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                淺談燃油燃氣工業(yè)鍋爐煙氣脫硝工藝

                發(fā)布時(shí)間:2021-01-17人氣:96

                煙氣脫硝技術(shù)在火電行業(yè)應用較廣,隨著(zhù)環(huán)保要求的提高,使用天然氣和油作為燃料的工業(yè)鍋爐的煙氣也需要進(jìn)行NOx 脫除。本文通過(guò)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),提出合理的適用于燃油、燃氣鍋爐煙氣脫硝的技術(shù)方案。
                1 脫硝工藝
                1.1 低氮燃燒法
                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(shù)就是通過(guò)控制燃燒區域的溫度和空氣量,以達到阻止NOx 生成、降低排放量的目的。
                低氮燃燒技術(shù)分為:燃燒優(yōu)化、分級燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)。
                燃燒優(yōu)化技術(shù)通過(guò)控制燃燒空氣量、保持燃燒器的配風(fēng)平衡、降低燃料中心的溫度,使燃料型NOx的生成降到最低,從而達到控制NOx排放的目的。
                煙氣再循環(huán)技術(shù)是將鍋爐尾部的低溫煙氣返送回爐膛,降低燃燒區域的溫度同時(shí)降低燃燒區域的氧的濃度,從而降低NOx的生成量。
                根據多年的運行經(jīng)驗,采用低氮燃燒方式的燃氣鍋爐的煙氣可降低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(shù)聯(lián)合使用。
                1.2 選擇性非催化還原法-SNCR法脫硝工藝
                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(fā)生化學(xué)反應,生成無(wú)污染的氮氣和水的過(guò)程。還原劑被噴入爐膛或爐膛出口,與煙氣中的NOx發(fā)生反應,脫硝率可達到50%。常用還原劑如液氨、氨水或者尿素等。采用氨為還原
                劑時(shí),適用的爐膛溫度區間為850~1100℃,采用尿素為還原劑時(shí),適用的爐膛溫度區間為950~1150℃。
                SNCR系統包括還原劑制備與存儲系統、加壓系統、計量分配系統、噴射系統等。通常采用尿素溶液為脫硝還原劑。尿素溶液通過(guò)輸送泵送入存儲罐;脫硝時(shí),輸送泵將尿素溶液加壓輸送到噴射裝置,霧化后噴入到煙氣中,在特定溫度區間與煙氣中NOx發(fā)生反應從而脫除煙氣所含的NOx。
                1.3 選擇性催化還原法-SCR法脫硝工藝
                SCR法脫硝是煙氣在催化劑的作用下,在反應器內和還原劑( 氨或尿素) 有選擇性的與將NOx反應,并生成無(wú)毒、無(wú)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、輸送系統和控制系統等。催化劑常采用蜂窩式、板式、波紋板式。燃油、燃氣鍋爐的催化劑通??讖?、節距較小。常用還原劑如液氨、氨水或者尿素等。因為氨水( 液氨) 有一定的危險性,在實(shí)際應用中多采用尿素作為還原劑。
                2 燃油、燃氣工業(yè)鍋爐脫硝方式的選擇
                燃油、燃氣工業(yè)鍋爐可分為水管鍋爐和火管鍋爐,火管鍋爐通過(guò)燃燒器將燃料噴入爐膛,采用火室燃燒,鍋爐結構緊湊?;鸸苠仩t多為WNS型臥式內燃火管鍋爐,出力一般不超過(guò)15~30t/h。爐膽是鍋爐的燃燒室,高溫煙氣經(jīng)過(guò)煙管在水域中經(jīng)過(guò)一次或兩次折返釋放熱量,從而加熱熱水。當鍋爐容量≥30t/h時(shí),燃油、燃氣鍋爐多為水管鍋爐。水管鍋爐通常有水冷壁、對流管束、鍋筒組成。
                對于水管結構的燃油燃氣鍋爐來(lái)說(shuō),鍋爐結構可以滿(mǎn)足爐內安裝還原劑噴嘴的要求,脫銷(xiāo)可采用低氮燃燒+SNCR法和低氮燃燒+SCR法。相對于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(shí)需結合項目環(huán)評要求并考慮項目的經(jīng)濟性。對于火管結構的燃油燃氣鍋爐來(lái)說(shuō),鍋爐多臥式內燃型,沒(méi)有爐內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(yè)鍋爐脫硝注意問(wèn)題
                針對小型燃油、燃氣鍋爐的煙氣脫硝方式有幾點(diǎn)注意問(wèn)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,對于具備實(shí)施條件的鍋爐可采用SNCR法,否則只能選擇SCR法。
                (2) 選用SCR法時(shí),應根據煙氣性質(zhì)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(yōu)先選用結構緊湊的板式或波紋狀蜂窩式結構型式的催化劑,溫度變化范圍較大或易結垢的燃重油或渣油鍋爐煙氣脫硝優(yōu)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,選擇在催化劑適宜溫度的煙道中布置,對于改造工程,煙道增設反應器應核算煙風(fēng)系統阻力,不能影響鍋爐的正常運行。

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