煤化工企業煤粉爐低氮脫硝達標新技術的探討

劉茉莉

摘 要：文章主要介紹煤化工企業自備電廠鍋爐排放的氮氧化物為達到國家新標準，是如何對130t/h的粉煤爐內部進行低氮燃燒器改造和外部加裝SNCR聯合脫銷的技術探討。簡述了該技術特點和工藝，并對如何利用煤化工廢水中回收的氨利用達到脫銷效果的設想進行探討，以確保脫硝率達到國家要求標準。該技術改造的投用將為今后做出范例。

關鍵詞：130t/h煤粉爐；低氮改造；回收氨；脫硝

前言

近年來，我國經濟快速發展，電力需求和耗燃煤增長。為有效控制火電廠大氣污染物排放，我國采取了一系列措施，雖取得了一定成效，但燃煤機組裝機容量還將不斷增漲，火電廠排放的二氧化硫、氮氧化物和煙塵仍將增加，有必要進一步對其管控。“十二五”期間在主要控制指標中已添加“脫硝”這一約束性硬指標。并于2012年1月1日起實施環境保護部和質檢總局聯合發布的新國家排放標準《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011），特別是在2014年1月9日召開的全國環境保護工作會議中安排部署2014年度內容中強調：即與2013年相比，氮氧化物排放量減少5%。以改善環境質量的需要。為此，龍化化工公司自備電廠煤粉爐需進一步研究如何通過技術改造降低氮氧化物排放量，達到國家新標準要求。

1 脫銷技術探討

1.1 氮氧化物產生原理

氮氧化物是酸雨的成因之一，在一定條件下能產生光化學煙霧污染。對人體健康、生態系統都有直接和潛在的危害。氮氧化物中，NO占有 90% 以上，二氧化氮占 5%-10% ，一般由燃料型、熱力型和快速溫度型三種形式產生，生成量與煤的燃燒溫度有關，電廠鍋爐中燃料型NOx是最主要由來，占NOx排放的60%～80%，熱力型其次，快速型最少。

1.2 脫硝技術的選擇

目前脫硝技術有多種如燃燒前生物脫氮、控制燃燒條件在燃燒過程中脫硝及燃燒后煙氣處理脫硝。

中煤龍化公司下屬化工公司是化工生產和燃氣輸送的主體企業，有自備電廠，承擔著全廠的供電、供汽、供熱任務，設有3臺130t/h的煤粉鍋爐，因現場條件等因素，初步選擇了鍋爐內部加裝低氮燃燒器的方式，來進行基礎性的脫硝改造。2013年已對其中的一臺型號為：UG130/3.82 -M2的煤粉爐加裝低氮燃燒器，并對燃盡風管進行了改造，計劃2014年根據效果對其他鍋爐進行內加低氮燃燒器，外裝SNCR脫硝裝置進行全面脫硝，以滿足政府要求，達到國家新標準。

1.3 低氮技術改造原理

氮氧化物的80%是在未加控制的煤粉燃燒中形成的。從煤中析出的活性最強的揮發氮對燃料型NOx生成的影響最大，因此低NOx煤粉燃燒系統的設計主要任務是減少揮發分氮轉化成NOx的量。主要方法是采用早期著火和使用控制氧量的燃料/空氣分級燃燒技術。龍化化工公司的此次改造就是通過低NOx燃燒技術以爐內影響燃燒的兩大關鍵因素爐膛整體分級和煤粉燃燒過程為重點關注對象，全面實施系統優化，將爐內大空間整體作為對象，通過爐內射流合理組合及噴口合理布置，爐膛內中心區形成具有較高溫度、較高煤粉濃度和較高氧氣區域，同時爐膛近壁區形成較低溫度、較低CO和較低顆粒濃度的區域，使在爐膛空間上中心區和近壁區三場（溫度場、速度場及顆粒濃度場）特性差異化。在燃燒過程上通過對一次風射流特殊組合，采用低NOx燃燒器，強化煤粉燃燒、燃盡并使火焰走向可控，最終形成防渣、防腐、低NOx及高效穩燃多種功能的一體化。

1.4 實施效果與參數對比

通過對鍋爐的情況調研，形成了設計方案，并于2013年9月份設備到貨10月開始實施煤粉爐低氮燃燒技術項目改造11月完成了空氣動力場試驗。試驗數據如表1。

從表1數據上可以看出，綜合脫硝效率達到35%以上。有效改善燃煤鍋爐NOx排放情況，降低NOx排放總量，達到預期效果。并為今后加裝SNCR（選擇性非催化還原脫硝）技術裝置，進一步降低30%～50%的NOx脫除率打下堅實基礎，有望達到國家新標準要求。

