鍋爐燃用低熱值高灰分燃料,尾部灰濃度遠高于煤粉鍋爐,會造成SCR反應(yīng)器催化劑磨損嚴重、使用壽命降低,將使運行費用增加較大;省煤器后煙溫較煤粉爐低,設(shè)計310℃左右為SCR脫硝反應(yīng)的溫度下限,不利于SCR反應(yīng)器提高脫硝效率;由于催化劑的加入會將SO2氧化為SO3并與逃逸氨反應(yīng)生成硫酸氨和硫酸氫銨,易造成空預(yù)器積灰堵塞和腐蝕且系統(tǒng)阻力增加較大,影響機組運行安全。鑒于以上因素,不考慮采用SCR或者SNCR+SCR聯(lián)合脫硝工藝。
SNCR適用于CFB機組,首先其爐膛出口溫度一般在850——1000℃區(qū)間內(nèi),在SNCR工藝高效“溫度窗”內(nèi);其次燃燒后煙氣分三股分別經(jīng)過分離器,在分離器內(nèi)劇烈混合且停留時間超過1.5秒,為SNCR工藝提供了天然的優(yōu)良反應(yīng)器;最后由于CFB燃燒技術(shù)是一種低NOX燃燒技術(shù),CFB鍋爐出口NOX濃度較低,再通過SNCR工藝,可確保出口濃度達到環(huán)保要求;此外SNCR工藝投資和運行費用都低于SCR工藝,工業(yè)試驗和國外運行經(jīng)驗均表明SNCR系統(tǒng)用于CFB鍋爐,設(shè)計合理可達50%以上脫硝效率,氨逃逸可低于8ppm。
綜合比較認為:采用SNCR脫硝技術(shù),對該項目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小,不影響機組運行的安全,不需要進行針對性設(shè)備改造。SNCR脫硝技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)相比,具有工程實施較為簡單易行,投資及運行成本低,占地面積少,建設(shè)工期短,氮氧化物排放可達到環(huán)保要求。根據(jù)滿足布置要求,投資成本經(jīng)濟合理,本工程推薦采用SNCR工藝。
2、SNCR脫硝系統(tǒng)還原劑的選擇:
SNCR脫硝系統(tǒng)還原劑有液氨、氨水、尿素三種。
1)液氨:
優(yōu)點:噴入爐膛后會迅速揮發(fā)成氣體,不會造成爐內(nèi)受熱面濕壁、腐蝕;
缺點:氨氣有毒、可燃、可爆,儲存的安全防護要求高,需相關(guān)消防安全部門審批才能大量儲存、使用;采用液氨的SNCR相對而言系統(tǒng)比較復(fù)雜,初期投資費用高,運行維護費用高,管道損失大,液氨泄漏事故頻繁發(fā)生,從安全方面考慮,建議不采用液氨作為還原劑;
2)氨水:
優(yōu)點:噴射剛性、穿透力比氨氣噴射高;
缺點:氨水惡臭、揮發(fā)性和腐蝕性強,有一定的操作安全要求,由于含大量的稀釋水,儲存、輸送系統(tǒng)復(fù)雜;
3)尿素:
采取一般的工業(yè)、農(nóng)業(yè)用尿素作為還原劑,其含氮量在46%以上,其運輸、儲存、輸送都無需特殊的安全防護措施。
尿素作為主要的工業(yè)、農(nóng)用物資,其較大生產(chǎn)規(guī)模的廠家在福建省就有三明化工廠、福建富寶騰達化工有限公司等企業(yè),可以保證還原劑--尿素的供應(yīng);其價格:根據(jù)2012年11月份市場預(yù)測福建地區(qū)尿素市場價格穩(wěn)中有落,當(dāng)?shù)啬蛩仄髽I(yè)主流出廠報價2020元/噸左右,近期尿素廠家生產(chǎn)基本正常,產(chǎn)品主供當(dāng)?shù)厥袌鲂枨螅?dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用肥需求淡季,尿素廠家銷售情況不理想,尿素出廠報價穩(wěn)中有落,目前當(dāng)?shù)啬蛩仄髽I(yè)出廠報價2000-2030元/噸左右,近期外省尿素到貨平穩(wěn),當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商隨行就市出貨,目前當(dāng)?shù)厥袌雠l(fā)報價2100元/噸左右。
從安全、采購、投資、運行成本、系統(tǒng)復(fù)雜性等方面綜合考慮,選用尿素作為NOX還原劑。
