选择性非催化还原（SNCR）烟气脱硝技术在CFB锅炉上的应用

贾默愚

【摘 要】本文主要介绍某电厂1#、2#CFB锅炉选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术的工艺原理，结合CFB锅炉脱硝单元的标定以及日常运行，梳理了运行中出现的问题，总结了烟气脱硝运行注意事项。

【关键词】选择性非催化还原技术;循环流化床锅炉;Nox

正文：

氮氧化物（NOx）是燃煤电厂排放的主要污染物之一。在目前各种 NOx 脱除工艺中，选择性非催化还原（SNCR）脱硝工艺具有成本低、设施简单的优点。由于大多数锅炉处于SNCR 脱硝工艺温度窗口内的空间很小，还原剂与烟气不能均匀地混合，使得其脱硝效率较低[1]。某电厂2×220t/h的循环流化床（CFB）锅炉燃料适应性广，除了燃料煤以外，还能掺烧石油焦、油泥、树脂等。在山东某市实施的火电厂大气污染物排放标准中燃煤锅炉NOx 排放要求是50 mg/Nm?，而循环流化床锅炉是一种具有低氮燃烧效果的锅炉，在其分离器区域采用SNCR脱硝技术可实现60%左右的脱硝效率，从而实现降氮脱硝的目的。

1 选择性非催化还原（SNCR）脱硝工艺原理

选择性非催化还原法（SNCR）技術是一种不用催化剂，在 800℃～1250℃范围内还原NOx的方法，还原剂常用氨或尿素。该方法是把含有 NHx 基的还原剂喷入炉膛温度为 800℃～1250℃的区域后，迅速热分解成 NH3和其他副产物，随后NH3与烟气中的 NOx进行反应而生成N2。在某电厂CFB锅炉采用氨水为还原剂，其还原过程为：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

SNCR工艺流程示意图如下：

2 SNCR脱硝系统运行情况

该SNCR脱硝单元自2015年12月投用，投用后脱硝效果明显，NOx排放小时合格率99%以上。为了验证脱硝单元的效率，车间组织相关专业人员，于2016年至4月1日对该单元进行效率标定，数据以及分析如下：

2.1标定说明与结论

从数据表1中可以看出，两台锅炉在干基、3%氧条件下脱硝都能降至100 mg/Nm?，达到设计要求。

2.2脱硝效率计算

脱硝效率=（脱硝前NOx-脱硝后NOx）÷脱硝前NOx×100% （Ⅰ）

将表1中的各类工况最佳脱硝数据带入公式（Ⅰ）中计算得出表2效率表

3 SNCR脱硝单元运行中出现的主要问题

3.1喷枪磨损

SNCR脱硝单元自2015年12月投用以来，在定期检查中共发现有6支喷枪的喷头磨损，如下图：

喷枪的喷头出现磨损后，会带来一系列的影响，如氨水不能正常雾化，氨水在烟气中的穿透力和覆盖面也会随之下降和减少，脱硝的效率会降低，尾部烟道的氨逃逸量会突增，对设备腐蚀影响加大。运行人员在日常监视过程中，除了定期检查喷枪的磨损情况，还可以根据NOx的排放量来判断喷枪的运行状况。如果运行中，加大氨水用量仍无法控制NOx量，且尾部氨逃逸量变大，就应该逐个排查喷枪磨损情况，消除缺陷。

运行人员在喷枪定期检查回装时，喷枪的喷头应该与保护套管平齐，若超出保护套管，喷枪磨损快;缩进保护套管，氨水雾化效果不佳。所以拆卸喷枪时应在喷枪杆上做好标记及上下方向，以便喷枪再次安装时位置准确。

3.2 喷枪雾化嘴堵塞

在CFB锅炉检修时发现，部分喷枪套管里积灰严重，喷枪周围形成了灰垢，产生的原因可能是套管的防堵风开度不够，氨水雾化不好。为了避免喷枪堵塞，喷枪套管配有工业风防堵，运行人员在锅炉启动前就必须投用工业风，防止喷枪堵塞和过热烧坏套管。

3.3氨逃逸问题

SNCR脱硝单元中控制好氨的逃逸是一个重要问题，若喷入的NH3或分解生成的NH3不能充分反应，NH3与烟气中SO3反应生成 NH4HSO4造成空气预热器积灰加剧，阻力增大[2]。对于循环流化床锅炉，尽管SO3浓度较低，生成的NH4HSO4较少，但氨的逃逸风险仍旧存在。

3.4 氨水制备问题

由于脱硝单元系统液氨管线较长，沿途龙门架较多，液氨在进入调节阀组前压力通常低于0.7MPa，远低于设计值1.0MPa，管道里的液氨容易气化，导致氨水制备阀组的质量流量计显示流量不准确。运行人员在制备氨水时，无法准确根据液氨流量控制除盐水量。通过运行实践，我们总结出可以根据氨水储罐的氨水浓度来调整除盐水和液氨的配比，或者当液氨流量不稳定时，可以开启调节阀旁路稳定液氨流量。

4日常运行注意事项

4.1防止旋风分离器二次燃烧

从脱硝标定试验数据表1中可以看出2#CFB锅炉旋风筒出口温度比旋风筒入口温度高20～40℃，说明烟气在中心筒分离过程中有再燃过程。而再燃过程会继续生成部分NOx，这部分NOx无法完全与氨水反应，会影响脱硝的效率。所以2#CFB锅炉脱硝效率低于1#CFB锅炉。

为了减少烟气在中心筒再燃现象，可以通过调整一次、二次风配比，降低炉膛负压，增加物料在炉膛的停留时间，从而抑制物料在旋风分离器内的二次燃烧，能够有效减少NOx的再生。

4.2 氨逃逸率控制

为了控制 NOx的排放并降低氨逃逸率，就必须严格控制反应温度，通常不宜高于950℃，我单位是 220t/h 的循环流化床锅炉，炉膛出口温度在 830～930℃之间时，NOx的排放比较容易控制在 100 mg/N3m 以下。由于机组是热电联产的供热机组，锅炉负荷变化较大，在锅炉负荷较低的情况下，炉膛出口温度低于 800℃，此时SNCR 的效果就不好，基本没有产生反应。所以此时应减少脱硝氨水喷量，防止氨逃逸。运行人员应严格监视每台炉子氨逃逸监测仪，严格控制氨的逃逸率控制在≤8mg/Nm3。

4.3液氨泄漏处置

液氨对于电站运行人员而言是一种高危化学品，它是无色液体，有强烈刺激性气味。当脱硝单元出现液氨泄漏时，运行人员必须穿戴好个人保护用品以及空呼后，关闭边界的液氨阀门，用新鲜水稀释泄漏点，并拉好警戒隔离线，避免火星，开展事故处理工作。

参考文献：

[1]王静静，杨吉贺.SNCR烟气脱硝技术在循环流化床锅 炉中的应用[J].电力科技与环保，2015，21（1）：41— 42.

[2]张元勇，谭伟，张运宝.CFB循环流化床锅炉 SNCR脱硝运行总结[J].电力通用机械，2015，（2）：69—71.

（作者单位：中国石化齐鲁石化公司热电厂）