1.5 利用回收液氨實現SNCR脫硝設想

龍化化工公司因采用德國PKM加壓氣化工藝，會產生含酚氨等高濃度污水，為處理廢水公司采用加壓汽提水處理技術，將酚、氨進行回收。龍化公司通過組織專家論證與實地勘察，認為可利用回收的液氨做為還原劑，在鍋爐內部安裝低氮燃燒器的基礎上，在外部加裝SNCR進行脫硝改造。初步計劃是廢水回收的氨水儲存罐加裝循環輸送泵模塊在混合計量模塊與稀釋水混合，根據設定的參數和系統反饋信號，氨水溶液經計量后進入噴射系統，在噴嘴內與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛內。使之與煙氣中的NOX化合，并將其還原成氮氣和水。反應式如下：

2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O

2 結束語

目前我國對氮氧化物的減排采取各項措施，確保企業治污設施能夠穩定達標運行。對于企業而言，投資低、占地少、時間短、運用靈活達到最好的效果是主要目標，如果能通過企業自有資源進行改造利用，才是最經濟事宜的首選措施。龍化公司為達到新標準要求，通過對煤粉爐進行加裝低氮燃燒器改造，脫銷率達到了設計的效率，且鍋爐效率沒有降低，再利用廢水預處理技術回收的氨進行技術改造，外部加裝SNCR系統，大大減少脫硝成本。安裝SNCR將對其他化工企業在脫硝改造上起到示范作用。endprint

摘 要：文章主要介紹煤化工企業自備電廠鍋爐排放的氮氧化物為達到國家新標準，是如何對130t/h的粉煤爐內部進行低氮燃燒器改造和外部加裝SNCR聯合脫銷的技術探討。簡述了該技術特點和工藝，并對如何利用煤化工廢水中回收的氨利用達到脫銷效果的設想進行探討，以確保脫硝率達到國家要求標準。該技術改造的投用將為今后做出范例。

關鍵詞：130t/h煤粉爐；低氮改造；回收氨；脫硝

前言

近年來，我國經濟快速發展，電力需求和耗燃煤增長。為有效控制火電廠大氣污染物排放，我國采取了一系列措施，雖取得了一定成效，但燃煤機組裝機容量還將不斷增漲，火電廠排放的二氧化硫、氮氧化物和煙塵仍將增加，有必要進一步對其管控。“十二五”期間在主要控制指標中已添加“脫硝”這一約束性硬指標。并于2012年1月1日起實施環境保護部和質檢總局聯合發布的新國家排放標準《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011），特別是在2014年1月9日召開的全國環境保護工作會議中安排部署2014年度內容中強調：即與2013年相比，氮氧化物排放量減少5%。以改善環境質量的需要。為此，龍化化工公司自備電廠煤粉爐需進一步研究如何通過技術改造降低氮氧化物排放量，達到國家新標準要求。

1 脫銷技術探討

1.1 氮氧化物產生原理

氮氧化物是酸雨的成因之一，在一定條件下能產生光化學煙霧污染。對人體健康、生態系統都有直接和潛在的危害。氮氧化物中，NO占有 90% 以上，二氧化氮占 5%-10% ，一般由燃料型、熱力型和快速溫度型三種形式產生，生成量與煤的燃燒溫度有關，電廠鍋爐中燃料型NOx是最主要由來，占NOx排放的60%～80%，熱力型其次，快速型最少。

1.2 脫硝技術的選擇

目前脫硝技術有多種如燃燒前生物脫氮、控制燃燒條件在燃燒過程中脫硝及燃燒后煙氣處理脫硝。

中煤龍化公司下屬化工公司是化工生產和燃氣輸送的主體企業，有自備電廠，承擔著全廠的供電、供汽、供熱任務，設有3臺130t/h的煤粉鍋爐，因現場條件等因素，初步選擇了鍋爐內部加裝低氮燃燒器的方式，來進行基礎性的脫硝改造。2013年已對其中的一臺型號為：UG130/3.82 -M2的煤粉爐加裝低氮燃燒器，并對燃盡風管進行了改造，計劃2014年根據效果對其他鍋爐進行內加低氮燃燒器，外裝SNCR脫硝裝置進行全面脫硝，以滿足政府要求，達到國家新標準。

