谈150T/H循环流化床锅炉SNCR脱硝系统改造的优化及应用

孙二庆

摘 要：本文根据焦煤（集团）电冶分公司150t/hCFB锅炉脱销项目改造及试运情况，介绍了SNCR脱硝技术的工艺原理和特点，有针对性的设计开发了满足工艺要求的脱销系统，并对改造进行了优化，确定了工程设计参数。应用效果表明，脱硝效率达到设计要求，NOx排放量低于国家环保要求200mg/M3。

关键词：脱硝技术；循环流化床；NOx

近年来，我国NOx排放总量还在不断持续增长，其中70%左右的NOx是由煤燃烧所产生的，因此作为主要燃煤设备的工业锅炉成为控制N0x排放所关注的焦点。随着环境治理压力的增加以及国家环保要求变得越来越严格，烟气排放控制技术迅速发展，目前主要的脱硝技术有选择性催化还原技术、选择性非催化还原技术以及联合脱硝技术。

焦煤（集团）电冶分公司150t/h循环流化床锅炉是由130t/h煤粉炉改造而成，型号为YG—150/3.82—M6，属单汽包、自然循环锅炉，采用由燃烧室、炉膛、旋风分离器、返料器组成的循环燃烧系统，脱销采用的是以尿素为还原剂的非催化还原技术。

一、SNCR脱硝工艺原理、特点及流程图

（1）SNCR脱硝工艺原理：SNCR脱硝工艺是利用炉膛做为反应器，把还原剂如氨气、尿素稀溶液等喷入炉膛温度为850一l050℃的区域，还原剂迅速热分解出NH，并与烟气中的

NOx进行反应生成N，和H，O。以尿素作为还原剂的主要化学反应为：（NH4）2 CO——2NH2+CO；NH2+No——N2+H20；

CO+NO ——N2+C02。（2）SNCR脱硝技术特点：所需设备占地面积小，且相对于SCR设备简单，施工量减少，缩短了工程实施时间，对于改造机组而言，在场地限制较大的情况下更便于工程实施；SNCR在于脱硝过程中不使用催化剂，且不导致

SO2/SO3氧化，造成空预器堵塞的机会非常小； SNCR？工艺整个还原过程在锅炉内部进行，不需要另外设立反应器；适合老电厂的改造。（3）我公司脱销系统图及主要工艺设备参数。我公司脱销系统的组成主要有尿素供应站、稀释计量模块、炉前喷射模块、自动控制系统等组成。

二、尿素溶液的配置

尿素溶液配制系统主要由尿素储区（建筑面积54 m2，实际堆放面积约40 m2，按一天尿素耗量约4T，80袋考虑，储量约

10-12天）、一个溶解罐（25m3），二个尿素溶液储存罐（2×45m3）以及相应的输送模块组成。将尿素固体加入尿素溶解罐中配制成40%浓度的尿素溶液，输送到尿素溶液储罐储存。

三、尿素溶液的输送

为了将40%浓度尿素溶液稀释成5-10%浓度尿素溶液，根据液路和水路上流量计读数，分别调节液路和水路电动调节阀开度，调整进入混合器的尿素量和稀释水量。使液路泵流量和水路泵流量控制在一个合适比例范围。稀释成5-10%浓度的尿素溶液经过混合器到分配喷射模块的喷射系统。

四、雾化喷枪

雾化喷枪是脱硝系统的关键设备，一般由压缩空气系统、液体管路系统、雾化喷枪、套管等组成。我公司脱销系统以尿素作为还原剂，将喷枪布置在锅炉出口、分离器入口水平烟道区域，由于这段区域烟温在850—1050℃之间，是还原烟气的最佳反应窗口，且烟道狭窄便于尿素与烟气充分接触、均匀。每侧4支喷枪，喷枪为气动伸缩式推进装置，喷枪是否投运和调整由中控操作人员根据锅炉烟气中氮氧化物监测数据决定，喷枪定位单支人工可控。

喷枪设计存在的问题及解决办法：喷枪口附近水冷壁，时间长会引起锅炉水冷壁的泄漏，被迫停炉。要解决此问题，需采取如下措施：a改进喷射器结构；b改变喷嘴与水冷壁的夹角，使喷枪向下倾斜一定的角度（7°～10°）；c保证喷枪不被高温烧损的情况下尽可能增加深入深度；d喷枪口下方水冷壁上做好防磨措施；e适当增大喷枪雾化蒸汽压力。

五、还原剂的选择

SNCR的还原剂通常选用尿素和氨，但是与氨相比，尿素优点更为突出：A. 不易燃烧和爆炸，运输、存储、使用比较简单安全；B. 尿素挥发性比氨水溶液小，因此在炉膛烟气中的穿透性号，有利于混合；C. 尿素的温度窗口比氨水高50℃左右，符合大容量锅炉的实际要求；D. 尿素溶液比氨水的脱销率较高。 因此，我公司选择尿素作为还原剂。

六、应用效果

目前该系统已经投运两个多月，从各项数据分析，满足期初设计要求。

结语：随着环保要求的日益严格，众多电厂锅炉及其他燃煤装置迫切需要高效、经济的脱销技术。在循环流化床锅炉分离区采用经济实用的SNCR脱硝技术可以满足当今严格的氮氧化物排放要求，符合我国的国情。

参考文献：

[1] 路涛；贾双燕；李晓芸 关于烟气脱硝SNCR工艺及其技术经济分析[期刊论文]-现代电力 2004（01）