燃煤锅炉烟气脱硝技术改造研究 肖兴

燃煤锅炉烟气脱硝技术改造研究肖兴

发表时间：2018-05-30T09:51:31.650Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：肖兴[导读] 摘要：在社会经济快速发展背景下，环境保护的重要性越来越突出，应采取措施来消除烟气排放问题。（广东珠海金湾发电有限公司 519000）摘要：在社会经济快速发展背景下，环境保护的重要性越来越突出，应采取措施来消除烟气排放问题。对于燃煤锅炉烟气排放来讲，近年来虽然采取了一系列的措施，但是取得的效果有限，仍然有较多的NOx物质进入到大气中，造成严重的大气污染问题。因此需要将脱硝技术应用到燃煤锅炉烟气排放管理中，并对原有技术工艺进行调整优化，获得更佳脱硝效果，本文对此进行了简单分析。

关键词：燃煤锅炉；烟气脱硝；环境保护燃煤锅炉所排放的烟气内含有大量的NOx物质，如果不对烟气中的NOx物质进行任何处理直接排放到空气内，必定会造成酸雨和光化学污染等严重的大气污染事件。在环境保护理念日益增强的今天，必须要明确燃煤锅炉烟气处理的必要性，并基于原有的脱硝技术工艺进行分析，确定实际应用中存在的缺陷，然后进行技术调整与优化，争取提高脱硝质量。

一、燃煤锅炉烟气脱硝分析我国煤炭需求量较大，是社会生产的主要能源之一，近年来燃煤锅炉容量不断增加，燃煤总量也持高不下。在此背景下每年排放的燃煤锅炉烟气总量非常大，含有大量的二氧化硫、氮氧化物以及颗粒物，如果不采取任何措施对其进行处理，直接排放到空气中，必定会造成大气污染。结合我国能源消耗总量不断增加的情况，想要实现可持续发展，必须要加强对烟气排放的管理，减少进入到大气中的氮氧化物浓度。国家已经颁发相应制度，要求燃煤锅炉烟气内氮氧化物排放质量浓度应在150mg/m3以内，新建燃煤锅炉氮氧化物排放质量浓度则应控制在100mg/m3以内，重点区域新建燃煤锅炉氮氧化物排放质量浓度应控制在50mg/m3以内，必须要采取有效措施进行科学控制[1]。对于以往所应用的烟气脱硫脱硝技术，虽然具有一定效果，但是想要完全满足实际生产需求，还需要做更深层次的研究与优化，消除存在的缺陷。

二、常见烟气脱硝技术

1.燃烧前脱硝在燃烧前进行脱硝处理，即需要在煤炭燃烧前先进行脱氮，有效去除氮元素后，从而减少所排放烟气内的NOx含量，达到脱硝的目的。就实际应用情况来看，受技术工艺水平限制，前期脱硝应用难度较大，并且需要较多成本作为支持，目前并未得到全面推广，仅仅可以作为一个脱硝研究的方向，还需要继续深入研究和实践[2]。

2.燃烧中脱硝煤炭燃烧过程中将会产生大量的氮氧化合物，在进行烟气脱硝处理时，便可以从燃烧过程着手，降低NOx物质的生成量，达到脱硝的目的。最为常用的即低氮脱硝技术，主要目的就是减少燃烧阶段的NOx物质，一般可去除30%左右，具有一定的脱硝效果。对比其他脱硝技术来讲，此阶段脱硝效果更为明显，并且所需成本较少，以及设备要求较低，占地面积小，因此在实际应用中具有更大优势。

3.燃烧后脱硝也可以选择燃烧后脱硝的方法来处理燃煤锅炉烟气排放问题，常见的如SCR脱硝技术与SNCR脱硝技术，且SCR脱硝技术应用范围更为广泛。SCR脱硝技术原理通过催化还原反应，在300℃～400℃高温条件下通入氨气，经过催化物质作用，促使烟气内的氮氧化合物还原，将NOx物质转换为水与氮气，避免氮氧化物直接进入到大气内形成酸雨[3]。SCR脱硝技术生产应用中已经比较成熟，积累了大量的经验，且脱硝效率更高，成本需求较低，优势更为明显。SNCR脱硝技术在应用时，无需催化物质的应用，直接将还原性物质喷射在1000℃高温的炉膛内，短时间内完成热解反应形成NH3，然后与烟气内氮氧化物进行反应，最终生成水与氮气，避免烟气排放后对大气的污染。

三、燃煤锅炉烟气脱硝技术优化

1.低氮燃烧系统优化一方面，燃烧装置优化。对传统的燃烧装置风口位置进行调整，将其改造成低氮燃烧装置，并将锅炉一次风输送口结构改造成钝体燃烧装置，确保在燃煤过程中形成卷吸效果，使得煤炭可以与空气进行充分接触，提高燃烧效果，实现低氧燃烧目的。同时，还需要对二次风输送口进行结构调整，将其划分成不同窗口，增设上导向叶片，促使燃烧过程中形成“风包粉”效果，不仅可避免水冷壁位置出现结焦问题，同时还可以保持锅炉表面的洁净，对辐射换热效果进行优化[4]。另一方面，燃尽风系统优化。以主燃烧装置作为对象，增设一定数量的孔洞，并安装燃尽风喷嘴，以此来减少主燃烧装置风量，实现低氮燃烧。经过此种改造后，可以加速氮氧化合物向水与氮气的转化，脱硝效果更为明显。

2.SCR系统优化第一，SCR反应装置。对反应装置前部位置来设置耐磨层，以免催化剂受到飞灰影响，确保达到预期脱硝效果。可对每个锅炉来设置两个反应装置，且要保证单个反应装置被设置成三层结构。另外，还应在反应装置中间设置支撑部件，保证其能够承受锅炉内部压力影响，并排除烟尘负荷带来的干扰，提高脱硝综合效率。第二，烟气流程。应用SCR脱硝技术需要在300℃~400℃左右的温度下进行，在进行改造优化时，可以将反应器装置安装在预热装置与省煤器装置之间，确保烟气温度达到350℃，提高脱硝效率。并且，对于经过脱硝处理后的烟气，可通过预热装置进行回收，最后通过烟气脱硫系统排放到大气环境中，达到最佳脱硝效果。第三，氨喷射。混合装置与管道设置是否合理，在根本上决定了氨与空气之间的混合效果，对SCR脱硝效率具有至关重要的影响，需要对其进行改造优化，确保氨与空气能够充分混合。对于氨喷射的安装，应保证供应箱部件、喷孔部件以及喷雾格栅结构等完全符合规范要求。另外，还需要对其进行自动调控改造，对氮氧化合物浓度值及时进行准确分析，提高氨喷射数量控制的可靠性，实现氨与烟气之间的有效接触，进一步提高间脱硝效果。

3.SNCR系统优化一方面，蒸汽系统。氨分布不均匀是SNCR脱硝技术应用最为常见的问题，需要将其作为系统改造要点进行分析。可以通过设置蒸汽扰动结构，以及对过热装置竖向方向设施孔洞的方法，促使蒸汽喷嘴能够有效扰动烟气，促使氨在烟气内均匀分布，提高氨与烟气的接触的充分性，提高脱硝质量。另一方面，喷枪结构。增设喷枪混合装置，增强喷枪雾化效果，避免泄露问题的发生，同时还可以对水冷壁结构以及喷枪结构之间夹角进行灵活调节，确保喷枪维持下倾状态，降低高温带来的影响。结束语：