我國65%的NOX是燃煤產(chǎn)生的,而我國又是最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國,因NOX對人體有害、引發(fā)酸雨、并且是光化學(xué)煙霧的重要產(chǎn)生原因。電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、焚燒爐、燃?xì)廨啓C(jī)等的煙氣會向環(huán)境排放NO和NO2等氮氧化物(NOX”),氮氧化物(NOX)是造成大氣污染的主要污染物,可通過以下脫硝方案控制NOX排放:分級燃燒、選擇性非催化還原(SNCR)及選擇性催化還原(SCR)。
1. 分級燃燒
實施方式包括低NOX燃燒器(LNB)和燃料再燃。但分級燃燒技術(shù)對NOX的生成和排放控制有一定限度,此方案適應(yīng)NOX的排放要求相對較低的項目。
2. 選擇性非催化還原(SNCR)
2.1原理:
選擇性非催化還原(SNCR)脫除NOx技術(shù)是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為850℃~1 100℃的區(qū)域,該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物,隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。采用NH3作為還原劑,在溫度為850℃~1 100℃的范圍內(nèi),還原NOx的化學(xué)反應(yīng)方程式主要為:4NH3+4NO+O2-4N2+6H2O 4NH3+2NO+2O2-3N2+6H2O 8NH3+6NO2-7N2+12H2O。
而采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學(xué)反應(yīng)為:(NH4)2CO-2NH2+CO NH2+NO-N2+H2O CO+NO-N2+CO2
2.2系統(tǒng)構(gòu)成 SNCR脫硝系統(tǒng)主要包括尿素存儲系統(tǒng)、尿素溶液配制系統(tǒng)、尿素溶液儲存系統(tǒng)、溶液噴射系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)。
2.2.1 尿素供應(yīng)站
尿素存儲系統(tǒng)、尿素溶液配制系統(tǒng)和尿素溶液儲存系統(tǒng)集中布置, 共同組成尿素供應(yīng)站(以下簡稱“尿素站”)。它的主要設(shè)備包括:干尿素儲倉,計量倉,螺旋輸送機(jī),配液池,尿素溶液儲罐,尿素溶液輸送泵和水加壓泵。在尿素站內(nèi), 完成尿素儲存、尿素溶液配制的任務(wù), 泵送到爐前噴射系統(tǒng)。
2.2.2 爐前噴射系統(tǒng)
爐前噴射系統(tǒng)由若干層噴射層組成, 每層由噴射器組成。噴射層布置在爐膛燃燒區(qū)域上部和爐膛出口處, 以適應(yīng)鍋爐負(fù)荷變化引起的爐膛煙氣溫度變化, 使尿素溶液在最佳反應(yīng)溫度窗口噴入爐膛。每層噴射層都設(shè)有總閥門控制本噴射層是否投運(yùn), 不投運(yùn)的噴射槍則由氣動推進(jìn)器帶動退出爐膛避免高溫受熱。各噴射層的尿素管道和霧化蒸汽管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門, 控制噴射層的流量。
2.2.2 自動控制系統(tǒng) 本公司研制的專用自動控制系統(tǒng),采用獨(dú)立的可編程序邏輯控制器(PLC), 系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)置工程師站 (兼操作員站), 預(yù)留OPC 通信接口與電廠分散控制系統(tǒng) (DCS)通信; 系統(tǒng)設(shè)有必要的報表、查詢和報警等功能??刂葡到y(tǒng)根據(jù)采集的相關(guān)信號, 控制、調(diào)節(jié)主要設(shè)備運(yùn)行情況和噴槍運(yùn)行情況, 實現(xiàn)高效脫硝。
控制子系統(tǒng)包含:還原劑流量控制系統(tǒng)、噴射控制系統(tǒng)、冷卻水控制系統(tǒng)、空氣和空氣凈化控制系統(tǒng)、溫度檢測系統(tǒng)等。
2.3優(yōu)缺點(diǎn)
選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)系統(tǒng)簡單:不需要改變現(xiàn)有鍋爐的設(shè)備設(shè)置,而只需在現(xiàn)有的燃煤鍋爐的基礎(chǔ)上增加氨或尿素儲槽,氨或尿素噴射裝置及其噴射口即可,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單;
(2)系統(tǒng)投資小:相對于SCR的昂貴造價,由于系統(tǒng)簡單以及運(yùn)行中不需要昂貴的催化劑而只需要廉價的尿素或液氨,所以SNCR大的造價更具有優(yōu)勢;
(3) 阻力?。簩﹀仩t的正常運(yùn)行影響較小;
(4) 系統(tǒng)占地面積小:需要的較小的氨或尿素儲槽,可放置于鍋爐鋼架之上而不需要額外的占地預(yù)算;
(5)其缺點(diǎn)是NOx還原率相對較低。
2.4影響因素
SNCR還原NO的化學(xué)反應(yīng)效率取決于煙氣溫度,高溫下停留時間,含氨化合物即還原劑注入的類型和數(shù)量、混合效率以及NOx的含量等等。為了提高SNCR對NOx的還原效率,降低氨的泄漏量,必須在設(shè)計階段重點(diǎn)考慮以下幾個關(guān)鍵的工藝參數(shù):燃料類型、鍋爐負(fù)荷、爐膛結(jié)構(gòu)、受熱面布置、過量空氣量、NOx濃度、爐膛溫度分布、爐膛氣流分布以及CO濃度等。
2.5技術(shù)特點(diǎn)
技術(shù)成熟可靠、還原劑有效利用率高、初次投資低、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備模塊化,占地小、無副產(chǎn)品,無二次污染。
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