(NOx)、煙氣中SOx的濃度、壓降、催化劑的結(jié)構(gòu)類型和用量等。l 反應(yīng)溫度的影響反應(yīng)溫度對(duì)脫硝率有較大的影響,從廠家給出的反應(yīng)曲線(如圖1所示)可以看出,在300400內(nèi)(對(duì)中溫觸媒),隨著反應(yīng)溫度的升高,脫硝率逐漸增加,升至400時(shí),達(dá)到最大值(90%),隨后脫硝率隨溫度的升高而下降。這主要是由于在SCR過(guò)程中溫度的影響存在2種趨勢(shì):一方面溫度升高時(shí)脫硝反應(yīng)速率增加,脫硝率升高;另一方面隨溫度升高,NH3氧化反應(yīng)加劇,使脫硝率下降。因此,最佳溫度是這2種趨勢(shì)對(duì)立統(tǒng)一的結(jié)果。脫硝反應(yīng)一般在31

24、0430范圍內(nèi)進(jìn)行,此時(shí)催化劑活性最大,所以,將SCR反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間。必須注意的是,催化劑能夠長(zhǎng)期承受的溫度不得高于430,短期承受的溫度不得高于450,超過(guò)該限值,會(huì)導(dǎo)致催化劑燒結(jié)。l 物質(zhì)的量比n(NH3)/n(NOx)的影響物質(zhì)的量比n(NH3)/n(NOx)對(duì)脫硝效率的影響如圖2所示(由廠家提供)。在300下，脫硝率隨物質(zhì)的量比n(NH3)/n(NOx)的增加而增加，物質(zhì)的量比n(NH3)/n(NOx)小于0.8時(shí)，其影響更明顯,幾乎呈線性正比關(guān)系。該結(jié)果說(shuō)明：若NH3投入量偏低，脫硝率受到限制；若NH3投入量超過(guò)需要量，NH3氧化等副反應(yīng)的反應(yīng)速率將增大，如S

25、O2氧化生成SO3，在低溫條件下SO3與過(guò)量的氨反應(yīng)生成NH4HSO4。NH4HSO4會(huì)附著在催化劑或空預(yù)器冷段換熱元件表面上，導(dǎo)致脫硝效率降低或空預(yù)器堵塞。l 催化劑中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)脫硝率的影響催化劑中V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于6.6%時(shí),隨V2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,催化效率增加,脫硝率提高;當(dāng)V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)6.6%時(shí),催化效率反而下降。這主要是由于V2O5在載體TiO2上的分布不同造成的:當(dāng)V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.4%4.5%時(shí),V2O5均勻分布于TiO2載體上,且以等軸聚合的V基形式存在;當(dāng)V2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.6%時(shí),V2O5在載體TiO2上形成新的結(jié)晶區(qū)(V2O5結(jié)晶區(qū)),

26、從而降低了催化劑的活性。l 催化劑的結(jié)構(gòu)類型和用量對(duì)脫硝效率的影響該項(xiàng)目采用蜂窩式催化劑，其特點(diǎn)為表面積大、體積小、機(jī)械強(qiáng)度大、阻力較大。煙氣組成成分(如粉塵濃度、粉塵顆粒尺寸、堿性金屬和重金屬等)的含量是影響催化劑選型的主要參數(shù)。針對(duì)湖南長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司機(jī)組的實(shí)際情況，選用節(jié)距為8.2mm的蜂窩式催化劑,可以避免催化劑在運(yùn)行中產(chǎn)生堵塞。（3）延長(zhǎng)催化劑使用壽命的措施l SCR催化劑反應(yīng)器的改進(jìn)設(shè)計(jì)催化劑和反應(yīng)器是SCR系統(tǒng)的主要部分。催化劑都含有少量的氧化釩和氧化鈦,因?yàn)樗鼈兙哂休^高的抗SO3的能力。催化劑的結(jié)構(gòu)、形狀隨它的使用環(huán)境而變化。為避免被顆粒堵塞,蜂窩狀、板式催化劑部件都是常用的結(jié)

