1、对锅炉脱硝工艺的应用探讨摘要：通过对脱硝方法 SCR、SNCR 的比较，结合电厂锅炉脱硝状况，实现 NOx 排放浓度的达标排放。 关键词：脱硝；SCR；SNCR 中图分类号：S210 文献标识码： A 影响燃煤锅炉 NOx 排放的因素有很多包括炉型煤种和运行工况等而现有的脱硝工艺包括低 NOx 燃烧技术和烟气脱硝技术（SNCR 和 SCR）各种技术的脱硝效率投资成本和运行成本各不相同在考虑现有排放标准和未来标准的修订情况下针对电站燃煤锅炉工业燃煤锅炉和流化床锅炉选择合适的脱硝工艺非常重要。 1.燃煤锅炉 NOx 的排放现状 燃煤锅炉 NO 生成的影响因素非常复杂，包括煤种、炉型和炉膛结构以及运
2、行工况等因素。目前中国燃用烟煤煤粉炉的 N0 排放统计中，100-200MW 锅炉排放量为 660990mg/m3，而 300600MW 锅炉则为 420-630mg/m3，而 1000MW 机组排放只有 250-400mg/m3 左右。但对于贫煤和无烟煤，由于煤的挥发份低，着火特性和稳燃特性差，一般采用 W 型锅炉，NO 排放基本都在 1000mg/m3 以上嘲。而工业锅炉和流化床的排放则相对要低一些，约为 200-500mg/m3 之间。 针对燃煤锅炉 N0 的排放，国家制定了相应的标准。而最新的火电厂大气污染物排放标准征求意见稿已经进行了二次修订，同时北京、上海和广州等发达地区制定了相应
3、的地方标准。随着国家标准的修订和地方标准的制定，包括工业锅炉在内的所有燃煤锅炉都需要考虑采用何种经济有效的脱硝技术才能满足未来的排放标准。 2.脱硝技术相关简介 国内外许多学者对燃煤锅炉 NOx 脱除进行了广泛的研究形成现有燃煤锅炉脱硝技术主要包括低 NOx 燃烧技术、循环流化床燃烧技术和烟气脱硝技术。低 NOx 燃烧技术是通过对锅炉运行方式的改进调整来降低 NOx的排放，而烟气净化技术主要有选择性无催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)两种。 (1)低 NOx 燃烧技术 低燃烧技术主要有低过量空气系数、空气分级燃烧、煤粉浓淡燃烧技术及三次风细粉再燃技术。但在实际应用中低 NOx 燃烧
4、技术影响锅炉的安全或效率，存在一定的局限性，NOx 排放浓度大约只能控制在400mg/m3 左右，需配合其他技术使用。 (2)循环流化床燃烧技术 循环流化床燃烧技术使得煤在 850左右燃烧减少了热力 NOx 的生成来源，排放可控制在 100mg/m3 以下。 SCR、SNCR 工艺技术的优缺点比较 3.1 选择性催化还原（SCR）技术的优缺点 SCR 技术的主要优点表现在以下几个方面：(1)反应温度较低，通常在 300-450；(2)脱硝率高，可达到 80%以上；(3)工艺设备紧凑，运行可靠；(4)还原后的氮气没有二次污染。但是，它也存在着一定的不足，主要表现在：(1)烟气成分复杂，其中一些成
5、分使催化剂中毒；(2)高分散的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降；(3)SCR 投资与运行费用也比较高。 3.2 选择性非催化还原（SNCR）技术的优缺点 SNCR 技术主要优点表现在以下几个方面：(1)系统简单，不需要改变现有锅炉的设备设置，而只需在现有的燃煤锅炉的基础上增加氨或尿素储槽，氨或尿素喷射装置及其喷射口即可，系统结构比较简单；(2)系统投资小，相对于 SCR 没有催化剂等投入,投资小；(3)阻力小,对锅炉的正常运行影响较小；(4)系统占地面积小,需要较小的氨或尿素储槽,可放置于锅炉钢架之上而不需要额外的占地预算。但是 SNCR 也存在着一定的缺点，例如脱硝效率低，脱硝剂喷射
