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“低氮燃燒技術(shù)+SNCR”在循環(huán)流化床燃煤鍋爐上的應(yīng)用

2023-10-10 0次

1、低氮燃燒技術(shù)+SNCR工藝

低氮燃燒技術(shù)+SNCR工藝是指對燃煤鍋爐進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造與選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝工藝相結(jié)合的,對燃煤鍋爐煙氣進(jìn)行脫硝處理的組合式脫硝工藝?低氮燃燒技術(shù)大概可分為:低氮燃燒器?空氣分級燃燒?燃料分級燃燒?煙氣再循環(huán)等幾類,此處所采用的低氮燃燒技術(shù)形式為煙氣再循環(huán)?該技術(shù)主要將鍋爐尾部部分低溫?zé)煔饨?jīng)煙氣再循環(huán)回抽并與一次風(fēng)?二次風(fēng)混合后送入鍋爐內(nèi),從而降低燃燒區(qū)域的的溫度,同時(shí)降低燃燒區(qū)域的氧的濃度,最終降低NOx的生成量?選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)是指在沒有催化劑的條件下在鍋爐合適溫度850~1100℃區(qū)間內(nèi)將氨基還原劑噴入該區(qū)域,在該溫度區(qū)域內(nèi),還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)生成N2和H2O?

2、低氮燃燒技術(shù)+SNCR工藝在循環(huán)硫化床鍋爐上的應(yīng)用

某糖廠有一臺170t/h循環(huán)流化床鍋爐,由于環(huán)保要求的提高需要多NOx進(jìn)行治理,考慮到運(yùn)行及一次投資費(fèi)用問題,決定采用低氮燃燒技術(shù)+SNCR組合式脫硝工藝?

2.1 針對鍋爐形式及參數(shù)等的分析

對鍋爐低氮燃燒技改措施和基本原理性工藝要求如下

2.1.1控制供煤系統(tǒng)的燃煤顆粒度

保證鍋爐入口燃煤粒度控制在8mm以下(最大不超過10mm),以降低鍋爐一次風(fēng)用量?

2.1.2二次風(fēng)的合理分級降低一次風(fēng)風(fēng)量后,可適當(dāng)增加二次風(fēng)風(fēng)量?原鍋爐設(shè)有分層的二次風(fēng)入口風(fēng)管,但由于原鍋爐設(shè)計(jì)一次風(fēng)量較大,因此二次風(fēng)管道配置偏小,考慮到降低鍋爐燃燒系統(tǒng)改造投資成本,基本維持原有的二次風(fēng)管道分配,在每個(gè)二次風(fēng)管道上設(shè)置手動調(diào)節(jié)門,根據(jù)鍋爐燃燒情況,調(diào)整調(diào)節(jié)門開度,達(dá)到二次風(fēng)的最佳合理分配?為了更好的進(jìn)行分級配風(fēng),減少NOx的生成,將鍋爐前墻和后墻二次風(fēng)噴嘴由原來的分三層布置改為分兩層布置并將噴嘴位置適當(dāng)上提,二次風(fēng)噴嘴結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)以保證二次風(fēng)的穿透能達(dá)到爐膛中心補(bǔ)充氧量,使?fàn)t膛上部各處的氧含量均勻燃燒充分,能有效控制爐膛的過量空氣系數(shù)以達(dá)到減少NOx生成的目的?二次風(fēng)噴嘴均需重新設(shè)計(jì)更換,二次風(fēng)量需適當(dāng)加大,以適應(yīng)改造后風(fēng)量調(diào)整的需要?

2.1.3尾氣再循環(huán)在控制燃煤顆粒度的條件下,降低鍋爐一次風(fēng)的風(fēng)量?同時(shí)為了有效減小鍋爐一次風(fēng)含氧量,又滿足鍋爐一次風(fēng)流化風(fēng)量需求,本方案設(shè)計(jì)從引風(fēng)機(jī)出口擋板門后增設(shè)一臺離心風(fēng)機(jī),將引風(fēng)機(jī)出口凈煙氣通過加壓后,送入鍋爐一次風(fēng)機(jī)入口,充當(dāng)鍋爐一次風(fēng)?以有效降低一次風(fēng)含氧量,增加風(fēng)量分配調(diào)節(jié)裕度?

2.2 SNCR系統(tǒng)部分

2.2.1氨區(qū)系統(tǒng)(主要設(shè)備)

氨水儲罐:Φ4000×4500mm1臺

稀釋水儲罐:Φ1500×1500mm1臺

卸氨泵:Q=30m3/h;H=22m;N=4.0kw;2臺(一用一備)

外購的20%的氨水通過槽罐車運(yùn)輸至氨區(qū)附近,通過卸氨泵將輸送至氨水儲罐中進(jìn)行儲存,稀釋水采用除鹽水,由鍋爐區(qū)域引至稀釋追儲存罐中進(jìn)行儲存?

