煤化工企業(yè)煤粉爐低氮脫硝達標新技術(shù)的探討

劉茉莉

摘 要：文章主要介紹煤化工企業(yè)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(nèi)部進行低氮燃燒器改造和外部加裝SNCR聯(lián)合脫銷的技術(shù)探討。簡述了該技術(shù)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(shè)想進行探討，以確保脫硝率達到國家要求標準。該技術(shù)改造的投用將為今后做出范例。

關(guān)鍵詞：130t/h煤粉爐；低氮改造；回收氨；脫硝

前言

近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)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?！笆濉逼陂g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(huán)境保護部和質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)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(huán)境保護工作會議中安排部署2014年度內(nèi)容中強調(diào)：即與2013年相比，氮氧化物排放量減少5%。以改善環(huán)境質(zhì)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(shù)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(shù)探討

1.1 氮氧化物產(chǎn)生原理

氮氧化物是酸雨的成因之一，在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染。對人體健康、生態(tài)系統(tǒng)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(chǎn)生，生成量與煤的燃燒溫度有關(guān)，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(shù)的選擇

目前脫硝技術(shù)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(chǎn)和燃氣輸送的主體企業(yè)，有自備電廠，承擔(dān)著全廠的供電、供汽、供熱任務(wù)，設(shè)有3臺130t/h的煤粉鍋爐，因現(xiàn)場條件等因素，初步選擇了鍋爐內(nèi)部加裝低氮燃燒器的方式，來進行基礎(chǔ)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(fēng)管進行了改造，計劃2014年根據(jù)效果對其他鍋爐進行內(nèi)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(shù)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(fā)氮對燃料型NOx生成的影響最大，因此低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)的設(shè)計主要任務(wù)是減少揮發(fā)分氮轉(zhuǎn)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(shù)。龍化化工公司的此次改造就是通過低NOx燃燒技術(shù)以爐內(nèi)影響燃燒的兩大關(guān)鍵因素爐膛整體分級和煤粉燃燒過程為重點關(guān)注對象，全面實施系統(tǒng)優(yōu)化，將爐內(nèi)大空間整體作為對象，通過爐內(nèi)射流合理組合及噴口合理布置，爐膛內(nèi)中心區(qū)形成具有較高溫度、較高煤粉濃度和較高氧氣區(qū)域，同時爐膛近壁區(qū)形成較低溫度、較低CO和較低顆粒濃度的區(qū)域，使在爐膛空間上中心區(qū)和近壁區(qū)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(fēng)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(wěn)燃多種功能的一體化。

1.4 實施效果與參數(shù)對比

通過對鍋爐的情況調(diào)研，形成了設(shè)計方案，并于2013年9月份設(shè)備到貨10月開始實施煤粉爐低氮燃燒技術(shù)項目改造11月完成了空氣動力場試驗。試驗數(shù)據(jù)如表1。

從表1數(shù)據(jù)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(yù)期效果。并為今后加裝SNCR（選擇性非催化還原脫硝）技術(shù)裝置，進一步降低30%～50%的NOx脫除率打下堅實基礎(chǔ)，有望達到國家新標準要求。

1.5 利用回收液氨實現(xiàn)SNCR脫硝設(shè)想

龍化化工公司因采用德國PKM加壓氣化工藝，會產(chǎn)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(shù)，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(nèi)部安裝低氮燃燒器的基礎(chǔ)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(huán)輸送泵模塊在混合計量模塊與稀釋水混合，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)和系統(tǒng)反饋信號，氨水溶液經(jīng)計量后進入噴射系統(tǒng)，在噴嘴內(nèi)與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛內(nèi)。使之與煙氣中的NOX化合，并將其還原成氮氣和水。反應(yīng)式如下：

2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O

2 結(jié)束語

目前我國對氮氧化物的減排采取各項措施，確保企業(yè)治污設(shè)施能夠穩(wěn)定達標運行。對于企業(yè)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(yè)自有資源進行改造利用，才是最經(jīng)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(shè)計的效率，且鍋爐效率沒有降低，再利用廢水預(yù)處理技術(shù)回收的氨進行技術(shù)改造，外部加裝SNCR系統(tǒng)，大大減少脫硝成本。安裝SNCR將對其他化工企業(yè)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(yè)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(nèi)部進行低氮燃燒器改造和外部加裝SNCR聯(lián)合脫銷的技術(shù)探討。簡述了該技術(shù)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(shè)想進行探討，以確保脫硝率達到國家要求標準。該技術(shù)改造的投用將為今后做出范例。