27、構(gòu),而華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司采用的是大孔徑的蜂窩狀部件,因?yàn)樗鼜?qiáng)度高,且容易清理。為了使被飛灰堵塞的可能性減到最小,反應(yīng)器采用垂直放置,使煙氣由上而下流動(dòng)。此外,每層裝有3臺(tái)IK-525SL耙式吹灰器,采用引自屏式過(guò)熱器出口的過(guò)熱蒸汽吹灰。每臺(tái)反應(yīng)器共初裝6臺(tái)吹灰器來(lái)防止顆粒的堆積。對(duì)SCR系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)則需考慮在催化反應(yīng)器的入口處合理分布煙氣和氨,以防止由于各部位的溫度常偏離設(shè)計(jì)溫度而導(dǎo)致脫硝率的改變;采用倒流板、混合器、氨噴射器對(duì)兩側(cè)煙道獨(dú)立布置,使煙氣在各斷面上流量基本相等;催化劑體積的設(shè)計(jì)中也要考慮適當(dāng)放大催化劑的量;同時(shí),還要考慮反應(yīng)器中有效區(qū)域的變化。l 運(yùn)行中嚴(yán)格根據(jù)煙氣參數(shù)確定

28、脫硝裝置投退在鍋爐的運(yùn)行中,做到密切注意煙氣量及其波動(dòng)范圍、煙氣溫度及其波動(dòng)范圍、SCR裝置進(jìn)口煙道上的煙氣壓力及其波動(dòng)范圍、煙氣中的粉塵含量、煙氣中的二氧化硫含量等對(duì)脫硝效率和催化劑影響較大的參數(shù),只有煙氣參數(shù)完全符合設(shè)計(jì)值,才允許投入SCR裝置。如果出現(xiàn)個(gè)別參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值過(guò)大的情況,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析,評(píng)估其危害性質(zhì)和嚴(yán)重性,預(yù)先估計(jì)其后果并考慮補(bǔ)救措施,最終確認(rèn)SCR裝置投入或退出運(yùn)行。l 鍋爐啟動(dòng)和SCR系統(tǒng)投運(yùn)過(guò)程中采取的措施鍋爐啟動(dòng)和SCR系統(tǒng)投運(yùn)過(guò)程中,在運(yùn)行調(diào)整上采取必要的措施,控制煙氣溫度的上升速度,避免對(duì)設(shè)備造成損害,特別是在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)必須進(jìn)行預(yù)熱。為了減少機(jī)械應(yīng)力對(duì)催化劑模塊

29、的傷害,在煙氣溫度低于70時(shí),嚴(yán)格控制煙氣溫度上升速度不超過(guò)5/min;煙氣溫度升高到120前,煙氣溫度上升速度不超過(guò)10/min;煙氣溫度高于120到催化劑運(yùn)行溫度間,升溫速度可以增加到60/min。在SCR系統(tǒng)啟動(dòng)次序上做調(diào)整。首先,開(kāi)SCR入口煙氣擋板啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)和送風(fēng)機(jī)用冷空氣清洗SCR煙氣系統(tǒng)和催化劑模塊;鍋爐在滿足點(diǎn)火條件的情況下,使煙氣溫度升高加熱反應(yīng)器到120以上;鍋爐具備了投煤條件,啟動(dòng)一次風(fēng)機(jī)投粉使煙氣溫度升高加熱反應(yīng)器到310以上。其次,啟動(dòng)稀釋空氣風(fēng)機(jī),開(kāi)稀釋空氣出口擋板,使空氣流量大于3200m3/h(遠(yuǎn)期效率為85%時(shí)的空氣流量為5400m3/h),氨從蒸發(fā)器供給已準(zhǔn)

