鏈條爐脫硝遼寧省脫硝公司
SCR技術(shù)早于上世紀70年代用于電站鍋爐的NOx控制,其原理是把還原劑氨氣噴入鍋爐下游300~400℃的煙道內(nèi),在催化劑作用下,將煙氣中NOx還原成無害的N2和H2O:
SCR是一種成熟的深度煙氣氮氧化物后處理技術(shù),無論是新建機組還是在役機組改造,絕大部分煤粉鍋爐都可以安裝SCR裝置。具有如下特點:脫硝效率可以高達95%,NOx排放濃度可控制到50mg/Nm3以下,是其他任he一項脫硝技術(shù)都無法單獨達到的; 催化劑在與煙氣接觸過程中,受到氣態(tài)化學物質(zhì)毒害、飛灰堵塞與沖蝕磨損等因素的影響,其活性逐漸降D,通常3~4年增加或更換一層催化劑。
氨氣與氮氧化物的反應(yīng)在催化劑中進行,催化劑通常布置在一個豎直向下的反應(yīng)器內(nèi),通道內(nèi)的煙氣流速控制在5~7m/s,為此,需在鍋爐煙道上增設(shè)一個龐大的反應(yīng)器。受制于鍋爐煙氣參數(shù)、飛灰特性及空間布置等因素的影響,根據(jù)反應(yīng)器的布置位置,SCR工藝可分為高灰型、低灰型和尾部型等:高灰型SCR是主流布置,工作環(huán)境相對惡劣,催化劑活性惰化較快,但煙氣溫度合適(300~400℃);低灰型SCR與尾部型SCR的選擇,主要是為了凈化催化劑運行的煙氣條件或者是受到布置空間的限制,由于需將煙氣加熱到300℃以上,只適合于特定環(huán)境。目前,國內(nèi)約有400~500臺機組安裝了SCR裝置,均采用高灰型布置工藝。
SCR系統(tǒng)通常分為氨區(qū)公用系統(tǒng)和反應(yīng)器系統(tǒng)兩部分,二者分開布置。其中,采用液an制備還原劑時,如考慮an全防火距離,ye氨儲存與供應(yīng)區(qū)域占地面積約3000~3500m2,如采用尿素制備還原劑,公用系統(tǒng)占地面積約400m2。
無論是新建機組還是在役機組改造,絕大部分煤粉鍋爐都可以安裝SCR裝置。SCR是一項成熟的技術(shù),脫硝效率穩(wěn)定。但是,催化劑和還原劑的使用,使它成為昂貴的脫硝技術(shù)。根據(jù)多個國內(nèi)項目的評估,使用SCR,發(fā)電成本將增加0.8~1.2分/kW.h。
選擇性非催化還原(SNCR)煙氣脫硝:SNCR技術(shù)是將氨基還原劑(如氨氣、an水、尿素)溶解稀釋到10%以下,利用機械式噴槍將還原劑溶液霧化成液滴噴入爐膛,熱解生成氣態(tài)NH3,在950~1050℃溫度區(qū)域(通常為鍋爐對流換熱區(qū))和沒有催化劑的條件下,NH3與NOx進行選擇性非催化還原反應(yīng),將NOx還原成N2與H2O。
SNCR工藝比較簡潔,具有如下特點:現(xiàn)代SNCR技術(shù)可控制NOx排放降D20~50%,脫硝效率隨機組容量增加而降D。對于300MW以上容量機組,脫硝效率基本控制在40%以下。根據(jù)國外的工程經(jīng)驗,該技術(shù)的脫硝效率約為25%~50%,受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大,多用作低NOx燃燒技術(shù)的補充處理手段。在大型鍋爐上運行業(yè)績較少,并且這種脫硝系統(tǒng)的效率很難滿足目前環(huán)保部門對脫硝系統(tǒng)的脫硝效率要求; SNCR裝置不增加煙氣系統(tǒng)阻力,也不產(chǎn)生新的SO3,氨逃逸濃度控制通常控制在5~10ppm以內(nèi)(SCR是3ppm);合適的反應(yīng)溫度窗口狹窄,為適應(yīng)鍋爐負荷的波動、提高氨在反應(yīng)區(qū)的混合程度與利用率,通常在爐膛出口屏式過熱器下方設(shè)置多層噴槍;霧化液滴蒸發(fā)與熱解過程需要吸收熱量,這會造成鍋爐效率降D約0.1~0.5個百分點;噴氨量的選擇要適當,少則無法達到預(yù)期的脫除NOx的效guo,過大將在尾部受熱產(chǎn)生硫酸銨,從而堵塞并腐蝕空氣預(yù)熱器,因此要求尾部煙氣中允許的氨的泄漏量應(yīng)小于5ppm,在這一條件限制下,非催化煙氣噴氨脫硝法的NOx降D率為30%~70%。
SNCR技術(shù)也是成熟的脫硝技術(shù),相對SCR而言,脫硝效率偏低。但是,由于它的低投資和低運行成本,特別適合小容量鍋爐的使用。目前在歐洲和美國的300MW燃煤電站鍋爐上已有采用該法運行經(jīng)驗,但市場占有率低。
混合型煙氣脫硝(SNCR/SCR):混合型SNCR/SCR技術(shù)是將SNCR與煙道型SCR結(jié)合,SNCR承擔脫硝和提供NH3的雙重功能,利用煙道型SCR將上游來的NH3與NOx反應(yīng)wan全,從而提高整體脫硝效率,彌補SNCR裝置效率有限的缺陷。技術(shù)特點如下:適應(yīng)于場地空間有限的特定環(huán)境,脫硝效率可達到95%左右;煙道阻力約增加小于150~500Pa,主要取決于催化劑的用量和煙道形式;整體脫硝效率低于70%時,煙道型SCR不需另設(shè)噴氨AIG裝置,但需要提高煙道型SCR的脫硝效率時,還得增設(shè)單獨的氨噴射系統(tǒng);早期的煙道型SCR反應(yīng)器布置在水平煙道上,煙氣水平流動,流速較高。改進后的煙道型SCR垂直布置,流速降D,提高了催化劑使用壽ming。
SNCR/SCR混合型脫硝技術(shù)是近些年實行起來的技術(shù),有其特定的應(yīng)用范圍。該技術(shù)的產(chǎn)生和應(yīng)用,同時也說明氮氧化物控制要講經(jīng)濟性和實用性。