6、不均与，导致 NH3 逃逸率较高，对下游设备造成负面影响。 燃煤锅炉脱硝工艺的选择 对于燃煤锅炉脱硝工艺选择要从脱硝工艺的工程投资和脱硝效率综合考虑，包括煤种的变化、现场空间和周围还原剂的来源及运行成本等因素。所以对于电站燃煤锅炉、工业锅炉和流化床锅炉应该采用不同的技术路线。 4.1 电站燃煤锅炉的脱硝工艺选择 采用低 NOx 燃烧技术是脱硝工艺的首选，目的是降低净化装置入口的 NOx 浓度，以达到减少初投资和运行费用的目的。在此基础上再考虑其它的脱硝工艺。通过分析比较，建议电站燃煤锅炉脱硝工艺的技术路线如下：(1)老电厂优先采用用低 NOx 燃烧技术改造，燃用烟煤锅炉在现场条件允许下增加 S
7、CR 系统或 SNCR 系统，而对贫煤或无烟煤锅炉，直接增加 SCR 系统。(2)新电厂应优先选用低 NOx 燃烧系统，加装或预留 SCR系统。 4.2 流化床锅炉的脱硝工艺选择 与煤粉锅炉相比，流化床锅炉本身是一种洁净煤燃烧技术，由于燃烧温度低，加上采用了分级燃烧，NOx 的排放量低于 300mg/Nm3，在现有的排放标准下是不需要采用其它的脱硝工艺。如果未来要求排放小于100mg/Nm3，可以考虑采用 SNCR 或者 SCR 工艺。 4.3 工业燃煤锅炉的脱硝工艺选择 我国的燃煤工业锅炉多以链条炉排锅炉为主，容量小而且分散，一般 NOx 排放为 300-500mg/m3。和电站燃煤锅炉相比
8、，工业锅炉的减排是个难点，采用 SNCR 技术，但锅炉没有足够的温度空间，针对锅炉负荷变化调整非常困难，而采用尾部的 SCR 技术，尽管可以达到很高的脱硝效率，但成本太高。另外，这两个技术都需要采用液氨系统或者尿素系统，要求很高的控制水平，而现有的工业锅炉普遍运行水平都不高，操作不当容易引起氨泄漏和氨逃逸偏大的风险。因此，如何根据现有的水平寻找一种简单有效的降低 NOx 排放的手段，烟气再循环技术和 CCS 燃烧技术被证明是可以降低 NOx 排放的有效手段。 (1)CCS 燃烧技术的运用。CCS 燃烧技术揉和了气化炉、燃气锅炉以及 OFA 的技术，对传统工业锅炉的进煤斗和炉排进行改造，安装一个
9、气化室，煤粉和石灰石的混合物从气化室的顶部进人，由于缺氧和高温环境下，燃料 N 被转化为 N2，气化产生的 CO 和 H2 到燃烧室与通过 OFA 喷入的空气混合燃烧充分。最终排放值可以控制到 100-200mg/Nm3 左右。 (2)烟气再循环技术的运用。烟气再循环技术是将烟气从锅炉尾部烟道引出并与送风机出口的空气混合进入风室，循环烟气中的一部分烟气则进人上部的 OFA 喷口，这样可以降低过量空气系数 15%-2O%。另外，可以对燃烬风喷口进行改造，增大燃烬风的穿透能力以改善炉膛内的混合，也可以设置单独的燃烬风风机和采用变频技术，使调节更加灵活。从理论上来说，烟气循环量越大，炉膛出口含氧量越
10、低，NOx 排放量就越低，但考虑到烟气再循环对锅炉效率的影响，一般烟链条锅炉进行烟气再循环改造，通过改造前后的对比测试表明，过量空气系数从 2.63 降低到1.75，NO 排放从 347.08 降低到 140.97mg/Nm3，减少了 59.4%。 结语 总而言之，对于不同的电厂，根据所在地要求的排放浓度限制以及锅炉结构特点等方面条件，选择不同的脱硝方式。对已运行时间较长的小机组，可以先改造燃烧器、OFA、再燃等项目。对已运行时间不是很长电厂，建设在城市或市郊的大机组，可采用 SNCR 和 SCR 联合改造的方案。对于运行时间不长，锅炉尾部还有较大空间安装 SCR 装置的大型机组,可采用烟气引出进行 SCR 系统改造,虽然初期投资较大,很有可能连带空预器和引风机同时改造,但该项改造可以做到一劳永逸。 参考文献： 柳宏刚，白少林现役各类 W 火焰锅炉 NOx 排放对比分析研究J热力发电，2007(3)
