1、循环流化床锅炉烟气脱硝控制系统的设计与实现摘 要目前，我国的空气质量变得越来越差，污染越来越严重，尤其是在一些重工业地区。氮氧化物（NOx）是造成大气污染的主要成分之一，据官方统计，2011 年全国氮氧化物排放量 2404 万吨，在我国，NOx 排放量近 70%来自于煤炭的直接燃烧，火力发电厂是 NOx 排放的主要来源之一，若无控制，到 2020 年氮氧化物排放总量将达到 3000 万吨，给我国大气环境带来巨大的威胁，如何经济有效地控制电厂燃煤中 NOx 的排放量成为节能减排领域中急需解决的关键问题。本文就脱硝技术的发展、工艺、方法、原理等方面进行阐述，结合本公司煤泥、煤矸石混烧的循环流化床锅
2、炉的实际情况，选择一种最适合的工艺，设计一套最优化的控制系统，实现 NOx 的稳定达标排放，达到国家环保的最新标准。关键词烟气脱硝；NOx；循环流化床锅炉；SNCR 中图分类号：TG996 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）14-0079-01 目前氮氧化物的控制技术主要分为两种，一种是在燃烧过程中控制NOx 的产生，主要有低氮燃烧技术、循环流化床洁净燃烧技术（CFBC） 、整体煤气化联合循环（IGCC） 、洁净煤发电技术等。另一种是烟气脱硝技术，使 NOx 在形成后被净化，主要有选择性催化还原（SCR） 、选择性非催化还原（SNCR） 、SCR-SNCR 联合技术等成熟
3、技术。1 由于循环流化床锅炉采用低温燃烧和分级燃烧：低于燃烧化学当量的一次风从炉膛底部加入.这样析出的燃料氮不能充分与氧反应产生氮氧化物，二次风在炉膛底部还原区的上部加入，使过量空气达到 20%，燃料氮已转化为分子氮，在还原区以上形成 NOx 的机会也较小；循环流化床锅炉床温在 800-900范围内而煤粉炉的炉膛温度为 1400-1600，因此循环流化床锅炉 NOx 排放量大大低于煤粉锅炉。2 SNCR 系统按照模块化进行设计，主要有（1）氨储罐模块、 （2）储罐注液模块、 （3）氨输送模块、 （4）稀释水模块、 （5）计量混合模块、（6）氨喷射模块、 （7）控制单元模块七部分组成。3 国家环
4、境保护部于 2011 年 7 月 29 日正式发布了火电厂大气污染物排放标准 （GB 13223-2011） 。4 混合 SNCRSCR 烟气脱硝技术并非是 SCR 工艺与 SNCR 工艺的简单组合，它是结合了 SCR 技术高效、SNCR 技术投资省的特点而发展起来的一种新型工艺。 SCR 和 SNCR 相同，都是在一定温度下，加入烟气中的氨或尿素溶液等与 NOx 发生还原反应，生成无害的氮气和水，不同之处是前者有催化剂的参与，而催化剂的参与降低了反应温度窗（由不加催化剂时的 800-1200降至 300-380或更低） ，并提高了反应效率。混合SNCRSCR 工艺具有两个反应区，通过布置在锅
5、炉炉墙上的喷射系统，首先将还原剂喷入第一个反应区炉膛，在高温下，还原剂与烟气中 NOx发生非催化还原反应，实现初步脱氮。然后，未反应完的还原剂进入混合工艺的第二个反应区反应器，进一步脱氮。混合 SNCRSCR 工艺最主要的改进就是省去了 SCR 设置在烟道里的复杂 AIG（氨喷射）系统，并减少了催化剂的用量。混合 SNCRSCR 工艺的优点是：（1）脱硝效率高，一般可达 80%以上；（2）催化剂用量小；（3）反应塔体积小，空间适用性强；（4）脱硝系统阻力小；（5）降低腐蚀危害；（6）简化还原剂喷射系统等。5 SNCR 烟气脱硝技术具有投资少、运行成本低和不需要很大的场地的优点，但混合、温度、停
6、留时间和还原剂喷入方式等限制条件较多，需要严格控制氨的逃逸量，最大的缺点是脱硝效率较低，且受锅炉结构尺寸影响大。SCR 技术氨的逃逸量小，投资较高，占地面积大，但脱硝效率在 85%以上，对炉膛的影响较小，可以符合更高环保标准的要求，因而被广泛采用。混合 SNCRSCR 技术，最主要的优点就是省去了 SCR 设置在烟道里的复杂的氨喷射系统，并减少了催化剂的用量，其投资费用少，是具有前景的烟气脱硝技术，但牵涉的系统多，对技术要求高。6 选择性催化还原法是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硝工艺，特别在德国和日本，应用该工艺的机组容量约占两国电站脱氮装机总容量的 90%以上。该方法在要求高脱硝效率
7、（大于 80%）的工程项目中是唯一成功大规模商业化的技术。目前，我国已投运的烟气脱硝机组以新建机组为主，且大部分采用选择性催化还原法（SCR）工艺技术。8 循环流化床（CFB）锅炉的 NOx 排放比传统的煤粉炉和炉排炉要低很多。这主要是由于 CFB 锅炉床温一般情况下为约 870，而其它炉型的燃烧温度要超过 1100。此外，CFB 锅炉采用分级燃烧也有效地更进一步降低了 NOx。如果对 NOx 排放有更加严格的要求则可以通过在 CFB 锅炉中使用选择性非催化还原（SNCR）技术来进一步降低 NOx 的排放。9 CFB 锅炉是不同于常规的一种新型燃烧方式的锅炉10 参考文献 1 王方群，杜云贵，
8、刘艺，王小敏.国内燃煤电厂烟气脱硝发展现状及建议J.中国环保产业，2007，1：18-22. 2 陈伟，陈一平.循环流化床锅炉特点及其发展现状J.湖南电力，2005，25（1）：59-62. 3 王平.SNCR 脱硝系统模块控制原理及技术特点J.广东化工，2012，2：102-103. 4 GB 13223-2011，火电厂大气污染物排放标准S. 5 蔡小峰，李晓芸.SNCRSCR 烟气脱硝技术及其应用J.电力环境保护，2008，24（3）：26-29. 6 苏永.火力发电厂烟气脱硝技术研究 J.热电技术，2009， （2）：40-50. 7 DL/T 335-2010，火电厂烟气脱硝（SCR）系统运行技术规范S. 8 杨超，张杰群，郭婷婷，王仁虎.火力厂 SCR 烟气脱硝技术及其催化剂研究进展 J.热电技术，2011， （3）：11-14. 9 姜鹏志.循环流化床锅炉低 NOx 排放特性及利用 SNCR 脱氮技术 J.电力技术，2010， （6）. 10 岑可法， 倪明江， 骆仲泱， 等.循环流化床锅炉理论设计与运行M.北京中国电力出版社，1998.112-203.