關(guān)鍵詞：130t/h煤粉爐；低氮改造；回收氨；脫硝

前言

近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)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?！笆濉逼陂g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(huán)境保護部和質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)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(huán)境保護工作會議中安排部署2014年度內(nèi)容中強調(diào)：即與2013年相比，氮氧化物排放量減少5%。以改善環(huán)境質(zhì)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(shù)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(shù)探討

1.1 氮氧化物產(chǎn)生原理

氮氧化物是酸雨的成因之一，在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染。對人體健康、生態(tài)系統(tǒng)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(chǎn)生，生成量與煤的燃燒溫度有關(guān)，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(shù)的選擇

目前脫硝技術(shù)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(chǎn)和燃氣輸送的主體企業(yè)，有自備電廠，承擔(dān)著全廠的供電、供汽、供熱任務(wù)，設(shè)有3臺130t/h的煤粉鍋爐，因現(xiàn)場條件等因素，初步選擇了鍋爐內(nèi)部加裝低氮燃燒器的方式，來進行基礎(chǔ)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(fēng)管進行了改造，計劃2014年根據(jù)效果對其他鍋爐進行內(nèi)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(shù)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(fā)氮對燃料型NOx生成的影響最大，因此低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)的設(shè)計主要任務(wù)是減少揮發(fā)分氮轉(zhuǎn)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(shù)。龍化化工公司的此次改造就是通過低NOx燃燒技術(shù)以爐內(nèi)影響燃燒的兩大關(guān)鍵因素爐膛整體分級和煤粉燃燒過程為重點關(guān)注對象，全面實施系統(tǒng)優(yōu)化，將爐內(nèi)大空間整體作為對象，通過爐內(nèi)射流合理組合及噴口合理布置，爐膛內(nèi)中心區(qū)形成具有較高溫度、較高煤粉濃度和較高氧氣區(qū)域，同時爐膛近壁區(qū)形成較低溫度、較低CO和較低顆粒濃度的區(qū)域，使在爐膛空間上中心區(qū)和近壁區(qū)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(fēng)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(wěn)燃多種功能的一體化。

1.4 實施效果與參數(shù)對比

通過對鍋爐的情況調(diào)研，形成了設(shè)計方案，并于2013年9月份設(shè)備到貨10月開始實施煤粉爐低氮燃燒技術(shù)項目改造11月完成了空氣動力場試驗。試驗數(shù)據(jù)如表1。

從表1數(shù)據(jù)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(yù)期效果。并為今后加裝SNCR（選擇性非催化還原脫硝）技術(shù)裝置，進一步降低30%～50%的NOx脫除率打下堅實基礎(chǔ)，有望達到國家新標準要求。

1.5 利用回收液氨實現(xiàn)SNCR脫硝設(shè)想

龍化化工公司因采用德國PKM加壓氣化工藝，會產(chǎn)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(shù)，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(nèi)部安裝低氮燃燒器的基礎(chǔ)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(huán)輸送泵模塊在混合計量模塊與稀釋水混合，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)和系統(tǒng)反饋信號，氨水溶液經(jīng)計量后進入噴射系統(tǒng)，在噴嘴內(nèi)與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛內(nèi)。使之與煙氣中的NOX化合，并將其還原成氮氣和水。反應(yīng)式如下：

2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O

2 結(jié)束語

目前我國對氮氧化物的減排采取各項措施，確保企業(yè)治污設(shè)施能夠穩(wěn)定達標運行。對于企業(yè)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(yè)自有資源進行改造利用，才是最經(jīng)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(shè)計的效率，且鍋爐效率沒有降低，再利用廢水預(yù)處理技術(shù)回收的氨進行技術(shù)改造，外部加裝SNCR系統(tǒng)，大大減少脫硝成本。安裝SNCR將對其他化工企業(yè)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(yè)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(nèi)部進行低氮燃燒器改造和外部加裝SNCR聯(lián)合脫銷的技術(shù)探討。簡述了該技術(shù)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(shè)想進行探討，以確保脫硝率達到國家要求標準。該技術(shù)改造的投用將為今后做出范例。