30、備好。最后,滿足氨閥開(kāi)啟條件后,開(kāi)啟氨供應(yīng)閥向AIG供應(yīng)氨切換到由NOx自動(dòng)控制噴氨量。l 啟動(dòng)前的全面復(fù)查啟動(dòng)前對(duì)SCR系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)檢查,確保設(shè)備系統(tǒng)良好、可靠,嚴(yán)禁帶病運(yùn)行。特別是利用每次停爐機(jī)會(huì)加強(qiáng)檢查:保證各層催化劑籃子上面應(yīng)無(wú)任何異物,催化劑無(wú)短缺、碎裂;保證所有保溫表面的有效性,以防灼傷操作人員及烤壞儀表電器;認(rèn)真確認(rèn)所有儀表的安裝質(zhì)量、功能的有效性、精度等級(jí)核定、零點(diǎn)漂移調(diào)整等與設(shè)計(jì)要求是否相符。機(jī)組啟動(dòng)前做好重要儀器儀表的調(diào)整試驗(yàn)工作,如NOx,O2分析儀的調(diào)整,檢查控制閥、連鎖閥動(dòng)作情況,檢查所有電路、電氣安裝的正確性等。平時(shí)運(yùn)行中檢查所有檢查孔、人孔門(mén)、設(shè)備進(jìn)出孔是否已可靠

31、關(guān)閉,所有公用設(shè)施(蒸汽、壓縮空氣、水、氨氣等)是否已正確到位;同時(shí)加強(qiáng)檢查所有膨脹支座和膨脹節(jié)位置的正確性,保證沿膨脹方向上無(wú)異物阻擋;檢查鋼結(jié)構(gòu)主要受力,梁撓度是否在允許值范圍內(nèi);通煙后在預(yù)設(shè)的檢查點(diǎn)檢查殼體熱變形值;熱態(tài)檢查儀表電氣工作的正確性。l 保證吹灰器正常運(yùn)行和吹灰效果每一吹灰器通過(guò)就地控制柜的手動(dòng)按鈕進(jìn)行試車(chē),吹灰器的所有控制和順序功能均由分散控制系統(tǒng)(DCS)實(shí)現(xiàn)。與鍋爐本體的吹灰器同等對(duì)待,每臺(tái)反應(yīng)器的吹灰器按從上至下的催化劑層依次運(yùn)行,即上一層催化劑的吹灰器在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)依次啟動(dòng)運(yùn)行后,再開(kāi)始運(yùn)行下一層催化劑的吹灰器,保證每臺(tái)反應(yīng)器每次只有1臺(tái)吹灰器運(yùn)行。避免催化劑在運(yùn)行

32、中產(chǎn)生堵塞和大量積灰,一方面降低脫硝效率,另一方面損害催化劑的使用壽命。為保證吹灰效果,吹灰蒸汽從鍋爐屏式過(guò)熱器吹灰蒸汽管道減壓站之后由1根主管引出,再由支管分別引入反應(yīng)器的每個(gè)催化劑層吹灰器入口的本體控制閥控制蒸汽吹入反應(yīng)器;為保證吹灰器運(yùn)行可靠,每一吹灰器配有2個(gè)限位開(kāi)關(guān),當(dāng)吹灰器耙子完全伸出和完全收回時(shí)觸發(fā);每一吹灰器配有一對(duì)就地按鈕,保證在遠(yuǎn)控失靈的情況下用于就地投退吹灰器。在日常運(yùn)行過(guò)程中,嚴(yán)格控制設(shè)定吹灰汽源壓力在1.52.5MPa。既要保證吹灰汽源壓力達(dá)到預(yù)期的吹灰效果(特別是對(duì)于燃用湖南灰分在50%左右的地煤),又要控制壓力在合適范圍內(nèi),防止壓力過(guò)高吹損催化劑。同時(shí),要選擇適當(dāng)

33、吹灰汽源溫度,防止吹灰汽源溫度過(guò)高造成局部催化劑區(qū)域超過(guò)允許的430,致使局部催化劑失效;在吹灰汽源投入時(shí)做到疏水充分,避免由吹灰器帶水造成催化劑粘灰而影響脫硝效率。l 結(jié)論因?yàn)榇呋瘎┲脫Q費(fèi)用約占系統(tǒng)總價(jià)的60%70%,脫硝系統(tǒng)催化劑的折舊壽命直接決定著SCR系統(tǒng)的運(yùn)行成本。湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司催化劑的設(shè)計(jì)使用壽命為45年,如果由于SCR系統(tǒng)運(yùn)行使用、維護(hù)不夠合理使催化劑提前失效進(jìn)行催化劑的置換、部分或整體更換,將進(jìn)一步加大催化劑的折舊成本。正常使用壽命期內(nèi),湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司脫硝系統(tǒng)每年設(shè)備折舊費(fèi)用為1000萬(wàn)左右,如果催化劑提前1個(gè)月失效,那么在使用壽命期內(nèi)每年設(shè)備折舊費(fèi)用將增加

