联合脱硝技术在燃煤锅炉脱硝改造中的应用

表1�锅炉主要设计参数表(BMCR)蒸发量/(t∃h-1)额定蒸汽压力(过热器出口)/MPa额定蒸汽温度/%给水温度/%排烟温度/%4109.9540&5220135大同混煤,2000年锅炉燃烧煤种改为神华煤,针对锅炉结焦的问题进行了相应的喷燃器改造。表1~4分别给出了该锅炉的主要设计参数、设计煤种特性和烟气参数。表2�设计煤种煤质分析项目设计煤质校核煤质收到基水分Mar/%9.619.3收到基灰分Aar/%19.77&1018.08干燥无灰基挥发分Vdaf/%32.31&528.83收到基低位发热值Qne.tar/(MJ∃kg-1)22.44&2.09322.873可磨性系数HGI57.6457.64灰变形温度DT/%>1110>1110灰软化温度ST/%>1190>1160灰融化温度FT/%>1270>1240收到基碳Car/%58.5658.97收到基氢Har/%3.363.6收到基氧Oar/%7.288.3收到基氮Nar/%0.790.71收到基硫S,tar/%0.631.04表3�设计煤种灰成分分析表名称设计煤种校核煤种SiO2/%50.4153.17Al2O3/%15.7329.36Fe2O3/%23.647.75CaO/%3.932.75MgO/%1.270.9Na2O/%2.330.11TiO2/%01.44其它/%2.694.52表4�锅炉设计烟气参数主要参数数值烟气量/(m3∃h-1)382318上级省煤器出口温度/%401上级空预器出口温度/%320下级空预器出口烟温/%134NOx浓度(6%O2)/(mg∃m-3)2002�脱硝技术的选择目前降低NOx排放主要有两种措施。一是控制燃烧过程中NOx的生成,即降低NOx燃烧技术,二是对生成的NOx进行处理,即烟气脱硝技术。2�1�烟气脱硝技术比较目前,运用比较成熟的烟气脱硝技术主要有两种:SCR工艺和SNCR工艺。SCR和SNCR脱硝工艺的化学反应原理都是一样的,都是在烟气中喷入还原剂(尿素或者氨),在特定的温度范围内与烟气中的NOx进行选择性还原反应生成氮气(N2)和水蒸气(H2O)。SNCR工艺是在高温区(800~1250%)进行选择性还原反应。SCR工艺则是低温区(280~420%)在催化剂存在的条件下进行催化选择性还原反应。4NH3+4NO+O2∋4N2+6H2O采用催化剂的SCR工艺较不用催化剂的SNCR工艺主要具有两大优势:(1)可以达到更高的脱硝率;(2)发生选择性还原反应的温度区较低。但是,这两大优势是以大幅度增加投资和运行费用为代价的。但如果采取低NOx燃烧技术、SNCR/SCR法两种技术共同来脱硝,就可用相近的初投资,显著减少了运行费用。这种做法也是目前老机组改造的最经济和最流行的脱硝方法,已被实践证明是最有效可行的脱硝方法。表5为脱硝技术一般性比较,表6为SCR技术、SNCR技术的综合比较。表5�脱硝技术一般性比较所采用的技术脱硝效率/%工程造价运行费用低NOx燃烧技术(LNB,OFA,etc.)25~40中等低SNCR技术25~50低中等SCR技术70~90高中等SNCR/SCR混合技术40~90中等中等2�2�改造技术方案综合比较以上脱硝方案,由于属于老厂改造,热电分公司脱硝改造受限于现场条件,低NOx改造工程分三步进行。第一步已进行了燃烧器的改造,把NOx的生成量抑制在350mg/m3以内;第二步加装SNCR装置,NOx排放量又降到200mg/m3,在这样的基础上要把NOx排放量降到100mg/m3以下,进行第三步安装SCR脱硝装置。3�脱硝改造的实施3�1�燃烧器改造针对神华烟煤与准格尔煤混煤易于燃烧的特点,为兼顾NOx排放控制与降低飞灰可燃物含量,在2006-2007年度锅炉实施了燃烧器改造工49No.12�2010�������华北电力技术��NORTHCHINAELECTRICPOWER作。锅炉燃烧器经改造后采用了燃料(煤粉)再燃技术。改造后的燃烧系统具有如下特点:表6�烟气脱硝技术综合比较表内容SCRSNCR还原剂NH3或尿素尿素或NH3反应温度280~420%850~1250%催化剂成分主要为TiO2,V2O5,WO3不使用催化剂脱硝效率70%~90%大型机组25%至50%,小型机组配合LNB、OFA技术可达80%反应剂喷射位置多选择于省煤器与SCR反应器间烟道内通常炉膛内喷射SO2/SO3氧化会导致SO2/SO3氧化不导致SO2/SO3氧化NH3逃逸<3(10-65~10(10-6对空气预热器影响催化剂中的V、Mn、Fe等多种金属会对SO2的氧化起催化作用,SO2/SO3氧化率较高,而NH3与SO3易形成NH4HSO4造成堵塞或腐蚀不会因催化剂导致SO2/SO3的氧化,造成堵塞或腐蚀的机会为三者最低系统压力损失催化剂