1.3 低氮技術改造原理

氮氧化物的80%是在未加控制的煤粉燃燒中形成的。從煤中析出的活性最強的揮發氮對燃料型NOx生成的影響最大，因此低NOx煤粉燃燒系統的設計主要任務是減少揮發分氮轉化成NOx的量。主要方法是采用早期著火和使用控制氧量的燃料/空氣分級燃燒技術。龍化化工公司的此次改造就是通過低NOx燃燒技術以爐內影響燃燒的兩大關鍵因素爐膛整體分級和煤粉燃燒過程為重點關注對象，全面實施系統優化，將爐內大空間整體作為對象，通過爐內射流合理組合及噴口合理布置，爐膛內中心區形成具有較高溫度、較高煤粉濃度和較高氧氣區域，同時爐膛近壁區形成較低溫度、較低CO和較低顆粒濃度的區域，使在爐膛空間上中心區和近壁區三場（溫度場、速度場及顆粒濃度場）特性差異化。在燃燒過程上通過對一次風射流特殊組合，采用低NOx燃燒器，強化煤粉燃燒、燃盡并使火焰走向可控，最終形成防渣、防腐、低NOx及高效穩燃多種功能的一體化。

1.4 實施效果與參數對比

通過對鍋爐的情況調研，形成了設計方案，并于2013年9月份設備到貨10月開始實施煤粉爐低氮燃燒技術項目改造11月完成了空氣動力場試驗。試驗數據如表1。

從表1數據上可以看出，綜合脫硝效率達到35%以上。有效改善燃煤鍋爐NOx排放情況，降低NOx排放總量，達到預期效果。并為今后加裝SNCR（選擇性非催化還原脫硝）技術裝置，進一步降低30%～50%的NOx脫除率打下堅實基礎，有望達到國家新標準要求。

1.5 利用回收液氨實現SNCR脫硝設想

龍化化工公司因采用德國PKM加壓氣化工藝，會產生含酚氨等高濃度污水，為處理廢水公司采用加壓汽提水處理技術，將酚、氨進行回收。龍化公司通過組織專家論證與實地勘察，認為可利用回收的液氨做為還原劑，在鍋爐內部安裝低氮燃燒器的基礎上，在外部加裝SNCR進行脫硝改造。初步計劃是廢水回收的氨水儲存罐加裝循環輸送泵模塊在混合計量模塊與稀釋水混合，根據設定的參數和系統反饋信號，氨水溶液經計量后進入噴射系統，在噴嘴內與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛內。使之與煙氣中的NOX化合，并將其還原成氮氣和水。反應式如下：

2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O

2 結束語

目前我國對氮氧化物的減排采取各項措施，確保企業治污設施能夠穩定達標運行。對于企業而言，投資低、占地少、時間短、運用靈活達到最好的效果是主要目標，如果能通過企業自有資源進行改造利用，才是最經濟事宜的首選措施。龍化公司為達到新標準要求，通過對煤粉爐進行加裝低氮燃燒器改造，脫銷率達到了設計的效率，且鍋爐效率沒有降低，再利用廢水預處理技術回收的氨進行技術改造，外部加裝SNCR系統，大大減少脫硝成本。安裝SNCR將對其他化工企業在脫硝改造上起到示范作用。endprint

摘 要：文章主要介紹煤化工企業自備電廠鍋爐排放的氮氧化物為達到國家新標準，是如何對130t/h的粉煤爐內部進行低氮燃燒器改造和外部加裝SNCR聯合脫銷的技術探討。簡述了該技術特點和工藝，并對如何利用煤化工廢水中回收的氨利用達到脫銷效果的設想進行探討，以確保脫硝率達到國家要求標準。該技術改造的投用將為今后做出范例。

關鍵詞：130t/h煤粉爐；低氮改造；回收氨；脫硝

前言

近年來，我國經濟快速發展，電力需求和耗燃煤增長。為有效控制火電廠大氣污染物排放，我國采取了一系列措施，雖取得了一定成效，但燃煤機組裝機容量還將不斷增漲，火電廠排放的二氧化硫、氮氧化物和煙塵仍將增加，有必要進一步對其管控。“十二五”期間在主要控制指標中已添加“脫硝”這一約束性硬指標。并于2012年1月1日起實施環境保護部和質檢總局聯合發布的新國家排放標準《火電廠大氣污染物排放標準》（GB 13223-2011），特別是在2014年1月9日召開的全國環境保護工作會議中安排部署2014年度內容中強調：即與2013年相比，氮氧化物排放量減少5%。以改善環境質量的需要。為此，龍化化工公司自備電廠煤粉爐需進一步研究如何通過技術改造降低氮氧化物排放量，達到國家新標準要求。

