循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

1、<p>　　循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　[摘 要]目前，我國的空氣質(zhì)量變得越來越差，污染越來越嚴重，尤其是在一些重工業(yè)地區(qū)。氮氧化物（NOx）是造成大氣污染的主要成分之一，據(jù)官方統(tǒng)計，2011年全國氮氧化物排放量2404萬噸，在我國，NOx排放量近70%來自于煤炭的直接燃燒，火力發(fā)電廠是NOx排放的主要來源之一，若無控制，到2020年氮氧化物排放總量將達到3000萬噸

2、，給我國大氣環(huán)境帶來巨大的威脅，如何經(jīng)濟有效地控制電廠燃煤中NOx 的排放量成為節(jié)能減排領(lǐng)域中急需解決的關(guān)鍵問題。本文就脫硝技術(shù)的發(fā)展、工藝、方法、原理等方面進行闡述，結(jié)合本公司煤泥、煤矸石混燒的循環(huán)流化床鍋爐的實際情況，選擇一種最適合的工藝，設(shè)計一套最優(yōu)化的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)NOx的穩(wěn)定達標排放，達到國家環(huán)保的最新標準。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]煙氣脫硝；NOx；循環(huán)流化床鍋爐；SNCR </p>

3、;<p>　　中圖分類號：TG996 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）14-0079-01 </p><p>　　目前氮氧化物的控制技術(shù)主要分為兩種，一種是在燃燒過程中控制NOx的產(chǎn)生，主要有低氮燃燒技術(shù)、循環(huán)流化床潔凈燃燒技術(shù)（CFBC）、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）、潔凈煤發(fā)電技術(shù)等。另一種是煙氣脫硝技術(shù)，使NOx在形成后被凈化，主要有選擇性催化還原（SCR）、選擇性非

4、催化還原（SNCR）、SCR-SNCR聯(lián)合技術(shù)等成熟技術(shù)。[1] </p><p>　　由于循環(huán)流化床鍋爐采用低溫燃燒和分級燃燒：低于燃燒化學當量的一次風從爐膛底部加入.這樣析出的燃料氮不能充分與氧反應產(chǎn)生氮氧化物，二次風在爐膛底部還原區(qū)的上部加入，使過量空氣達到20%，燃料氮已轉(zhuǎn)化為分子氮，在還原區(qū)以上形成NOx的機會也較??；循環(huán)流化床鍋爐床溫在800-900℃范圍內(nèi)而煤粉爐的爐膛溫度為1400-1600℃，因

5、此循環(huán)流化床鍋爐NOx排放量大大低于煤粉鍋爐。[2] </p><p>　　SNCR系統(tǒng)按照模塊化進行設(shè)計，主要有（1）氨儲罐模塊、（2）儲罐注液模塊、（3）氨輸送模塊、（4）稀釋水模塊、（5）計量混合模塊、（6）氨噴射模塊、（7）控制單元模塊七部分組成。[3] </p><p>　　國家環(huán)境保護部于2011年7月29日正式發(fā)布了《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011）。

6、[4] </p><p>　　混合SNCR―SCR煙氣脫硝技術(shù)并非是SCR工藝與SNCR工藝的簡單組合，它是結(jié)合了SCR技術(shù)高效、SNCR技術(shù)投資省的特點而發(fā)展起來的一種新型工藝。 SCR和SNCR相同，都是在一定溫度下，加入煙氣中的氨或尿素溶液等與NOx發(fā)生還原反應，生成無害的氮氣和水，不同之處是前者有催化劑的參與，而催化劑的參與降低了反應溫度窗（由不加催化劑時的800-1200℃降至300-380℃或更低），

7、并提高了反應效率?；旌蟂NCR―SCR工藝具有兩個反應區(qū)，通過布置在鍋爐爐墻上的噴射系統(tǒng)，首先將還原劑噴入第一個反應區(qū)――爐膛，在高溫下，還原劑與煙氣中NOx發(fā)生非催化還原反應，實現(xiàn)初步脫氮。然后，未反應完的還原劑進入混合工藝的第二個反應區(qū)――反應器，進一步脫氮?；旌蟂NCR―SCR工藝最主要的改進就是省去了SCR設(shè)置在煙道里的復雜AIG（氨噴射）系統(tǒng)，并減少了催化劑的用量?；旌蟂NCR―SCR工藝的優(yōu)點是：（1）脫硝效率高，一般可達8

