垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)中SNCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用研究

摘? 要：本文以垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)中SNCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用為研究?jī)?nèi)容，分別從脫硝工藝、技術(shù)等方面進(jìn)行介紹，并結(jié)合福建某垃圾焚燒項(xiàng)目的運(yùn)行案例展開(kāi)分析，提出了問(wèn)題改進(jìn)方法，以期在有效改善焚燒垃圾產(chǎn)生的有害氣體的同時(shí)，進(jìn)一步推動(dòng)綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng);SNCR脫硝技術(shù);工藝流程

中圖分類(lèi)號(hào)：X701?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）06-0000-00

近年來(lái)，人們更加重視大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氮、氧化物的減排越來(lái)越關(guān)注。垃圾焚燒中的煙氣脫硝技術(shù)能夠有效控制垃圾焚燒后產(chǎn)生的有害氣體，其中SCR系統(tǒng)、SNCR系統(tǒng)、煙氣回流、焚燒爐燃燒控制爐溫等是該技術(shù)的主要內(nèi)容，本文結(jié)合當(dāng)前垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，重點(diǎn)分析了SNCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用。

1 SNCR脫硝技術(shù)介紹

當(dāng)前，SNCR脫硝在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，尤其是在垃圾焚燒電廠(chǎng)鍋爐的運(yùn)行過(guò)程中，將鍋爐煙氣的溫度與SNCR反應(yīng)溫度范圍保持一致，實(shí)現(xiàn)了良好的脫硝效果，研究發(fā)現(xiàn)該技術(shù)方法穩(wěn)定且成熟。此外，SNCR脫硝技術(shù)投資小，也不需要對(duì)鍋爐進(jìn)行改造，不會(huì)增加鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

1.1原理

SNCR脫硝技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，不需要催化劑，鍋爐的溫度控制在850～1100℃，垃圾焚燒爐中加進(jìn)去一些含有氨基的還原劑，脫除煙氣產(chǎn)生的NOx，生成水和氮?dú)猓磻?yīng)方程式表達(dá)是：

4NH + 4NO + O→4N + 6HO （1）

溫度高于恒定狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生系列的副反應(yīng)，副反應(yīng)的表達(dá)式是：

4NH + 5O→4NO + 6HO（2）

NH為還原劑時(shí)：4NH + 4NO +O → 4N + 6HO （3）

采用尿素作為反應(yīng)劑時(shí)，使用SNCR脫硝技術(shù)時(shí)，脫硝效率可以達(dá)到30%～80%。在850～1100℃時(shí)，垃圾焚燒所產(chǎn)生的氮氧化物中一氧化氮的含量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于二氧化氮的含量，因此尿素和氮氧化物的反應(yīng)方程式如下：

尿素為還原劑：NO+CO（NH） +1/2O → 2N + CO + HO? （4）

SNCR脫硝系統(tǒng)有多個(gè)組成部分，具體見(jiàn)圖1。

SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過(guò)程包括以下四方面內(nèi)容，具體見(jiàn)圖2。

在目前國(guó)內(nèi)典型的兩條600t/d垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)中，SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝工藝流程如下：

1.2 性能參數(shù)

以尿素為還原劑，對(duì)SNCR脫硝技術(shù)中的性能參數(shù)進(jìn)行分析。

1.2.1溫度窗口

整個(gè)脫硝反應(yīng)中，溫度窗口指的是垃圾燃燒爐的爐膛合理的溫度，當(dāng)溫度反應(yīng)過(guò)低時(shí)，NOx和還原劑得不到足夠的活化，脫硝反應(yīng)不能順利開(kāi)展，這就會(huì)影響脫硝的效率。溫度過(guò)高的情況下，尿素也會(huì)產(chǎn)生氧化，生成NOx，無(wú)形中就降低了脫硝效率，也增加了NOx的排放。研究發(fā)現(xiàn)，脫硝的效率和反應(yīng)溫度之間的關(guān)系曲線(xiàn)設(shè)定為拋物線(xiàn)，且拋物線(xiàn)的走向?yàn)殚_(kāi)口朝下，因此在拋物線(xiàn)的頂端兩側(cè)之間的區(qū)間，是我們討論的溫度窗口。SNCR將尿素作為還原劑，設(shè)定900～1150℃的溫度窗口。對(duì)于不同負(fù)荷的機(jī)組，其爐膛的溫度也呈現(xiàn)出不一樣的分布。但是由于爐膛中可以使用還原劑，且噴射器（噴槍?zhuān)┮部梢赃M(jìn)行若干層分布，這樣可以滿(mǎn)足不同負(fù)荷的鍋爐需要。可以說(shuō)，鍋爐從第一煙氣室中部到上部的折焰角，這部分區(qū)間的溫度要和SNCR溫度窗口對(duì)應(yīng)。

