燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝改造技術(shù)概述

李彬芳?鄭元飄

摘 要 現(xiàn)當(dāng)今，隨著人們對生活水平的提高，人們對環(huán)保呼聲的日益高漲，在燃煤工業(yè)鍋爐的生產(chǎn)過程中，通過相應(yīng)的環(huán)保技術(shù)引入，確保燃煤工業(yè)鍋爐的煙氣排放能夠符合環(huán)保排放標準。其中煙氣脫硝技術(shù)的運用，對于燃煤工業(yè)鍋爐充分實現(xiàn)脫硝目標有積極作用。在論文的研究上，選擇的是選擇性非催化還原法煙氣脫硝技術(shù)（SNCR），結(jié)合對該技術(shù)的深入分析，就目前燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝的操作技巧展開了研究和探討。

關(guān)鍵詞 燃煤工業(yè);鍋爐煙氣;脫硝改造技術(shù)

引言

在我國，燃煤工業(yè)鍋爐廣泛運用于各種工業(yè)生產(chǎn)之中，其數(shù)量較多，分布較廣。每年我國的燃煤工業(yè)鍋爐消耗標煤約四億噸，約占全國煤炭消耗總量的四分之一左右，產(chǎn)生了大量的煙塵、二氧化硫及氮氧化物。隨著環(huán)境保護重視程度的不斷提高，燃煤工業(yè)鍋爐的尾氣污染治理問題已經(jīng)成為環(huán)保問題治理的重要內(nèi)容。目前大部分的燃煤工業(yè)鍋爐已經(jīng)配備了除塵脫硫設(shè)備，但未安裝相應(yīng)的脫硝裝置，需要進行脫硝改造。如何在保證脫硝效果的基礎(chǔ)上，降低投資和設(shè)備運行的成本，是目前必須予以充分考慮的問題。

1燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝技術(shù)

所謂燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝技術(shù)，指的是為了充分迎合環(huán)保的需求，在進行燃煤工業(yè)鍋爐生產(chǎn)過程中，針對鍋爐生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的煙氣進行NOx的脫除。通過合理引入處理技術(shù)，確保在進行脫硝處理的過程中，能夠有效實現(xiàn)煙氣中NOx含量的削減，從而保障燃煤工業(yè)鍋爐生產(chǎn)過程中所排出的煙氣不會對環(huán)境造成嚴重的破壞。

1.1 燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝主要技術(shù)

結(jié)合目前行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來說，燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝的處理技術(shù)主要有干法、濕法、吸附法等不同方式。其中，濕法脫硝處理技術(shù)主要是臭氧或其他強氧化劑氧化煙氣中的NOx生成NO2，然后通過濕法脫硫?qū)O2及SO2同時脫除，該技術(shù)的投資成本、運行成本及占地面積都比較大，因此市場競爭力較差。目前市場上常用的脫硝技術(shù)主要是干法脫硝技術(shù)，分為選擇性催化還原法（SCR）以及選擇性非催化還原法（SNCR）兩種。

1.2 選擇性非催化還原法煙氣脫硝技術(shù)的優(yōu)勢

本文在進行燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝技術(shù)的研究上，采用的是選擇性非催化還原法（SNCR）對煙氣中NOx的脫除。采用這種方式進行煙氣脫硝處理，主要優(yōu)勢包括：①不需要使用催化劑，因此投資及運行成本較低。②該技術(shù)占地面積較小，在處理空間較小的項目時具有很大的優(yōu)勢。③該技術(shù)經(jīng)過多年的實踐檢驗，充分證實了技術(shù)的高效性、穩(wěn)定性。④通過該技術(shù)進行脫硝處理，最終的產(chǎn)出物是水和氮氣，有較高的環(huán)保價值[1]。

2脫硝方案的選擇

選取煙氣脫硝工藝遵循以下原則：①NOx排放濃度和排放量滿足有關(guān)環(huán)保標準;②技術(shù)成熟，運行可靠，有較多業(yè)績，可用率達85%以上;③對煤種類適應(yīng)性強，并能夠適應(yīng)燃煤含氮量在一定范圍內(nèi)的變化;④盡可能節(jié)省建設(shè)投資;⑤分布合理，占地面積較小;⑥脫硝劑、水和能源消耗少，運行費用較低;⑦脫硝劑來源可靠，質(zhì)優(yōu)價廉;⑧副產(chǎn)物、廢水均能得到合理的利用或處置。SNCR（選擇性非催化還原法）和SCR（選擇性催化還原法）在大型燃煤電廠獲得了較好的商業(yè)應(yīng)用。SCR法和SNCR法的相同點是均采用NH3或尿素作為還原劑，不同點是SCR法反應(yīng)溫度較低，為320～430℃，需使用催化劑（主要成分TiO2，V2O5，WO3），脫硝效率較高，為70%～90%，氨的逃逸濃度低;SNCR法反應(yīng)溫度較高，為850～1250℃，無須使用催化劑，脫硝效率較低25%～60%，氨的逃逸濃度高;經(jīng)綜合比選，該工程75t/h和220t/h循環(huán)流化床鍋爐采用SNCR法煙氣脫硝工藝，130t/h煤粉鍋爐采用SNCR–SCR的脫硝工藝，保證高脫硝效率，無論運行幾臺鍋爐都能保證鍋爐匯合后的煙氣達標排放[2]。

