燃煤锅炉烟气脱硝技改研究与实践

赵 军

(太原市热力公司，山西 太原 030013)

燃煤锅炉烟气脱硝技改研究与实践

赵 军

(太原市热力公司，山西 太原 030013)

对燃煤锅炉烟气脱硝技术进行了分析，指出了燃烧前脱硝技术、燃烧中脱硝技术、燃烧后脱硝技术的特点及适用性，并阐述了低氮燃烧系统技改、SNCR系统技改、SCR系统技改的具体工艺流程，指出在应用SCR脱硝技术改造之后，系统的脱硝效率达到了85%，取得了良好的脱硝效果。

燃煤锅炉，烟气脱硝，技改实践

1 概述

在我国社会与经济不断发展的同时，环境污染问题也变得越来越严重，环保形势变得更加严峻。燃煤锅炉所排放的烟气之中，含有较多的NOx物质，这些污染物质排入大气之后，会造成较为严重的大气污染问题，并且还会导致以氮氧化合物为主的酸雨出现，所以，对于燃煤锅炉脱硝改造工作是一项极为重要的工作。而在我国环保标准不断提升的过程中，所使用的脱硝技术也在不断改进，因此，对燃煤锅炉烟气脱硝技改是极为重要也是十分必要的一项工作。

2 燃煤锅炉烟气脱硝技术

2.1 燃烧前脱硝技术

其是在燃煤发生燃烧反应之前通过一定的脱氮工艺之后，将燃煤中氮元素有效的去除，从而确保烟气中含氮量减少，实现烟气脱硝的目标。根据目前的技术工艺而言，此种脱硝方式在实际应用过程中存在的难度相对大，同时所需成本也非常高，因此，该种脱硝技术目前仅仅是脱硝研究的一个方向，其在实际过程中的应用还非常少，有待进一步的研究与实践。

2.2 燃烧中脱硝技术

燃煤燃烧将形成大量的氮氧化合物，因此，要是能够在此阶段之中采用相应的脱硝技术，便能够取得很好的脱硝效果。此时期应用脱硝技术主要为低氮脱硝技术，其关键在于有效降低燃烧过程中产生的NOx物质，通常都能够减少大约30%的NOx物质，从而达到脱硝目的。此阶段所采用的脱硝技术相对来说较为简单，所需成本也非常少，并且相关设备占地面积非常小，因此，在燃煤锅炉脱硝技改过程中应用较为普遍。但是，我们应当认识到，确保烟气之中NOx含量有所减少，但是无法彻底的解决烟气脱硝问题。

2.3 燃烧后脱硝技术

目前，燃煤锅炉所使用的脱硝技术主要包含有两种不同类别，其一是SCR脱硝技术，其二是SNCR脱硝技术，相对来说SCR脱硝技术的应用范围较为广泛。SCR技术应用的是选择性催化还原方法，其是在相应催化物质持续作用之下，把氨喷到温度为300 ℃～400 ℃烟气之中，将烟气之中所包含的氮氧化合物还原，将这些有毒害作用的物质转变成为水以及氮气。此种技术属于一种炉后脱硝技术，依照目前的发展情形看，此种脱硝技术属于现阶段较为成熟的一种脱硝技术，该种脱硝技术的效率也相对高，另外此种技术的成本消耗也相对少。SNCR技术则无需催化物质的作用，直接将还原性物质喷射在温度约为1 000 ℃的炉膛之内，确保还原物质能够在高温的环境中非常迅速发生热解反应，从而得到NH3，所生成的NH3会与烟气之中包含的氮氧化合物进一步反应，形成没有毒害作用的水和氮气。SNCR技术中所使用到的还原物质通常为氨、尿素以及氨水等。

3 锅炉烟气脱硝技改实践分析

我们对于环境保护越来越重视，也要求要全面的对燃煤锅炉进行脱硝技改工作，目前，燃煤锅炉脱硝技改实践主要体现在下列几方面。

3.1 低氮燃烧系统技改

1)燃烧装置改造。以往所采用燃烧装置其风口位置的结构存在一定不足，要想进一步的提升脱硝效率，则应当把燃烧装置改造成低氮燃烧装置，另外，锅炉一次风输送口结构也能够改成钝体燃烧装置，如此便能够产生卷吸效果，确保煤粉燃料能够和空气更加充分接触，确保低氧燃烧能够顺利进行。并且，也能够把二次风输送口结构划分成不同的窗口，并且加设上导向叶片装置，如此便能够产生“风包粉”效果，这样可以有效的防治水冷壁位置发生结焦问题，同时还能够确保表面更加清洁，也能够进一步改善辐射换热的效果。

2)燃尽风系统改造。能够在主燃烧装置之上加设相应孔洞，将燃尽风喷嘴安装在上面，如此便可以有效的减少主燃烧装置风量，从而达到低氮燃烧的效果，还可以把氮氧化合物更加高效的转变为水与氮气，以达到脱硝的目标。

