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SNCR脱硝技术在循环流化床锅炉上的应用

2018-06-04 17:36编辑:acetocafe.com人气:


北极星环保网讯:近年来,SNCR脱硝技术在循环流化床锅炉上的应用问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先介绍了SNCR脱硝工艺原理及特点,分析了循环流化床锅炉选择SNCR脱硝技术的可行性。在探讨影响脱硝效果主要因素的基础上,结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就SNCR脱硝技术在循环流化床锅炉上的应用展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。

SNCR脱硝技术在循环流化床锅炉上的应用

1前言

作为循环流化床锅炉运转过程中的一项重要方面,SNCR脱硝技术的应用占据着极为关键的地位。该项课题的研究,将会更好地提升对SNCR脱硝技术的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化其在实际应用中的最终整体效果。

2SNCR脱硝工艺原理及特点

2.1SNCR脱硝工艺原理

SNCR脱硝技术是指在没有催化剂的作用下,向温度区域为850~1100℃的炉膛中喷入氨基还原剂,还原剂迅速热解成NH3与烟气中NOx反应生成N2,炉膛中会有一定量氧气存在,喷入的还原剂会选择性地与NOx反应,而不被O2所氧化。还原剂一般采用氨、氨水或尿素。

2.2SNCR脱硝技术特点

SNCR脱硝工艺技术系统简单、占地面积少、技术成熟、一次性投资少、运行费用低、操作方便、还原剂选择范围较广、不需要任何催化剂、无SO2/SO3转化率问题、不增加烟气阻力、无二次污染、施工周期短、脱硝设备故障或检修时,锅炉和发电机组完全可以正常运行,对锅炉机组的运行影响甚小,适用于电厂老机组改造,是一种经济实用的脱硝技术。

3循环流化床锅炉选择SNCR脱硝技术的可行性

随着环保要求的不断提高循环流化床锅炉采用SNCR技术基本可以满足当今严格的NOx排放标准的要求,SNCR技术最大NOx脱除率可达70%-80%。从满足环保排放标准及投资角度考虑,SNCR作为一种经济实用的脱硝技术得到了广泛的推广和应用。

循环流化床锅炉具有一个非常有效的还原剂喷入点和混合反应器-旋风分离器。分离器内的烟气扰动强烈,十分利于实现喷入的还原剂和烟气之间迅速而均匀地混合,分离器内气体流动路径较长,还原剂在反应区获得较长停留时间;SNCR反应温度窗口和炉膛烟气出口温度的范围比较吻合,不会出现NH3氧化反应问题。这些优点使循环流化床锅炉的SNCR系统可以取得50%-80%的实际脱硝效率,根据燃料不同,循环流化床锅炉采用SNCR技术,一般NOX排放控制在30-150ppm。

4影响脱硝效果的主要因素

4.1温度窗口的影响

在SNCR工艺中,最主要的是炉膛上喷入点的选取,即窗口温度的选择。对于尿素来说理想的温度范围是800-1150℃,温度高,还原剂被氧化成NOx,烟气中的NOx含量不减少反而增加;温度低,反应不充分,造成还原剂流失,对下游设备产生不利的影响甚至造成新的污染。

根据循环流化床锅炉炉内状况和烟道内温度场、烟气流场情况,采用CFD以及CKM模拟相结合技术。

4.2停留时间

任何反应都需要时间,所以还原剂必须和NOx在合适的温度区域内有足够停留时间,这样才能保证烟气中的NOx还原率。停留时间指的是反应物在炉膛上部对流区内的存在时间,SNCR的所有步骤必须在这里完成。这些步骤包括:注入的尿素和烟气的混合、水分的蒸发、尿素分解成氨、NH3分解成NH2和一些自由基、NOx的还原反应。加大停留时间有利于质量的输运和化学反应,从而提高了反应率。

4.3NH3/NOx摩尔比的影响

摩尔比的确定是由想得到的还原效率决定的。根据基本的化学反应方程式,还原2mol的NOx需要1mol的尿素或者2mol的氨。在实际中,需要注入比理论更多的还原剂以达到所需要的还原水平。

因为氨的的消耗涉及到运行的费用问题,所以所选用的摩尔比一般为临界值,NH3/NOx摩尔比一般控制在1.0~2.0之间,最大不要超过2.5。

4.4烟气与还原剂的混合情况

两者的充分混合是保证充分反应的又一个技术关键,是保证在适当的NH3/NOx摩尔比下得到较高的NOx还原率的重要环节。为了使还原反应充分进行反应,在尿素混合液喷入后需要立即扩散并与烟气混合,混合的实现是通过喷射系统,西安热工研究院自主知识产权设计的喷枪能够雾化还原剂成合适的液滴尺寸和分布。

5SNCR脱硝技术在循环流化床锅炉上的应用探讨

在循环流化床锅炉中可以使用三种SNCR脱硝系统:无水氨系统,尿素系统和水溶氨系统。每个系统都需要储存、运输、喷射和吹扫设备。

(来源:网络整理)

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