8、0%以上；（2）催化劑用量?。唬?）反應塔體積小，空間適用性強；（4）脫硝系統(tǒng)阻力??；（5）降低腐蝕危害；（6）簡化還原劑噴射系統(tǒng)等。[5] </p><p>　　SNCR煙氣脫硝技術(shù)具有投資少、運行成本低和不需要很大的場地的優(yōu)點，但混合、溫度、停留時間和還原劑噴入方式等限制條件較多，需要嚴格控制氨的逃逸量，最大的缺點是脫硝效率較低，且受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響大。SCR技術(shù)氨的逃逸量小，投資較高，占地面積大，但脫硝效率

9、在85%以上，對爐膛的影響較小，可以符合更高環(huán)保標準的要求，因而被廣泛采用?；旌蟂NCR―SCR技術(shù)，最主要的優(yōu)點就是省去了SCR設(shè)置在煙道里的復雜的氨噴射系統(tǒng)，并減少了催化劑的用量，其投資費用少，是具有前景的煙氣脫硝技術(shù)，但牽涉的系統(tǒng)多，對技術(shù)要求高。[6] </p><p>　　選擇性催化還原法是目前世界上技術(shù)最為成熟、應用最多的脫硝工藝，特別在德國和日本，應用該工藝的機組容量約占兩國電站脫氮裝機總?cè)萘康?0

10、%以上。該方法在要求高脫硝效率（大于80%）的工程項目中是唯一成功大規(guī)模商業(yè)化的技術(shù)。目前，我國已投運的煙氣脫硝機組以新建機組為主，且大部分采用選擇性催化還原法（SCR）工藝技術(shù)。[8] </p><p>　　循環(huán)流化床（CFB）鍋爐的NOx排放比傳統(tǒng)的煤粉爐和爐排爐要低很多。這主要是由于CFB鍋爐床溫一般情況下為約870℃，而其它爐型的燃燒溫度要超過1100℃。此外，CFB鍋爐采用分級燃燒也有效地更進一步降低了

11、NOx。如果對NOx排放有更加嚴格的要求則可以通過在CFB鍋爐中使用選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)來進一步降低NOx的排放。[9] </p><p>　　CFB鍋爐是不同于常規(guī)的一種新型燃燒方式的鍋爐[10] </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 王方群，杜云貴，劉藝，王小敏.國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝發(fā)展現(xiàn)

12、狀及建議[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2007，1：18-22. </p><p>　　[2] 陳偉，陳一平.循環(huán)流化床鍋爐特點及其發(fā)展現(xiàn)狀[J].湖南電力，2005，25（1）：59-62. </p><p>　　[3] 王平.SNCR脫硝系統(tǒng)模塊控制原理及技術(shù)特點[J].廣東化工，2012，2：102-103. </p><p>　　[4] GB 13223-2011，

13、火電廠大氣污染物排放標準[S]. </p><p>　　[5] 蔡小峰，李曉蕓.SNCR―SCR煙氣脫硝技術(shù)及其應用[J].電力環(huán)境保護，2008，24（3）：26-29. </p><p>　　[6] 蘇永.火力發(fā)電廠煙氣脫硝技術(shù)研究 [J].熱電技術(shù)，2009，（2）：40-50. </p><p>　　[7] DL/T 335-2010，火電廠煙氣脫硝（SCR

14、）系統(tǒng)運行技術(shù)規(guī)范[S]. </p><p>　　[8] 楊超，張杰群，郭婷婷，王仁虎.火力廠SCR煙氣脫硝技術(shù)及其催化劑研究進展 [J].熱電技術(shù)，2011，（3）：11-14. </p><p>　　[9] 姜鵬志.循環(huán)流化床鍋爐低NOx排放特性及利用SNCR脫氮技術(shù) [J].電力技術(shù)，2010，（6）. </p><p>　　[10] 岑可法， 倪明江， 駱仲