3、還原劑噴射點的選擇:
SNCR法的NOx脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3與NOx的化學(xué)計量比、混合程度、反應(yīng)時間等,CFB鍋爐的煙氣溫度一般在920℃以下,分離器區(qū)域煙氣溫度在870——908℃之間,SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要,若溫度過低,NH3的反應(yīng)不完全,容易造成NH3逃逸;而溫度過高,NH3則容易被氧化為NO,抵消了NH3的脫硝效果。溫度過高或過低都會導(dǎo)致還原劑損失和NOx脫除率下降。
對于SNCR脫硝還原劑(尿素或液氨)而言,CFB鍋爐均能提供合適的溫度區(qū)間供還原劑與NOx發(fā)生反應(yīng),達到脫除NOx的目的。
根據(jù)目前各研究機構(gòu)對循環(huán)流化床鍋爐的研究,SNCR最佳還原劑注射點為旋風(fēng)分離器入口。根據(jù)流場計算及實測煙氣在旋風(fēng)分離器內(nèi)平均停留時間將大致大于1S,而旋風(fēng)分離器內(nèi)溫度基本不變化,還原劑在合適溫度區(qū)間內(nèi)停留時間將超過1S,超過最佳反應(yīng)停留時間0.5秒,已經(jīng)足夠讓其充分反應(yīng)。
除了需要反應(yīng)時間外,還需要脫硝還原劑與煙氣的充分混合。CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器中,氣流的流場比較復(fù)雜,有分離器入口的轉(zhuǎn)向和加速、主氣流沿著分離器內(nèi)壁的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向等。隨著固相的分離,氣體也貼壁旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)過程中有回流區(qū)形成、為氣相的擴散和混合創(chuàng)造了非常好的條件。
氣相在旋風(fēng)分離器中的強烈混合,對噴氨脫硝反應(yīng)非常有利。在CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器內(nèi),還原劑與煙氣將得到非常好的混合,有利于提高脫硝效率。
根據(jù)SNCR法的NOx脫除效率影響因素,從利于提高脫硝效率方面考慮,還原劑噴射點選擇在為旋風(fēng)分離器入口。
綜合上述:采用SNCR脫硝技術(shù),對該項目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小,不影響機組運行的安全,不需要進行針對性設(shè)備改造;SNCR脫硝技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)相比,具有工程實施較為簡單易行,投資及運行成本低,占地面積少,建設(shè)工期短;該項目CFB鍋爐機組滿負荷燃用褐煤時,原始NOx排放濃度最高約為240mg/Nm3,SNCR脫硝效率可達60%,可控制NOx排放濃度低于100mg/Nm3,可滿足重點地區(qū)所有火電機組執(zhí)行特別污染排放限值要求(即NOx排放量全部達到50mg/Nm3)。根據(jù)滿足布置要求,投資成本經(jīng)濟合理,脫硝效率滿足國家和當(dāng)?shù)卣?,工藝成熟,安全可靠?/p>
廣東建樹環(huán)??萍加邢薰臼且患覍I(yè)從事工業(yè)廢水處理、工業(yè)廢氣處理和環(huán)境修復(fù)的環(huán)保設(shè)備研發(fā)與銷售服務(wù)的企業(yè)。為工業(yè)企業(yè)和市政工程等項目提供工業(yè)廢水處理、工業(yè)廢氣處理、有機廢氣VOCs處理的一體化解決方案,從“工程設(shè)計”、“工程承包”、“設(shè)備采購”、“安裝調(diào)試”、“耗材銷售”、“運營管理”、“環(huán)評辦理”等環(huán)節(jié)提供專業(yè)的差異化服務(wù),聯(lián)系電話:135 5665 1700。