34、至1020萬(wàn)左右,可見(jiàn)SCR脫硝系統(tǒng)催化劑的使用壽命對(duì)運(yùn)營(yíng)成本影響極大。湖南華電長(zhǎng)沙發(fā)電有限公司對(duì)SCR系統(tǒng)在運(yùn)行使用、維護(hù)操作上采取了一系列的嚴(yán)格防護(hù)措施以力求延長(zhǎng)(或保證)催化劑的使用壽命,但其實(shí)際效果還有待于靠脫硝效率和催化劑的實(shí)際失效時(shí)間來(lái)驗(yàn)證。3.1.10 國(guó)家關(guān)于火電廠氮氧化物的環(huán)保政策需求氮氧化物的控制是國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的客觀需求,脫硝行業(yè)的發(fā)展將得到國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)的有力支持。國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)(以下簡(jiǎn)稱綱要)將能源和環(huán)境列為重點(diǎn)領(lǐng)域。綱要指出我國(guó)“一次能源消費(fèi)以煤為主,化石能的大量消費(fèi)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染”,提出要“促進(jìn)煤炭的清

35、潔高效利用,降低環(huán)境污染。大力發(fā)展煤炭清潔、高效、安全開(kāi)發(fā)和利用技術(shù),并力爭(zhēng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”,并將“煤的清潔高效開(kāi)發(fā)利用”列為優(yōu)先主題,提出要“大力開(kāi)發(fā)燃煤污染物綜合控制和利用的技術(shù)與裝備等”。2009年2月18日全國(guó)環(huán)?？萍脊ぷ髟诰┡e行,會(huì)議上指出要“逐步建立比較完備的污染減排環(huán)?？萍贾误w系,特別要適應(yīng)開(kāi)展氮氧化物排放削減和控制的需要,盡快制訂氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn),出臺(tái)氮氧化物污染防治技術(shù)政策”。2009年6月3日,第十一屆國(guó)際環(huán)保產(chǎn)業(yè)展覽會(huì)暨環(huán)保產(chǎn)業(yè)報(bào)告會(huì)上,國(guó)家發(fā)改委環(huán)資司環(huán)保處處長(zhǎng)趙鵬高透露,發(fā)改委正在研究煙氣脫硝的經(jīng)濟(jì)政策和電價(jià)政策,并于今年開(kāi)展試點(diǎn)。在國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十一五”科技發(fā)展

36、規(guī)劃中,電力行業(yè)脫硝被列入新型工業(yè)化過(guò)程中重點(diǎn)解決的環(huán)境科技問(wèn)題,氮氧化物(NOx)的控制技術(shù)和對(duì)策則被列入?yún)^(qū)域大氣污染物控制重點(diǎn)解決的環(huán)境科技問(wèn)題。2003年12月23日發(fā)布、2004年01月01日實(shí)施的火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)火力發(fā)電鍋爐氮氧化物最高允許排放濃度進(jìn)行了規(guī)定,并且規(guī)定第3時(shí)段火力發(fā)電鍋爐須預(yù)留煙氣脫除氮氧化物裝置空間。3.2 SNCR3.2.1 簡(jiǎn)介SNCR脫硝技術(shù)是將NH3、尿素等還原劑噴入鍋爐爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為8501100的區(qū)域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和水，該技術(shù)以爐膛為