1.2.2停留時(shí)間

尿素溶液與壓縮空氣混合物質(zhì)從噴射器（噴槍?zhuān)┥涑?/p>

當(dāng)還原劑從溫度窗口離開(kāi)，SNCR需要完成全部反應(yīng)，這樣可以實(shí)現(xiàn)有效的脫硝。其中，該過(guò)程體現(xiàn)在以下五個(gè)環(huán)節(jié)，具體見(jiàn)圖3。

延長(zhǎng)溫度窗口下停留還原劑的時(shí)間，使得脫硝處理更加穩(wěn)定，也能得到更為高效的脫硝效果。一般情況下，還原劑至少要在溫度窗口停留0.5秒，鍋爐的構(gòu)造和該參數(shù)有著直接的聯(lián)系和影響。

1.2.3氨逃逸率

催化劑在SNCR工藝中不會(huì)出現(xiàn)，這就減少了SO濃度。一般情況下，SNCR脫硝技術(shù)中的逃逸氨會(huì)控制在5～10pmm。在相同的逃逸氨濃度情況下，煙氣中含有的NH和SO相遇會(huì)產(chǎn)生硫酸氫銨-NHHSO，容易導(dǎo)致鍋爐底端受熱面上的灰塵飛揚(yáng)，會(huì)堵塞空氣預(yù)熱器，當(dāng)NH含量超過(guò)5ppm時(shí)候，空氣中會(huì)有氨氣的氣味，降低了飛灰的有效利用。

2案例分析

我們以福建某垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)為例進(jìn)行分析，該項(xiàng)目在NOx的排放值達(dá)到了75mg/m，脫硝工藝中采用的是SNCR+SCR系統(tǒng)，將“SNCR+半干法+干法+活性炭噴射+袋式除塵器+SGH+SCR系統(tǒng)+GGH+濕法系統(tǒng)”應(yīng)用到了煙氣凈化流程中。除塵器處于150℃的煙氣溫度時(shí)，可以將除塵器的出口溫度提升至180℃，經(jīng)過(guò)上述流程后，經(jīng)過(guò)SCR系統(tǒng)做好脫硝處理，之后運(yùn)用濕法脫酸系統(tǒng)，最后排放。

該電廠(chǎng)在脫硝系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，SNCR系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，且粉塵的濃度日均值低于10mg/m，SO排出日均量低于20mg/m，SCR入口NOx的排出日均值也低于200mg/m，見(jiàn)表1。

由表1可知，經(jīng)SNCR脫硝處理，NOx能夠控制在200mg/m以?xún)?nèi)，通過(guò)相應(yīng)的測(cè)試，NOx濃度在經(jīng)過(guò)SNCR系統(tǒng)的脫硝系統(tǒng)脫硝處理后，也處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

為了人類(lèi)碧水藍(lán)天，我們要明確可持續(xù)發(fā)展觀(guān)念，樹(shù)立綠色發(fā)展理念，從實(shí)踐探索到技術(shù)創(chuàng)新，都對(duì)新能源技術(shù)給予足夠的信心。可以說(shuō)，垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)在技術(shù)創(chuàng)新與改革的過(guò)程中，通過(guò)焚燒垃圾，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廢物的可利用，為社會(huì)創(chuàng)造了充足的電力資源，有效解決了電力資源匱乏等問(wèn)題，有效節(jié)約了石油、煤炭等資源，這對(duì)于未來(lái)社會(huì)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。在新的發(fā)展背景下，垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)要不斷規(guī)范和落實(shí)相關(guān)技術(shù)規(guī)范，積極與關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)相適應(yīng)，借鑒先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，為社會(huì)發(fā)展打造出更豐富的電力資源。

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收稿日期：2020-05-03

作者簡(jiǎn)介：宋興健（1972—），男，福建漳州人，本科，工程師，研究方向：熱能與動(dòng)力工程。

Application Research of SNCR Denitration Technology in Waste Incineration Power Plant

SONG Xingjian

（Fuzhou Hongmiaoling Waste Incineration Power Plant，? Fuzhou Fujian? 350001）

Abstract： This article takes the application of SNCR denitrification technology in waste incineration power plants as the research content. It introduces the denitrification process and technology respectively， and analyzes the operation case of a waste incineration project in Fujian， and puts forward the problem improvement methods in order toWhile effectively improving the harmful gases generated by the incineration of garbage， it further promotes green development.

Keywords： waste incineration power plant; SNCR denitration technology; process flow