關(guān)鍵詞：130t/h煤粉爐；低氮改造；回收氨；脫硝

前言

近年來，我國經(jīng)濟快速發(fā)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?！笆濉逼陂g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(huán)境保護部和質(zhì)檢總局聯(lián)合發(fā)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(huán)境保護工作會議中安排部署2014年度內(nèi)容中強調(diào)：即與2013年相比，氮氧化物排放量減少5%。以改善環(huán)境質(zhì)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(shù)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(shù)探討

1.1 氮氧化物產(chǎn)生原理

氮氧化物是酸雨的成因之一，在一定條件下能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧污染。對人體健康、生態(tài)系統(tǒng)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(chǎn)生，生成量與煤的燃燒溫度有關(guān)，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(shù)的選擇

目前脫硝技術(shù)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(chǎn)和燃氣輸送的主體企業(yè)，有自備電廠，承擔(dān)著全廠的供電、供汽、供熱任務(wù)，設(shè)有3臺130t/h的煤粉鍋爐，因現(xiàn)場條件等因素，初步選擇了鍋爐內(nèi)部加裝低氮燃燒器的方式，來進行基礎(chǔ)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(fēng)管進行了改造，計劃2014年根據(jù)效果對其他鍋爐進行內(nèi)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(shù)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(fā)氮對燃料型NOx生成的影響最大，因此低NOx煤粉燃燒系統(tǒng)的設(shè)計主要任務(wù)是減少揮發(fā)分氮轉(zhuǎn)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(shù)。龍化化工公司的此次改造就是通過低NOx燃燒技術(shù)以爐內(nèi)影響燃燒的兩大關(guān)鍵因素爐膛整體分級和煤粉燃燒過程為重點關(guān)注對象，全面實施系統(tǒng)優(yōu)化，將爐內(nèi)大空間整體作為對象，通過爐內(nèi)射流合理組合及噴口合理布置，爐膛內(nèi)中心區(qū)形成具有較高溫度、較高煤粉濃度和較高氧氣區(qū)域，同時爐膛近壁區(qū)形成較低溫度、較低CO和較低顆粒濃度的區(qū)域，使在爐膛空間上中心區(qū)和近壁區(qū)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(fēng)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(wěn)燃多種功能的一體化。

1.4 實施效果與參數(shù)對比

通過對鍋爐的情況調(diào)研，形成了設(shè)計方案，并于2013年9月份設(shè)備到貨10月開始實施煤粉爐低氮燃燒技術(shù)項目改造11月完成了空氣動力場試驗。試驗數(shù)據(jù)如表1。

從表1數(shù)據(jù)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(yù)期效果。并為今后加裝SNCR（選擇性非催化還原脫硝）技術(shù)裝置，進一步降低30%～50%的NOx脫除率打下堅實基礎(chǔ)，有望達到國家新標準要求。

1.5 利用回收液氨實現(xiàn)SNCR脫硝設(shè)想

龍化化工公司因采用德國PKM加壓氣化工藝，會產(chǎn)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(shù)，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(nèi)部安裝低氮燃燒器的基礎(chǔ)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(huán)輸送泵模塊在混合計量模塊與稀釋水混合，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)和系統(tǒng)反饋信號，氨水溶液經(jīng)計量后進入噴射系統(tǒng)，在噴嘴內(nèi)與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛內(nèi)。使之與煙氣中的NOX化合，并將其還原成氮氣和水。反應(yīng)式如下：

2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O

2 結(jié)束語

目前我國對氮氧化物的減排采取各項措施，確保企業(yè)治污設(shè)施能夠穩(wěn)定達標運行。對于企業(yè)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(yè)自有資源進行改造利用，才是最經(jīng)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(shè)計的效率，且鍋爐效率沒有降低，再利用廢水預(yù)處理技術(shù)回收的氨進行技術(shù)改造，外部加裝SNCR系統(tǒng)，大大減少脫硝成本。安裝SNCR將對其他化工企業(yè)在脫硝改造上起到示范作用。endprint