3.2 SNCR系统技改

1)蒸汽系统改造。采用SNCR技术进行系统脱硝技改过程中，经常性发生氨无法均匀分布的现象，此时能够对蒸汽系统进一步的加以改造，比如，设置蒸汽扰动结构，并且在过热装置竖向方向上开孔，如此便可以利用蒸汽喷嘴装置有效的扰动烟气，确保氨能够更加均匀的分布于烟气之中，从而有效的改善脱硝效果。

2)喷枪结构改造。在锅炉外部能够加设上喷枪的混合装置，另外，也能够针对喷枪雾化方式进一步加以优化处理，如此便可以很好的避免喷枪结构发生泄露事故，避免出现喷枪漏流问题。还能够通过调节水冷壁结构和喷枪结构之间夹角大小，确保喷枪进一步的下倾，在确保喷枪结构不会遭受高温损坏前提之下，尽可能将喷枪深入炉膛之中。

3)水冷壁弯管改造。水冷壁弯管结构的位置是在喷孔位置下方，能够在这一位置处加设上不锈钢材质的护板结构，另外，在外部还能够设置上耐火材料，这样当SNCR系统停止运行阶段，便可以有效的避免水冷壁结构和漏流液体发生接触，如此能够最大限度避免锈蚀问题发生。

3.3 SCR系统技改

1)烟气流程。在SCR系统之中，需要烟气达到300 ℃～400 ℃的温度值，所以，能够针对反应器装置加以改造，将其设置在预热装置以及省煤器装置的中间，如此便能够保证烟气的温度超过350 ℃，便可以保证脱硝效率进一步的提升。让烟气经过脱硝处理之后会由预热装置进行回收，然后在经过烟气脱硫系统处理之后将烟气排放至空气中。采用上述技改方法能够进一步的提升SCR反应效率，确保脱硝效果进一步的改善。

2)SCR反应装置。反应装置前部位置处设置相应的耐磨层，如此便可以避免飞灰冲刷催化剂，进一步的提升脱硝效率。要想确保SCR反应能够达到理想效果，在每一个锅炉中均能够加设两个反应装置，单个反应装置能够设置成三层结构。要想达到SCR反应的要求，在反应装置之中还需要加设支撑部件，确保其可以承受锅炉内部的压力作用以及烟尘的负荷作用等，这样才可以保证脱硝工作能够顺利完成。

3)氨喷射。混合装置以及管道属于氨和空气发生混合作用的重要空间，并且也会对SCR反应起到极为关键的作用，通过利用流体动力可以确保两者之间更加充分的实现混合。所以，氨喷射是极为重要的装置，在该装置之中应当包含有供应箱部件、喷雾格栅结构以及喷孔部件等等。喷射装置还需要进行自动调控改造处理，确保其可以实时分析氮氧化合物浓度值，还能够实时的对喷出氨数量加以调控，确保氨和烟气之间能够更加充分接触，进一步的提升脱硝效率。

以我公司燃煤锅炉脱硝技改为例，为了进一步响应国家提出的“节能减排”号召，我公司与2016年5月对燃煤锅炉开展低氮燃烧装置的技改工作，并于2017年年初完成了脱硝技改工作。在脱硝技改之中利用的是SCR脱硝技术，烟气入口氮氧化合物的浓度值按照350 mg/Nm3计算，单个燃煤锅炉中加设上两个SCR反应装置，其催化层设置为3层结构，并且将SCR反应装置设置于预热装置和省煤器装置间。通过此次脱硝技改之后，当入口位置处氧气氮氧化合物浓度值为350 mg/Nm3情况下，系统的脱硝效率达到了85%，取得了良好的脱硝效果。

4 结语

国内锅炉烟气脱硝工艺持续革新与发展，不过，在生态环境逐渐恶化的情况下，还要求需要进一步加强燃煤锅炉烟气脱硝技改工作，这对于经济、社会与环境的和谐发展具有极为重要的意义。

[1] 赵鹏勃,孙 涛,高洪培,等.CFB锅炉SNCR脱硝技术常见问题及对策[J].洁净煤技术,2016,22(1):86-89，104.

[2] 蔡 辉,冯金洋,杨 义.联合脱硝技术在燃煤锅炉脱硝改造中的应用[J].甘肃科技,2016,32(3):32-33.

[3] 卞韶帅,余海燕,杨士华,等.锅炉低氮燃烧与SCR脱硝联合运行优化系统[J].热力发电,2016,45(8):81-86,103.

Researchandpracticeoffluegasdenitrationtechnologyforcoal-firedboiler

ZhaoJun

(TaiyuanThermoticsInc,Taiyuan030013,China)

For coal-fired boiler flue gas denitration technology were analyzed, pointed out that the pre combustion denitration technology, combustion denitration technology, combustion characteristics of denitration technology and applicability, and expounds the concrete process of low NOxcombustion system for technological innovation, technological transformation, SNCR system SCR system transformation process, based on the analysis of denitration transformation after SCR application, the system denitrification efficiency reached 85%, achieved a good effect on removing nitrate.

coal fired boiler, flue gas denitration, technical transformation practice

2017-10-07

赵 军(1984- )，男，工程师

1009-6825(2017)35-0134-02

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