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        談150T/H循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝系統(tǒng)改造的優(yōu)化及應(yīng)用

        2014-10-17 12:47:08孫二慶
        企業(yè)導(dǎo)報(bào) 2014年14期
        關(guān)鍵詞:循環(huán)流化床

        孫二慶

        摘 要:本文根據(jù)焦煤(集團(tuán))電冶分公司150t/hCFB鍋爐脫銷項(xiàng)目改造及試運(yùn)情況,介紹了SNCR脫硝技術(shù)的工藝原理和特點(diǎn),有針對(duì)性的設(shè)計(jì)開發(fā)了滿足工藝要求的脫銷系統(tǒng),并對(duì)改造進(jìn)行了優(yōu)化,確定了工程設(shè)計(jì)參數(shù)。應(yīng)用效果表明,脫硝效率達(dá)到設(shè)計(jì)要求,NOx排放量低于國(guó)家環(huán)保要求200mg/M3。

        關(guān)鍵詞:脫硝技術(shù);循環(huán)流化床;NOx

        近年來,我國(guó)NOx排放總量還在不斷持續(xù)增長(zhǎng),其中70%左右的NOx是由煤燃燒所產(chǎn)生的,因此作為主要燃煤設(shè)備的工業(yè)鍋爐成為控制N0x排放所關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著環(huán)境治理壓力的增加以及國(guó)家環(huán)保要求變得越來越嚴(yán)格,煙氣排放控制技術(shù)迅速發(fā)展,目前主要的脫硝技術(shù)有選擇性催化還原技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)以及聯(lián)合脫硝技術(shù)。

        焦煤(集團(tuán))電冶分公司150t/h循環(huán)流化床鍋爐是由130t/h煤粉爐改造而成,型號(hào)為YG—150/3.82—M6,屬單汽包、自然循環(huán)鍋爐,采用由燃燒室、爐膛、旋風(fēng)分離器、返料器組成的循環(huán)燃燒系統(tǒng),脫銷采用的是以尿素為還原劑的非催化還原技術(shù)。

        一、SNCR脫硝工藝原理、特點(diǎn)及流程圖

        (1)SNCR脫硝工藝原理:SNCR脫硝工藝是利用爐膛做為反應(yīng)器,把還原劑如氨氣、尿素稀溶液等噴入爐膛溫度為850一l050℃的區(qū)域,還原劑迅速熱分解出NH,并與煙氣中的

        NOx進(jìn)行反應(yīng)生成N,和H,O。以尿素作為還原劑的主要化學(xué)反應(yīng)為:(NH4)2 CO——2NH2+CO;NH2+No——N2+H20;

        CO+NO ——N2+C02。(2)SNCR脫硝技術(shù)特點(diǎn):所需設(shè)備占地面積小,且相對(duì)于SCR設(shè)備簡(jiǎn)單,施工量減少,縮短了工程實(shí)施時(shí)間,對(duì)于改造機(jī)組而言,在場(chǎng)地限制較大的情況下更便于工程實(shí)施;SNCR在于脫硝過程中不使用催化劑,且不導(dǎo)致

        SO2/SO3氧化,造成空預(yù)器堵塞的機(jī)會(huì)非常??; SNCR?工藝整個(gè)還原過程在鍋爐內(nèi)部進(jìn)行,不需要另外設(shè)立反應(yīng)器;適合老電廠的改造。(3)我公司脫銷系統(tǒng)圖及主要工藝設(shè)備參數(shù)。我公司脫銷系統(tǒng)的組成主要有尿素供應(yīng)站、稀釋計(jì)量模塊、爐前噴射模塊、自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。

        二、尿素溶液的配置

        尿素溶液配制系統(tǒng)主要由尿素儲(chǔ)區(qū)(建筑面積54 m2,實(shí)際堆放面積約40 m2,按一天尿素耗量約4T,80袋考慮,儲(chǔ)量約

        10-12天)、一個(gè)溶解罐(25m3),二個(gè)尿素溶液儲(chǔ)存罐(2×45m3)以及相應(yīng)的輸送模塊組成。將尿素固體加入尿素溶解罐中配制成40%濃度的尿素溶液,輸送到尿素溶液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。

        三、尿素溶液的輸送

        為了將40%濃度尿素溶液稀釋成5-10%濃度尿素溶液,根據(jù)液路和水路上流量計(jì)讀數(shù),分別調(diào)節(jié)液路和水路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度,調(diào)整進(jìn)入混合器的尿素量和稀釋水量。使液路泵流量和水路泵流量控制在一個(gè)合適比例范圍。稀釋成5-10%濃度的尿素溶液經(jīng)過混合器到分配噴射模塊的噴射系統(tǒng)。

        四、霧化噴槍

        霧化噴槍是脫硝系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備,一般由壓縮空氣系統(tǒng)、液體管路系統(tǒng)、霧化噴槍、套管等組成。我公司脫銷系統(tǒng)以尿素作為還原劑,將噴槍布置在鍋爐出口、分離器入口水平煙道區(qū)域,由于這段區(qū)域煙溫在850—1050℃之間,是還原煙氣的最佳反應(yīng)窗口,且煙道狹窄便于尿素與煙氣充分接觸、均勻。每側(cè)4支噴槍,噴槍為氣動(dòng)伸縮式推進(jìn)裝置,噴槍是否投運(yùn)和調(diào)整由中控操作人員根據(jù)鍋爐煙氣中氮氧化物監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)決定,噴槍定位單支人工可控。

        噴槍設(shè)計(jì)存在的問題及解決辦法:噴槍口附近水冷壁,時(shí)間長(zhǎng)會(huì)引起鍋爐水冷壁的泄漏,被迫停爐。要解決此問題,需采取如下措施:a改進(jìn)噴射器結(jié)構(gòu);b改變噴嘴與水冷壁的夾角,使噴槍向下傾斜一定的角度(7°~10°);c保證噴槍不被高溫?zé)龘p的情況下盡可能增加深入深度;d噴槍口下方水冷壁上做好防磨措施;e適當(dāng)增大噴槍霧化蒸汽壓力。

        五、還原劑的選擇

        SNCR的還原劑通常選用尿素和氨,但是與氨相比,尿素優(yōu)點(diǎn)更為突出:A. 不易燃燒和爆炸,運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用比較簡(jiǎn)單安全;B. 尿素?fù)]發(fā)性比氨水溶液小,因此在爐膛煙氣中的穿透性號(hào),有利于混合;C. 尿素的溫度窗口比氨水高50℃左右,符合大容量鍋爐的實(shí)際要求;D. 尿素溶液比氨水的脫銷率較高。 因此,我公司選擇尿素作為還原劑。

        六、應(yīng)用效果

        目前該系統(tǒng)已經(jīng)投運(yùn)兩個(gè)多月,從各項(xiàng)數(shù)據(jù)分析,滿足期初設(shè)計(jì)要求。

        結(jié)語:隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格,眾多電廠鍋爐及其他燃煤裝置迫切需要高效、經(jīng)濟(jì)的脫銷技術(shù)。在循環(huán)流化床鍋爐分離區(qū)采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的SNCR脫硝技術(shù)可以滿足當(dāng)今嚴(yán)格的氮氧化物排放要求,符合我國(guó)的國(guó)情。

        參考文獻(xiàn):

        [1] 路濤;賈雙燕;李曉蕓 關(guān)于煙氣脫硝SNCR工藝及其技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[期刊論文]-現(xiàn)代電力 2004(01)

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