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循环流化床锅炉超低排放:CFB锅炉脱硝技术分析

2019年02月26日 热度:11 ℃

在环保的大形势下,循环流化床锅炉超低排放已经成为主流发展方向,可促进CFB锅炉的不断完善,推动电力行业的绿色生态化发展。一般而言,CFB锅炉运行床温为850~950℃,可进行低温燃烧。在对运行参数适当控制下,排放的NOx质量浓度小于200mg/m3;但对于高挥发性煤种,高运行床温的锅炉,其排放的NOx质量浓度较大,可达到200mg/m3,无法实现近零排放要求,在其尾部需装配烟气脱硝系统。

现今,常用的脱硝方法为选择性非催化还原(SNCR)法、选择性催化还原(SCR)法。

(1)SNCR

SNCR技术运行程序简单、效率高、费用低,但对温度要求较高,有着极强的依赖性。煤粉锅炉中脱硝率仅为30%,煤粉锅炉还原剂有着极长的穿透深度,还原剂与烟气混合程度不足,反应时间短。CFB锅炉在除硝过程中,在低温燃烧作用下初始排放浓度较低,热力型与燃料型NOx急剧减少。

此外,CFB锅炉中的旋风分离器在850℃时处于SNCR反应范围内。旋风分离器内烟气流动路径长,扰动幅度明显,还原剂与烟气可在此作用下迅速混合,还原剂可长时间停留于反应区中,脱硫效率更高。

(2)SCR

在CFB锅炉脱硝处理中,利用SCR技术可实现80%以上的脱硝率。现今,该技术主要用于电除尘器前。CFB锅炉中,使用高灰煤的情况下,由于飞灰的磨损性,加之其中有害物质的影响极易导致催化剂中毒,使得脱硝效率降低。SO3与逃逸氨进行反应,生成NH4HSO4。这种物质黏性大,极易附着于催化剂上,使得催化剂与烟气隔绝,无法正常反应,继而堵塞尾部空预器。针对此问题,可对催化剂壁厚与节距进行合理控制,以有效把控逃逸氨,使其满足高灰条件下的声波吹灰要求。

利用SNCR技术进行脱硝处理、实现近零排放过程中,有时仅仅利用SNCR技术无法达到最佳的近零排放效果。譬如,在NOx的质量浓度小于200mg/m3情况下,要实现排放的质量浓度为50mg/m3,则应用该技术的脱硝效率需要超过75%,并且还要利用“SNCR+SCR”技术的联合方法,即:使用SNCR工艺的尿素等还原剂氨喷到分离器入口,利用SCR技术实现逃逸氨与催化剂的反应,达到高效的脱硝。

这是以低成本的SNCR技术结合SCR技术的高效脱硝效率,相互融合,扬长避短,与CFB锅炉脱硝分部实施相契合。首先进行SNCR工艺装配,再进行SCR工艺装配,使其与现今环保要求相匹配。对于大型CFB锅炉,除了装配SCNR常规装置,还需在尾部留置“1+1”SCR催化剂空间,在未能达到环保要求时,可增加SCR装置,需要提高催化剂活性效率时,可增加催化剂配置。

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