2.2.2加壓泵站模塊

氨水加壓泵:Q=1.4m3/h;H=120m;N=1.1kw;2臺(一用一備)

稀釋水加壓泵:Q=1.4m3/h;H=120m;N=1.1kw;2臺(一用一備)

2.2.3在線稀釋模塊

主要含電動調(diào)節(jié)閥?混合器?分配器?流量計(jì);空氣過濾器?減壓閥?壓力傳感器?電磁閥組?氣體分配器?觸摸屏及各路液?氣壓力顯示裝置及傳感裝置等成套設(shè)備?

2.2.4噴射系統(tǒng)

主要包括管道閥門及噴槍等設(shè)備,共設(shè)置16套雙流體霧化噴槍,在鍋爐800~1100℃區(qū)間上下布置兩層,每層8套?

可根據(jù)鍋爐負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整噴槍投入使用的情況?采用壓縮空氣對還原劑進(jìn)行霧化,霧化壓縮空氣與20%的氨水在噴槍前部進(jìn)行相遇混合,通過槍管輸送以霧化狀態(tài)噴入鍋爐中,與煙氣中的NOx進(jìn)行還原反應(yīng)得以去除?

通過低氮燃燒技術(shù)改造后,鍋爐燃燒情況得以明顯改善,使NOx降低45%左右,后續(xù)通過SNCR工藝50%~60%的脫硝效率,使鍋爐排放煙氣中的NOx能夠達(dá)標(biāo)排放?

3、經(jīng)濟(jì)性分析

(1)低氮燃燒技術(shù)可以將鍋爐NOx的排放量降低40%~50%,而SNCR脫硝設(shè)備需要向爐內(nèi)噴氨水或是尿素溶液進(jìn)行脫硝,SNCR設(shè)備的脫硝效率為50%~70%左右(此時(shí)可以保證鍋爐排放煙氣的氨逃逸不超過國家標(biāo)準(zhǔn)),兩者相比較,低氮燃燒技術(shù)的優(yōu)勢就會顯現(xiàn)出來:170t/h循環(huán)流化床鍋爐若達(dá)到NOx排放濃度降至100mg/Nm3目標(biāo)時(shí),單獨(dú)采用SNCR脫硝工藝經(jīng)估算每天需1.2噸左右氨水,每年運(yùn)行時(shí)間約300天?采用低氮燃燒技術(shù)+SNCR聯(lián)合脫硝工藝和單獨(dú)采用SNCR脫硝工藝相比可以減少約80%的氨水用量,按每噸氨水3000元計(jì)算一年節(jié)約氨水的費(fèi)用就可接近一百萬元,低氮燃燒技術(shù)的運(yùn)行成本只是一臺功率較小的風(fēng)機(jī),因此可以說基本沒有什么運(yùn)行成本,因此采用低氮燃燒技術(shù)+SNCR聯(lián)合脫硝工藝每年可節(jié)省可觀的費(fèi)用,經(jīng)濟(jì)效益非常明顯?

(2)如單獨(dú)使用SNCR脫硝工藝氨水用量大還會帶來鍋爐尾部受熱面的腐蝕問題,腐蝕速度快還會帶來額外的維修費(fèi)用?即使采用低氮燃燒技術(shù)+SNCR聯(lián)合脫硝工藝與單獨(dú)使用SNCR脫硝工藝相比,當(dāng)NOx的排放濃度降低至相同指標(biāo)時(shí),采用低氮燃燒技術(shù)+SNCR聯(lián)合脫硝工藝所噴入的氨水量也會大大減少,不但降低了運(yùn)行費(fèi)用,也有效減小了對尾部受熱面的腐蝕,減少了設(shè)備后期的維修費(fèi)用?

(3)單獨(dú)使用SCR脫硝工藝可有較好的脫硝效率,完全可達(dá)到排放的要求,但是SCR所使用的昂貴的催化劑,使初步投資較使用低氮燃燒技術(shù)+SNCR脫硝工藝大,在運(yùn)行過程中,雖使用設(shè)備的電耗負(fù)荷較小,但受催化劑的使用壽命的影響,需要定期更換催化劑,這無疑使運(yùn)行成本大大的提高,故采用低氮燃燒技術(shù)+SNCR脫硝工藝的結(jié)合式工藝,即能有較高的脫硝效率,又可大大的降低運(yùn)行費(fèi)用?

4、結(jié)論

綜上所述,業(yè)主170t/h循環(huán)流化床鍋爐采用低氮燃燒技術(shù)進(jìn)行脫硝技術(shù)優(yōu)勢明顯,是切實(shí)可行的也是非常有效的,在充分滿足鍋爐NOx排放指標(biāo)達(dá)到要求的情況下不但可大大減少運(yùn)行成本還可以有效減小尾部受熱面的低溫腐蝕,可為用戶帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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