刑 寧

（河南能信熱電有限公司，河南 許昌 461000）

循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝案例分析

刑 寧

（河南能信熱電有限公司，河南 許昌 461000）

SNCR脫硝技術是當今主流的火電廠煙氣脫硝技術，本文針對循環(huán)流化床鍋爐脫硝改造進行案例分析，對現(xiàn)場情況、脫硝方案選擇、工程實施等環(huán)節(jié)進行了闡述，最后分析了該方案的實施為企業(yè)帶來的環(huán)境效益。

循環(huán)流化床鍋爐；煙氣脫硝；選擇性非催化還原（SNCR）

煤炭是我國主要的能源，目前及今后很長一段時間，我國以煤為主的能源結構不會有根本的改變。我國消費的煤炭中，70%以上是以燃燒方式消耗的，燃煤電站是主力軍，燃煤鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙氣中NOx是人為NOx源的主要來源。因此，實現(xiàn)NOx排放的有效控制，是實現(xiàn)國家減排任務的重要工作。

1 循環(huán)流化床鍋爐在燃燒中的優(yōu)點

（1）燃料來源廣泛，CFB鍋爐獨特的燃燒工作方式使得CFB鍋爐幾乎可以使用所有固體燃料并能夠達到很高的燃燒效率。這使得CFB鍋爐能夠充分利用劣質燃料，對我國能源的綜合利用有著重要意義。

（2）高效脫硫脫硝。向爐內投入石灰石等脫硫劑、向煙氣中投入氨基脫硝劑可以達到深度脫硫與脫硝的目的。

（3）負荷調節(jié)范圍廣，CFB鍋爐的負荷調節(jié)范圍在30%～110%。這非常適合用于熱電廠或調峰電廠。

（4）灰渣綜合利用效果好，CFB鍋爐燃燒溫度低，灰渣不會黏結和軟化，活性好。有利于灰渣的廢物利用。

2 循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝案例分析

2.1 企業(yè)煙氣NOx排放現(xiàn)狀

某循環(huán)流化床鍋爐電廠建有兩臺超高壓、一次中間再熱480t/hCFB鍋爐，機組年發(fā)電量16億kwh。供電煤耗為379g/kwh，鍋爐熱效率為91%。現(xiàn)需要對鍋爐進行脫硝改造，存在問題如下。

（1）鍋爐煙氣尚未進行脫硝處理，經(jīng)測量NOx排放約為80-150mg/m3；

（2）場地受限，設備改造空間有限；

（3）該電廠位于市區(qū)附近，人口較稠密。

2.2 脫硝改造設計

該公司根據(jù)自身特點，結合現(xiàn)場實際情況，最終選擇了SNCR脫硝工藝，其特點如下：在適合的溫度窗口即高溫區(qū)域（800～1100℃）均勻噴入氨水或尿素溶液來實現(xiàn)NOx的脫除。SNCR脫硝技術的優(yōu)點是無需購買昂貴的催化劑，比較適合于改造環(huán)保要求不高的機組。該技術可通過現(xiàn)有中小型鍋爐的改造來實現(xiàn)，投資費用低。

該公司在還原劑的選取上考慮了以下的幾方面因素：

（1）該電廠非新建設電廠，多年來，該市版圖向外圍擴了很多，廠址周圍人口較稠密，安全評價不允許使用液氨，如果使用液氨作還原劑，一旦發(fā)生危險，后顧不堪設想，首先排除了液氨的可能。

（2）氨水國內采購為液體，采購過程無須壓力容器儲存，相比無水液氨安全很多，但國內氨水采購濃度為25%，對于大容量機組脫硝系統(tǒng)氨的用量較大，因此氨水制氨用于SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)的工程尚不多見，且該鍋爐每小時煙氣5×105立方米，使用氨水做還原劑，氨水的連續(xù)供應是個難題。

綜合以上原因考慮，最終該公司選擇了噴尿素SNCR脫硝工藝進行煙氣脫硝改造。

2.3 脫硝改造實施

在工程實施中，該公司循環(huán)流化床鍋爐噴尿素SNCR脫硝系統(tǒng)的煙氣脫硝系統(tǒng)由以下幾個子系統(tǒng)組成：

（1）固體尿素的運輸、接收、儲存系統(tǒng)，負責還原劑即袋裝顆粒尿素的收儲；

（2）尿素溶液配制系統(tǒng)可實現(xiàn)尿素溶液配制和溶液存放的功能，設有1個配液管和兩個存儲罐；

（3）尿素溶液輸送系統(tǒng)根據(jù)鍋爐負荷、NOx排放濃度及氨逃逸等情況在線通過變頻器控制計量泵把尿素溶液通過管道輸送到分流箱處，由兩臺ATJ-06計量泵來完成；

（4）尿素溶液計量和分配系統(tǒng)實現(xiàn)各噴射點的尿素溶液的均勻分配，霧化噴射的氣液比控制，保證尿素溶液能夠適量并均勻覆蓋整個煙氣流道達到與煙氣良好混合的目的；

（5）噴射系統(tǒng)在900～1150℃煙氣溫度區(qū)域，由上至下分4層共布置了8支墻式噴槍，每只噴槍覆蓋一米的噴射范圍。噴槍采用墻式尿素溶液雙霧化噴槍，尿素溶液壓力約0.3～ 0.4 MPa，壓縮空氣壓力約0.3～0.6MPa。

2.4 脫硝改造效果

通過對480t/h循環(huán)流化床鍋爐的噴尿素SNCR脫硝系統(tǒng)脫硝效果進行試驗，并根據(jù)噴入還原劑量對鍋爐熱損失進行了計算，得出結論：

（1）循環(huán)流化床鍋爐選用以尿素為還原劑的SNCR技術，脫硝效率可達40%～70%，脫硝效率遠高于文獻報道的SNCR30%～50%的脫硝效率，并且在尾部煙道并未觀測到NH3逃逸。循環(huán)流化床鍋爐的NOx自然排放較低，因此，單獨使用以尿素為還原劑的SNCR脫硝技術可以較低的NOx排放量，滿足嚴格的火電燃煤機組的污染物排放法規(guī)要求。

（2）循環(huán)流化床鍋爐噴尿素的SNCR系統(tǒng)簡單，安全性高，可靠性強。

（3）循環(huán)流化床鍋爐的SNCR系統(tǒng)在系統(tǒng)初始投資方面相比SCR系統(tǒng)低一半以上、運行費用等方面也低于其他可工業(yè)化的脫硝技術。向高溫煙氣中噴入常溫尿素溶液，引發(fā)的鍋爐熱損失大約0.6%，滿足國家要求，且可以依靠配制濃度較高尿素溶液來降低熱損失影響。

3 結語

煤炭是當今我國的主要能源之一，高效率低污染利用煤炭資源是我國火電企業(yè)的責任。當前，新的國家標準的頒布對火電企業(yè)污染物排放提出了更高的要求。本文的成果可以為火電廠特別是循環(huán)流化床鍋爐電廠提供有益的參考。

［1]楊建華，江烈等．循環(huán)流化床鍋爐設備及運行［M]．北京：中國電力出版社，2006.

［2]段傳和，夏懷祥等．選擇性非催化還原法（SNCR）煙氣脫硝［M]，北京，中國電力出版社，2012.

［3]秦光耀．SNCR脫硝技術在480t/h循環(huán)流化床鍋爐上的應用［J]．資源節(jié)約與環(huán)保，2014，10.

刑寧（1983—），男，河南遂平人，助理工程師，研究方向：煙氣脫硝。