锅炉烟气氨法脱硝技术总结

杨靖

(广西柳化氯碱有限公司，广西 柳州 545600)

锅炉烟气氨法脱硝技术总结

杨靖*

(广西柳化氯碱有限公司，广西 柳州 545600)

回收利用；锅炉烟气；氨法脱硝

介绍了减少电厂锅炉NOX排放量的有效方法，重点介绍了广西柳化氯碱有限公司采用的氨法脱硝工艺，并分析了氨法脱硝工艺的过程风险。

广西柳化氯碱有限公司(以下简称“广西柳化氯碱”)现有2台130 t/h高温汽冷旋风分离循环流化床锅炉以及1台75 t/h 三废混燃炉，原设计生产上用原料煤按低硫煤考虑，采用氨水脱硝的方法脱除氮氧化物。由于经营策略调整，目前， 广西柳化氯碱只开75 t/h 三废锅炉进行生产。自2014年7月1日起，锅炉烟气环保排放标准要求大气污染物排放限值(广西区氮氧化物的密度<200 mg/m3)，而当时三废锅炉烟气排放氮氧化物密度折算值约550 mg/m3，所以，锅炉烟气含氮氧化物是达不到相应的国家标准的。为使锅炉烟气达标排放，广西柳化氯碱采用氨法脱硝工艺对锅炉脱硝工艺进行了技术改造。

1 降低电厂锅炉NOX排放的有效方法[1]

氮氧化物(NOX)是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一 。

世界各地对NOX排放限制都趋于严格，而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOX气体排放的最主要来源，其减排更是受到格外重视。目前全世界降低电厂锅炉NOX排放行之有效的主要方法大致可分为以下4种。

(1)低氮燃烧技术，即在燃烧过程中控制氮氧化物的生成，主要适用于大型燃煤锅炉等。低NOX燃烧技术只能降低 NOX排放值的30%～50%，要进一步降低NOX的排放,必须采用烟气脱硝技术。

(2)选择性催化还原技术(SCR，Selective Catalytic Reduction)，主要用于大型燃煤锅炉，是目前我国烟气脱硝技术中应用最多的。

(3)选择性非催化还原技术(SNCR，Selective Non-Catalytic Reduction)主要应用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉，技术成熟，但其效率低于SCR法，投资小，建设周期短。

(4)选择性催化还原技术(SCR)+选择性非催化还原技术(SNCR)主要用于大型燃煤锅炉低NOX排放和场地受限情况，也适于旧锅炉改造项目。

2 氨法脱硝工艺

广西柳化氯碱采用的是SNCR技术，是一种不使用催化剂，在 850～1 100 ℃还原NOX的方法。最常使用的药品为氨和尿素。 一般来说，SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可达 25%～40% ,对小型机组可达 80%。

由于该法受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。其工程造价低、布置简易、占地面积小，适合老厂改造(新厂可以根据锅炉设计配合使用)。所选择的还原剂一般为含氨化合物，如氨水、尿素、碳铵等。而硫铵、氯化铵则可能会产生强酸腐蚀烟道而不予采用。即使采用尿素等化合物，也是在高温下分解成氨气后，再参与脱硝反应。结合公司原材料的优势，广西柳化氯碱采用氨法脱硝工艺。

3 氨法脱硝原理

往锅炉炉膛(温度为900～1 100 ℃)喷入氨水(或气氨)，发生以下反应：

如果反应温度区间偏低，还会发生以下副反应(即硝酸氧化工序的主反应)：

4 氨法脱硝在三废锅炉烟气脱硝中的应用

SNCR脱硝系统温度对脱硝效果影响试验结果如图1所示。

图1 SNCR脱硝系统温度对脱硝效果影响试验曲线图Fig.1 Experimental curves of influence of SNCR denitrification system temperature on denitrification effect

SNCR脱硝工艺流程示意图如图2所示。

5 氨法脱硝工艺配置

据此，整个工艺须配置氨水、雾化空气和冷却空气3个系统。

从该工序空气管引出空气，冷却空气直接连接喷枪的冷却空气接口，雾化空气则进入空气罐，经缓冲、过滤后，再分配到各喷枪压缩空气接口。喷枪结构见图3,喷枪平面布置见图4。

图3 喷枪结构示意图Fig.3 Structural diagram of a spray gun

图4 喷枪平面布置图Fig.4 Spray gun layout plan

6 工艺过程风险分析

6.1爆炸

氨水容易挥发出气氨，而氨是易爆物质，特别在氨水槽的放空口周围，容易形成爆炸性气体而在有火源条件下发生空间爆炸。因此，现场禁止明火，并设置防雷、防静电等安全措施。

6.2中毒

氨是一种刺激性气体，对呼吸道和眼睛的黏膜、皮肤皱褶等部位刺激明显并造成化学灼伤。因此，当闻到刺激性气味时应远离现场，佩戴好灰色滤罐的防毒面具后，再进入现场进行相应的处置。

6.3环保污染

氨水是一种含氨态氮的化合物，直接流入地沟将会造成污水氨氮超标，故杜绝氨水泄漏或直接排到水沟。烟气含逃逸氨过多，也会造成大面积异味而遭投诉，因此应严格控制氨水加入量。氨水系统工艺流程如图5所示。

图5 氨水系统工艺流程示意图Fig.5 Process flow diagram of ammonia water

6.4介质串流

在喷枪堵塞情况下，氨水和雾化空气存在相互串流的可能。为此，发现氨水阀后压力异常升高后，应排除喷枪堵塞的可能性(如确认喷枪堵塞，单停下该喷枪联系检修处理)；同时，氨水管和雾化空气管均须安装单向阀。

通过一段时间的运行，得出如下数据：锅炉负荷为57.72 t/h；烟气含氧体积分数为13.8 %；氮氧化物密度为290.43 mg/m3；氨水质量分数为14.15%(氨水瞬时流量为0.84 m3/h；氨水总量为4.9 m3)；入炉煤的挥发分质量分数为15.52 %。

由此可见：入炉煤配比改变后，挥发分有所升高，在锅炉高负荷(≥60 t/h)运行时，氮氧化物的浓度也相对升高，折算后的密度为300～350 mg/m3，但未超过排放指标400 mg/m3；氨水的用量相对较高，每班需要5～6 m3，流量为0.7～0.8 m3/h。

从锅炉的运行状况看，入炉煤的配比对锅炉的正常燃烧影响不大，炉温较为稳定，掺渣量增大，锅炉的入炉煤耗有所上升，标准煤耗量的变化不明显；提高锅炉负荷，入炉煤耗有所下降。锅炉在60 t/h的负荷下，氮氧化物排放可控，但须提高氨水用量。

[1] 方度,蒋兰荪,吴正德.氯碱工艺学[M].北京：化学工业出版社，1990.175-179.

[编辑：费红丽]

Summarizationofammoniadenitrificationtechnologyforboilerfluegas

YANGJing

(Guangxi Liuhua Chlor-Alkali Co.,Ltd.,Liuzhou 545600,China)

recycling; boiler flue gas; ammonia denitrification

The effective methods for reducing the NOXemissions from power plant boiler are introduced. The ammonia denitrification process used in Guangxi Liuhua Chlor-Alkali Co.,Ltd. is introduced emphatically. The process risk of the ammonia denitrification is analyzed.

X781.2

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1008-133X(2017)07-0035-03

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杨靖(1988—)，男，助理工程师，2013年毕业于大连理工大学电气工程及其自动化专业，现于广西柳化氯碱有限公司安环部从事安全环保管理工作。

2017-02-13