利進(jìn)卓（廣州市環(huán)境保護(hù)技術(shù)設(shè)備公司廣東廣州510030）

某廠65t/h燃煤鏈條鍋爐煙氣脫硝治理

利進(jìn)卓
（廣州市環(huán)境保護(hù)技術(shù)設(shè)備公司廣東廣州510030）

通過工程實(shí)例，介紹SNCR工藝處理65t/h燃煤鏈條鍋爐煙氣脫硝中各主要設(shè)備控制及參數(shù)說明。在投入運(yùn)行后滿足相關(guān)排放要求，處理效率約52.4%。

SNCR；脫硝；鏈條鍋爐

1 項(xiàng)目概況

某廠65t/h燃煤鏈條鍋爐需進(jìn)行煙氣脫硝處理，以減少氮氧化物的排放，改善周邊空氣質(zhì)量。根據(jù)鏈條鍋爐特性，擬采用SNCR脫硝處理技術(shù)，SNCR脫硝建設(shè)周期短、投資少，滿足設(shè)計(jì)要求。

2 污染物濃度及排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》及業(yè)主相關(guān)要求，本項(xiàng)目執(zhí)行氮氧化物排放濃度≤200mg/m3。

其氮氧化物初始濃度及排放標(biāo)準(zhǔn)如下：

初始濃度：≤350mg/m3

處理后排放濃度：≤200mg/m3

3 處理工藝方案

3.1 鏈條鍋爐參數(shù)

鏈條鍋爐設(shè)計(jì)煤種為二類煙煤，NOx平均排放濃度約350mg/Nm3（6%O2,干基），煙氣量為90000Nm3/h。

3.2 SNCR脫硝處理工藝介紹

SNCR（選擇性非催化還原法脫硝技術(shù)）系統(tǒng)工藝脫除煙氣中的NOx，首先利用爐膛作為反應(yīng)器，在爐膛上方設(shè)置噴射口噴入還原劑（尿素水溶液），進(jìn)行SNCR的反應(yīng)。爐膛溫度在900～1100℃的溫度區(qū)域，還原劑能夠快速熱解成NH3并和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，把NOx還原為N2和H2O，最后達(dá)標(biāo)排放。

本項(xiàng)目采用尿素(CO(NH2)2)為還原劑，使得操作系統(tǒng)更為安全可靠，而不必當(dāng)心氨泄露而造成新的污染。反應(yīng)式如下：

總的反應(yīng)方程式為：

當(dāng)溫度超過1100℃時(shí)，NH3會(huì)被氧化成NO，反而造成NOx排放濃度增大。其反應(yīng)為：

當(dāng)煙氣溫度過高情況下，超過了還原反應(yīng)溫度窗口時(shí)，NH3就被氧化成NOx：

SNCR工藝的NOx脫除效率，主要取決于反應(yīng)時(shí)間、NH3和NOx的化學(xué)計(jì)量比、反應(yīng)溫度、混合程度等。SNCR工藝的溫度控制相當(dāng)重要，其最佳反應(yīng)溫度是950℃。

當(dāng)反應(yīng)溫度過低，NH3的反應(yīng)不完全，并且容易造成NH3泄漏；而反應(yīng)溫度過高，NH3則容易被氧化成NOx，影響了NH3的脫除效率。故反應(yīng)溫度過高或過低時(shí)，都會(huì)導(dǎo)致還原劑的損失和NOx脫除率下降。

3.3 SNCR工藝流程及說明

圖1 SNCR工藝流程圖

本脫硝裝置主要由三個(gè)系統(tǒng)組成，一是SNCR計(jì)量/噴射模塊系統(tǒng)，另一個(gè)是還原劑制備供應(yīng)系統(tǒng)，再加上儀表和控制系統(tǒng)。

（1）SNCR計(jì)量/噴射模塊系統(tǒng)

在爐膛前設(shè)有爐前噴射裝置，設(shè)置有一定數(shù)量的噴射層，每層由一定數(shù)量的噴射器組成。噴射層布置在爐膛燃燒區(qū)域的上部，噴射裝置由單獨(dú)閥門控制，以便于適應(yīng)鍋爐由于負(fù)荷變化引起的爐膛煙氣溫度的變化，從而有利于尿素溶液在最佳反應(yīng)溫度窗口噴入爐膛。

（2）還原劑制備供應(yīng)系統(tǒng)

投加尿素在溶解罐中，用蒸汽增溫便于尿素溶解，配制40%的尿素溶液。再由泵輸送至尿素溶液儲(chǔ)罐，在儲(chǔ)罐中的尿素溶液經(jīng)蒸汽加熱后再用水在靜態(tài)混合器混合作用下將尿素溶液稀釋至10%。稀釋后的10%尿素溶液再泵入爐膛，并在空氣的作用下形成霧狀，并在爐膛內(nèi)進(jìn)行脫硝反應(yīng)。

（3）儀表和控制系統(tǒng)

脫硝控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)兩部分功能，一部分為尿素系統(tǒng)的控制，主要實(shí)現(xiàn)尿素的卸載，儲(chǔ)罐的轉(zhuǎn)運(yùn)。另一部分為反應(yīng)器區(qū)的控制，主要實(shí)現(xiàn)NOx脫出濃度的控制及反應(yīng)器各工況的監(jiān)視、噴射器的控制等。

3.4 SNCR技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

（1）SNCR的脫硝效率約50%，也作為低NOx燃燒技術(shù)的補(bǔ)充處理手段；

（2）化學(xué)增強(qiáng)劑可以使用來改善潛在有副產(chǎn)物的控制能力，并且在還原NOx時(shí)能夠擴(kuò)大溫度范圍；

（3）SNCR技術(shù)是目前已投入商業(yè)運(yùn)行中較為成熟的煙氣脫硝技術(shù)；

（4）目前霧化控制模式和NOx測(cè)量等技術(shù)較為成熟，可以更好地控制脫硝還原劑的混合程度和噴入劑量，使其具有更高更穩(wěn)定的脫硝效率。

4 SNCR脫硝系統(tǒng)主要設(shè)備表

（1）尿素溶液高壓泵，1臺(tái)，5m3/h，60m，2.2kw

（2）尿素溶解裝置，1套，Ф2000×2000mm，SUS304

（3）尿素溶液稀釋裝置，1套，SUS304

（4）尿素溶液儲(chǔ)罐系統(tǒng)，1套，Ф3000×2500mm，SUS304

（5）尿素溶液噴射模塊，1套，INJ-NT-65

（6）SNCR控制系統(tǒng)，1套

5 SNCR脫硝處理效果及結(jié)論

SNCR脫硝系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試投入運(yùn)行后，經(jīng)檢測(cè)分析煙氣中氮氧化物處理效果如下：

處理前濃度：341 mg/Nm3；處理后濃度：162 mg/Nm3

上述工程實(shí)例證明，65t/h燃煤鏈條鍋爐100%負(fù)荷運(yùn)行，噴射10%濃度尿素溶液300L/h，煙氣脫硝處理效率約52.4%，滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求。SNCR脫硝技術(shù)，其建設(shè)周期短、基建投資少、不使用催化劑、運(yùn)行成本較低，有著較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，比較適合于現(xiàn)有中小型鍋爐改造項(xiàng)目。

[1]潘濤，田剛．廢水處理工程技術(shù)手冊(cè)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010，311-324．

[2]李培紅，張克峰等．工業(yè)廢水處理與回收利用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001，20-22．

[3]張自杰．環(huán)境工程手冊(cè)—水污染防治卷[M]．北京：高等教育出版社，1996．