37、反應(yīng)器。SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%80%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。采用SNCR技術(shù)，目前的趨勢(shì)是用尿素代替氨作為還原劑。3.2.2 工作原理選擇性非催化還原(SNCR)脫除NOx技術(shù)是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為8001100的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。在8501100范圍內(nèi)，NH3或尿素還原NOx的主要反應(yīng)為：l NH3為還原劑：l 尿素為還原劑：SNCR還原NO的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感，爐膛上噴入點(diǎn)的選擇，也就是所謂的溫度窗口的選擇，是SNCR還原NO效率高低的關(guān)鍵

38、。一般認(rèn)為理想的溫度范圍為7001100,并隨反應(yīng)器類型的變化而有所不同。當(dāng)反應(yīng)溫度低于溫度窗口時(shí)，由于停留時(shí)間的限制，往往使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度較低反應(yīng)不夠徹底，從而造成NO的還原率較低，同時(shí)未參與反應(yīng)的NH3增加也會(huì)造成氨氣泄漏。而當(dāng)反應(yīng)溫度高于溫度窗口時(shí)，NH3的氧化反應(yīng)開(kāi)始起主導(dǎo)作用：從而，NH3的作用成為氧化并生成NO，而不是還原NO為N2?？傊?，SNCR還原NO的過(guò)程是上述兩類反應(yīng)相互競(jìng)爭(zhēng)、共同作用的結(jié)果。如何選取合適的溫度條件同時(shí)兼顧減少還原劑的泄漏成為SNCR技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵。3.2.3 系統(tǒng)組成SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過(guò)程是由下面四個(gè)基本過(guò)程完成：l 接收和儲(chǔ)存還原劑；l 在鍋爐

39、合適位置注入稀釋后的還原劑；l 還原劑的計(jì)量輸出、與水混合稀釋；還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)。3.2.4 特點(diǎn)技術(shù)成熟可靠，還原劑有效利用率高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定 設(shè)備模塊化，占地小，無(wú)副產(chǎn)品，無(wú)二次污染（1）優(yōu)點(diǎn)l 系統(tǒng)簡(jiǎn)單：不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置，而只需在現(xiàn)有的燃煤鍋爐的基礎(chǔ)上增加氨或尿素儲(chǔ)槽，氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單；l 系統(tǒng)投資?。合鄬?duì)于SCR的大約40美元kW-1 60美元kW-1的昂貴造價(jià)，由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單以及運(yùn)行中不需要昂貴的催化劑而只需要廉價(jià)的尿素或液氨，所以SNCR大約5美元kW-1 10美元kW-1的造價(jià)顯然更適合我國(guó)國(guó)情；l 阻力小：對(duì)鍋爐的正常運(yùn)行影響

40、較小；l 系統(tǒng)占地面積?。盒枰妮^小的氨或尿素儲(chǔ)槽，可放置于鍋爐鋼架之上而不需要額外的占地預(yù)算。3.2.5脫硝系統(tǒng)基本流程和添加劑效果基于純氨、氨水和尿素的溶液（比如satamin和carbamin二次添加劑）目前在很大程度上比較流行。通過(guò)選擇性非催化還原法，氨基在800-1050時(shí)NO生成氮?dú)夂退魵猓篘H2+NO H2O+N2當(dāng)使用含氨化合物的水溶液時(shí)，化合物分解就會(huì)釋放出氨氣。換言之，只有在霧化流體蒸發(fā)后氨氣才可以從含氨化合物中揮發(fā)出來(lái)。自由基之間的反應(yīng)選擇性并不是很強(qiáng)。因此充足的脫除添加劑還是必要的。圖1顯示了煙氣溫度950時(shí)化學(xué)配比因子NSR與NOx脫除量的關(guān)系。3.2.6 SNCR