3燃煤工業(yè)鍋爐脫硝改造工藝流程

目前大部分現(xiàn)有燃煤工業(yè)鍋爐已經(jīng)配備了多管除塵器、布袋除塵器或水膜除塵器，并配備了脫硫吸收塔。因此必須盡量利用現(xiàn)有的除塵脫硫裝置的基礎(chǔ)上增加脫硝裝置，并利用原有的吸收塔同時進行脫硫與脫硝。改造后的工藝流程是：經(jīng)過除塵后的煙氣通過引風(fēng)機后、在進入吸收塔之前，將會與臭氧在臭氧反應(yīng)器內(nèi)進行充分的氧化反應(yīng)，從而將NO氧化為高價態(tài)氮氧化合物后，再輸送至吸收塔內(nèi)進行反應(yīng)，從而達到脫除煙氣中SO2和NOx的目的，最后經(jīng)過除霧器脫水后，煙氣輸送至煙囪排放。在整個煙氣脫硫脫硝的過程中，所產(chǎn)生的硝酸鹽和硫酸鹽將會進入循環(huán)池[3]。

4臭氧氧化同時脫硫脫硝的主要影響因素

4.1 O3/NO摩爾比

從實驗研究的結(jié)果進行分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)O3/NO摩爾比≤1時，NOx的脫除效率相對較低，約為50%左右。因此，在實際的脫硝過程中，通常選擇O3/NO摩爾比>1，因為NO氧化度過低將會對NOx的脫除工作產(chǎn)生不利的影響，反之如果臭氧對NO氧化度較高，則NOx的脫除效率可達90%以上。實際運行時，可以通過調(diào)節(jié)臭氧的產(chǎn)生量來達到預(yù)期的脫硝效率。

4.2 反應(yīng)溫度

除塵器后部、吸收塔前端的煙氣溫度一般在100～150℃左右，該溫度為臭氧脫硝的合適溫度。此時臭氧的分解率較低、實際的生存時間將會大于NOx的動力學(xué)反應(yīng)時間，有利于氧化反應(yīng)順利進行。

4.3 吸收液及吸收塔

目前燃煤工業(yè)鍋爐的濕法脫硫常用石灰/石灰石—石膏法、雙堿法等。這些脫硫工藝的洗滌吸收液在脫硫的同時也能吸收NOx。但是，因為煙氣中的NOx增加了吸收塔的負荷，原有的吸收塔必須進行技改，增加噴淋層層數(shù)或者增加吸收液的循環(huán)水量，才能保證脫硝和脫硫正常運行。

5結(jié)束語

由于在工業(yè)鍋爐生產(chǎn)的過程中會有大量煙氣產(chǎn)生，且煙氣中有較多的NOx含量，所以也導(dǎo)致其煙氣的排放必然會對環(huán)境造成嚴重污染。本文在研究過程中就選擇性非催化還原脫硝技術(shù)（SNCR）在燃煤工業(yè)鍋爐煙氣脫硝處理上的技術(shù)應(yīng)用和價值進行了分析，通過分析證實了該技術(shù)在煙氣脫硝處理上有突出的應(yīng)用前景。通過本文研究，也為更多燃煤工業(yè)鍋爐合理引入選擇性非催化還原法（SNCR）進行煙氣脫硝處理提供了一些借鑒。

參考文獻

[1] 火電廠大氣污染物排放標準：GB13223-2018[S].北京：中國標準出版社，2018.

[2] 田啟明.大中型燃煤鍋爐脫硝改造技術(shù)選擇分析[J].中國化工貿(mào)易，2017，（33）：131-132，135.

[3] 楊忠燦，文軍，徐黨旗.燃煤鍋爐的選擇性催化還原煙氣脫硝技術(shù)[J].廣東電力，2017，19（2）：13-17.