1 脫銷技術探討

1.1 氮氧化物產生原理

氮氧化物是酸雨的成因之一，在一定條件下能產生光化學煙霧污染。對人體健康、生態系統都有直接和潛在的危害。氮氧化物中，NO占有 90% 以上，二氧化氮占 5%-10% ，一般由燃料型、熱力型和快速溫度型三種形式產生，生成量與煤的燃燒溫度有關，電廠鍋爐中燃料型NOx是最主要由來，占NOx排放的60%～80%，熱力型其次，快速型最少。

1.2 脫硝技術的選擇

目前脫硝技術有多種如燃燒前生物脫氮、控制燃燒條件在燃燒過程中脫硝及燃燒后煙氣處理脫硝。

中煤龍化公司下屬化工公司是化工生產和燃氣輸送的主體企業，有自備電廠，承擔著全廠的供電、供汽、供熱任務，設有3臺130t/h的煤粉鍋爐，因現場條件等因素，初步選擇了鍋爐內部加裝低氮燃燒器的方式，來進行基礎性的脫硝改造。2013年已對其中的一臺型號為：UG130/3.82 -M2的煤粉爐加裝低氮燃燒器，并對燃盡風管進行了改造，計劃2014年根據效果對其他鍋爐進行內加低氮燃燒器，外裝SNCR脫硝裝置進行全面脫硝，以滿足政府要求，達到國家新標準。

1.3 低氮技術改造原理

氮氧化物的80%是在未加控制的煤粉燃燒中形成的。從煤中析出的活性最強的揮發氮對燃料型NOx生成的影響最大，因此低NOx煤粉燃燒系統的設計主要任務是減少揮發分氮轉化成NOx的量。主要方法是采用早期著火和使用控制氧量的燃料/空氣分級燃燒技術。龍化化工公司的此次改造就是通過低NOx燃燒技術以爐內影響燃燒的兩大關鍵因素爐膛整體分級和煤粉燃燒過程為重點關注對象，全面實施系統優化，將爐內大空間整體作為對象，通過爐內射流合理組合及噴口合理布置，爐膛內中心區形成具有較高溫度、較高煤粉濃度和較高氧氣區域，同時爐膛近壁區形成較低溫度、較低CO和較低顆粒濃度的區域，使在爐膛空間上中心區和近壁區三場（溫度場、速度場及顆粒濃度場）特性差異化。在燃燒過程上通過對一次風射流特殊組合，采用低NOx燃燒器，強化煤粉燃燒、燃盡并使火焰走向可控，最終形成防渣、防腐、低NOx及高效穩燃多種功能的一體化。

1.4 實施效果與參數對比

通過對鍋爐的情況調研，形成了設計方案，并于2013年9月份設備到貨10月開始實施煤粉爐低氮燃燒技術項目改造11月完成了空氣動力場試驗。試驗數據如表1。

從表1數據上可以看出，綜合脫硝效率達到35%以上。有效改善燃煤鍋爐NOx排放情況，降低NOx排放總量，達到預期效果。并為今后加裝SNCR（選擇性非催化還原脫硝）技術裝置，進一步降低30%～50%的NOx脫除率打下堅實基礎，有望達到國家新標準要求。

1.5 利用回收液氨實現SNCR脫硝設想

龍化化工公司因采用德國PKM加壓氣化工藝，會產生含酚氨等高濃度污水，為處理廢水公司采用加壓汽提水處理技術，將酚、氨進行回收。龍化公司通過組織專家論證與實地勘察，認為可利用回收的液氨做為還原劑，在鍋爐內部安裝低氮燃燒器的基礎上，在外部加裝SNCR進行脫硝改造。初步計劃是廢水回收的氨水儲存罐加裝循環輸送泵模塊在混合計量模塊與稀釋水混合，根據設定的參數和系統反饋信號，氨水溶液經計量后進入噴射系統，在噴嘴內與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛內。使之與煙氣中的NOX化合，并將其還原成氮氣和水。反應式如下：

2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O

2 結束語

目前我國對氮氧化物的減排采取各項措施，確保企業治污設施能夠穩定達標運行。對于企業而言，投資低、占地少、時間短、運用靈活達到最好的效果是主要目標，如果能通過企業自有資源進行改造利用，才是最經濟事宜的首選措施。龍化公司為達到新標準要求，通過對煤粉爐進行加裝低氮燃燒器改造，脫銷率達到了設計的效率，且鍋爐效率沒有降低，再利用廢水預處理技術回收的氨進行技術改造，外部加裝SNCR系統，大大減少脫硝成本。安裝SNCR將對其他化工企業在脫硝改造上起到示范作用。endprint