41、系統(tǒng)及其影響因素如圖1，典型的SNCR系統(tǒng)由還原劑儲(chǔ)槽、多層還原劑噴入裝置以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。它的工藝簡(jiǎn)單，操作便捷。SNCR工藝可以方便地在現(xiàn)有裝置上進(jìn)行改裝。因?yàn)樗恍枰呋瘎┐矊樱鴥H僅需要對(duì)還原劑的儲(chǔ)存設(shè)備和噴射系統(tǒng)加以安裝，因而初始投資相對(duì)于SCR工藝來(lái)說(shuō)要低得多，操作費(fèi)用與SCR工藝相當(dāng)。一般情況下SNCR可達(dá)到60%至70%的NOx還原率，足以滿足有關(guān)環(huán)保要求。SNCR還原NO的化學(xué)反應(yīng)效率取決于煙氣溫度，高溫下停留時(shí)間，含氨化合物即還原劑注入的類型和數(shù)量、混合效率以及NOx的含量等等。（1）溫度對(duì)SNCR的還原反應(yīng)的影響溫度對(duì)SNCR的還原反應(yīng)的影響最大。當(dāng)溫度高于1 00

42、0時(shí)，NOx的脫除率由于氨氣的熱分解而降低；溫度低于1 000以下時(shí)，NH3的反應(yīng)速率下降，還原反應(yīng)進(jìn)行得不充分，NOx脫除率下降，同時(shí)氨氣的逸出量可能也在增加。由于爐內(nèi)的溫度分布受到負(fù)荷、煤種等多種因素的影響，溫度窗口隨著鍋爐負(fù)荷的變化而變動(dòng)。根據(jù)鍋爐特性和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，最佳的溫度窗口通常出現(xiàn)在折焰角附近的屏式過(guò)、再熱器處及水平煙道的末級(jí)過(guò)、再熱器所在的區(qū)域。（2） 還原劑在最佳溫度窗口的停留時(shí)間還原劑在最佳溫度窗口的停留時(shí)間越長(zhǎng)，則脫除NOx的效果越好。NH3的停留時(shí)間超過(guò)1 s則可以出現(xiàn)最佳NOx脫除率。尿素和氨水需要0.3 s0.4 s的停留時(shí)間以達(dá)到有效的脫除NOx的效果。（3） SNC

43、R工藝所用的還原劑類型SNCR工藝所用的兩種最基本的還原劑是無(wú)水泊液氨和尿素。為了獲得理想的NOx脫除效率，還原劑的用量必須比化學(xué)計(jì)量的要多。大多數(shù)過(guò)量的還原劑分解為氮?dú)夂虲O2，但是，也有微量的氨和CO會(huì)殘留在尾氣中，造成氨的泄漏問(wèn)題。其中氨的泄漏量一般小于2.510-5，比較好的情況下可以小于10-5。在用尿素作還原劑的情況下，其N2O的生成幾率要比用氨作還原劑大得多，這是因?yàn)槟蛩乜煞纸鉃镠NCO，而HNCO又可進(jìn)一步分解生成為NCO，而NCO可與NO進(jìn)行反應(yīng)生成氧化二氮：在以尿素為還原劑的操作系統(tǒng)中，可能會(huì)有高至10%的NOx轉(zhuǎn)變?yōu)镹2O，不過(guò)這可以通過(guò)比較精確的操作條件控制而達(dá)到削減N

44、2O生成的目的。另外，如果操作條件未能控制到優(yōu)化的狀態(tài)，亦可排放出大量的CO。為了提高SNCR對(duì)NOx的還原效率，降低氨的泄漏量，必須在設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵的工藝參數(shù)：燃料類型、鍋爐負(fù)荷、爐膛結(jié)構(gòu)、受熱面布置、過(guò)量空氣量、NOx濃度、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及CO濃度等。（4） 總結(jié)SNCR裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、操作方便、價(jià)格低廉，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的NOx還原技術(shù)。相對(duì)于別的脫硝技術(shù)來(lái)說(shuō)，它是目前適合我國(guó)國(guó)情的脫硝技術(shù)的最佳選擇。3.3 低氮燃燒用改變?nèi)紵龡l件的方法來(lái)降低NOx的排放，統(tǒng)稱為低NOx燃燒技術(shù)。3.3.1工作原理氮氧化物的生成與溫度有密切的關(guān)系，一般火焰溫度越高，氮氧化物的生成

45、越多，反之亦然，這也是流化床爐得以環(huán)保的原因之一。低氮燃燒器一般把一次風(fēng)分成濃淡兩股，濃相在內(nèi)，更靠近火焰中心；淡相在外，貼近水冷壁。濃相在內(nèi)著火時(shí)，火焰溫度相對(duì)較高，但是氧氣比相對(duì)較少，故生成的氮氧化物的幾率相對(duì)減少；淡相在外，氧氣比相對(duì)較大，但由于距火焰高溫區(qū)域較遠(yuǎn)，溫度相對(duì)較低，故氮氧化物的生成也不會(huì)很多。根據(jù)氮氧化合物生成機(jī)理，影響氮氧化合物生成量的因素主要有火焰溫度、燃燒器區(qū)段氧濃度、燃燒產(chǎn)物在高溫區(qū)停留時(shí)間和煤的特性，而降低氮氧化合物生成量的途徑主要有兩個(gè)方面：降低火焰溫度，防止局部高溫；降低過(guò)量空氣系數(shù)和氧濃度，使煤粉在缺氧的條件下燃燒。3.3.2 種類（1）低過(guò)量空氣燃燒使燃燒

46、過(guò)程盡可能在接近理論空氣量的條件下進(jìn)行，隨著煙氣中過(guò)量氧的減少，可以抑制NOx的生成。這是一種最簡(jiǎn)單的降低NOx排放的方法。一般可降低NOx排放1520%。但如爐內(nèi)氧濃度過(guò)低（3%以下），會(huì)造成濃度急劇增加，增加化學(xué)不完全燃燒熱損失，引起飛灰含碳量增加，燃燒效率下降。因此在鍋爐設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)，應(yīng)選取最合理的過(guò)量空氣系數(shù)。（2）空氣分級(jí)燃燒基本原理是將燃料的燃燒過(guò)程分階段完成。在第一階段，將從主燃燒器供入爐膛的空氣量減少到總?cè)紵諝饬康?075%（相當(dāng)于理論空氣量的80%），使燃料先在缺氧的富燃料燃燒條件下燃燒。此時(shí)第一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)1，因而降低了燃燒區(qū)內(nèi)的燃燒速度和溫度水平。因此，不但延

47、遲了燃燒過(guò)程，而且在還原性氣氛中降低了生成NOx的反應(yīng)率，抑制了NOx在這一燃燒中的生成量。為了完成全部燃燒過(guò)程，完全燃燒所需的其余空氣則通過(guò)布置在主燃燒器上方的專門(mén)空氣噴口OFA（overfireair）稱為火上風(fēng)噴口送入爐膛，與第一級(jí)燃燒區(qū)在貧氧燃燒條件下所產(chǎn)生的煙氣混合，在1的條件下完成全部燃燒過(guò)程。由于整個(gè)燃燒過(guò)程所需空氣是分兩級(jí)供入爐內(nèi)，故稱為空氣分級(jí)燃燒法。這一方法彌補(bǔ)了簡(jiǎn)單的低過(guò)量空氣燃燒的缺點(diǎn)。在第一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)的過(guò)量空氣系數(shù)越小，抑制NOx的生成效果越好，但不完全燃燒產(chǎn)物越多，導(dǎo)致燃燒效率降低、引起結(jié)渣和腐蝕的可能性越大。因此為保證既能減少NOx的排放，又保證鍋爐燃燒的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，必須正確組織空氣分級(jí)燃燒過(guò)程。若用空氣分級(jí)燃燒方法改造現(xiàn)有煤粉爐，應(yīng)對(duì)前墻或前后墻布置燃燒器的原有爐膛進(jìn)行改裝，將頂層燃燒器改作火上風(fēng)噴口，將原來(lái)由頂層燃燒器送入爐膛的煤粉中形成富燃料燃燒，從而NOx生成?？山档?530%。新設(shè)計(jì)的鍋爐可在燃燒器上方設(shè)火上風(fēng)噴口。（3）燃料分級(jí)燃燒在燃燒中已生成的NO遇到烴根CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CnHm時(shí)，會(huì)發(fā)生NO的還原反應(yīng)，反應(yīng)式為：4NO+CH4=2N2+CO2+2H2