循環(huán)流化床鍋爐低NOx排 放特性及利用SNCR脫氮技術(shù)分析

李 輝

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

循環(huán)流化床鍋爐低NOx排 放特性及利用SNCR脫氮技術(shù)分析

李 輝

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

循環(huán)流化床（CFB）鍋爐在實(shí)踐中的NOx排放量相對于傳統(tǒng)模式的排放量更低，主要就是因?yàn)樵趯?shí)踐中CFB鍋爐床溫的常規(guī)維度在870℃左右，而其他種類爐型的實(shí)際燃燒溫度均要高于1 100℃。同時，在實(shí)踐中CFB鍋爐主要就是通過分級燃燒的方式開展施工作業(yè)，此種方式在實(shí)踐中有效的降低了NOx的實(shí)際排放量。對此主要對其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了簡單的分析。

循環(huán)流化床鍋爐；SNCR；NOx

Abstract：The NOxemissions from CFB boilers in practice are lower than those in conventional models，mainly because the conventional dimensions of CFB boiler bed temperatures are around 870 ℃ in practice，while other types of furnaces The actual combustion temperature should be higher than 1 100℃ .At the same time，in practice CFB boiler is mainly through the way of grading combustion to carry out construction operations，this way in practice effectively reduce the actual emissions of NOx.This article mainly carries on the simple analysis to its related content.

Key words：circulating fluidized bed boiler；SNCR；NOx

CFB鍋爐在旋風(fēng)分離器中的煙氣實(shí)際溫度均在900℃左右，煙氣在分離器中的停留時間相對較長，且其噴入的氨氣與煙氣的整體混合效果也較為良好，在實(shí)踐中只要保障噴入氨氣以及煙氣的時間以及混合型就可以真正的實(shí)現(xiàn)NOx的脫氮效果。

1 循環(huán)流化床鍋爐低NOx排放特性

在傳統(tǒng)的燃料中含有煤油等氮化合物物質(zhì)，在其實(shí)際的燃燒過程中就會導(dǎo)致其部分的氮化合物中的氮?dú)庠谘趸笊扇剂夏Ｊ降腘Ox。對此如果在1100℃的高溫狀況之下，其部分空氣中的氮?dú)饩蜁趸蔁崃︻愋偷腘Ox。但是，在實(shí)踐中因?yàn)镃FB鍋爐自身具有一定的低溫燃燒特征，對此其在整個CFB鍋爐中就會產(chǎn)生較少的熱力型NOx。因此，如果在CFB鍋爐中的下爐膛存在一些沒有充分燃燒的碳以及CO就會與NOx產(chǎn)生反應(yīng)，將其還原為氮?dú)?。對此在?shí)踐中要想嚴(yán)格控制NOx的實(shí)際排放標(biāo)準(zhǔn)，就要在CFB鍋爐中適當(dāng)添加一定的NOx還原劑，進(jìn)而充分的降低NOx的實(shí)際排放數(shù)量。

2 利用SNCR脫氮技術(shù)分析

2.1 利用噴氨的方式減少NOx

在爐內(nèi)通過噴氨的方式可以有效地降低NOx的實(shí)際排放數(shù)量，對此在實(shí)踐中要想有效地增強(qiáng)氨的實(shí)際應(yīng)用效率，就要保障氨氣噴入位置中的煙氣溫度等相關(guān)條件的穩(wěn)定性。其中CFB鍋爐在實(shí)踐中為此種工藝的開展提供了便捷的條件。

在CFB鍋爐中的氨氣噴入位置主要就設(shè)置在其圓形的分離器的相關(guān)入口位置之上，如果實(shí)際應(yīng)用的分離器類型為緊湊模式的器械，就可以把氨氣的噴入位置設(shè)置在其后墻支出。在進(jìn)行噴嘴數(shù)量的選擇過程中，必須要綜合氨氣的實(shí)際流量、具體的NOx排放水平以及其應(yīng)用分離器的實(shí)際尺寸等，其中其需要的氨氣的實(shí)際流量主要就是基于NOx的實(shí)際排放水平以及NOx的實(shí)際脫除率來選擇的，其具體的化學(xué)反應(yīng)公式為：

在實(shí)際的SNCR系統(tǒng)中，其具體的反應(yīng)溫度、氨氣與煙氣的實(shí)際混合程度、實(shí)際停留時間、實(shí)際的NOx排放的具體濃度、氨氣以及NOx的摩爾比和氨逃逸率等相關(guān)因素都會對于其還原效率、設(shè)計(jì)以及實(shí)際的運(yùn)行參數(shù)產(chǎn)生一定的影響。對此在實(shí)踐中要保障其實(shí)際的反應(yīng)溫度在800～1 000℃，如果其溫度相對較低，就會導(dǎo)致反應(yīng)速度過低導(dǎo)致氨逃逸率的提升；反之就會導(dǎo)致還原劑出現(xiàn)氧化狀況生成一些多余的NOx。在實(shí)踐中其噴入到CFB鍋爐的分離器中的氨以及煙氣分離器中必須要保障其停留時間以及混合的有效性以及充足性。對此在實(shí)際的操作中，必須要保障其停留時間為1s，只有這樣才可以真正地提升其整體的脫氮效率。

2.2 噴氨系統(tǒng)

氨氣與NOx在實(shí)踐中的非催化反應(yīng)溫度區(qū)域在實(shí)踐中主要保持在790～950℃，其就會產(chǎn)生一定的氮?dú)庖约八?。此溫度范圍在?shí)踐中與CFB鍋爐的常規(guī)運(yùn)行溫度是一致的，對此種模式的脫氮系統(tǒng)與CFB鍋爐更為吻合。在實(shí)踐中通過噴氨位置的布置就可以有效地提升分離器中氨氣以及煙氣的整體混合性，同時在操作中其實(shí)際的分離器中的溫度也可以保障其在最佳的反應(yīng)溫度之中。在實(shí)踐中主要應(yīng)用的噴氨系統(tǒng)主要分為以下幾種模式。

2.2.1 無水氨系統(tǒng)

無水氨系統(tǒng)在實(shí)踐中必須要通過氨罐進(jìn)行液態(tài)氨的存儲，在常規(guī)狀況之下氨罐車要把無水氨安全的運(yùn)送到現(xiàn)場的氨罐之中。氨罐同時要配置一定的蒸發(fā)器，其主要的作用就是蒸發(fā)液態(tài)氨，提升其存儲罐中氨蒸汽量的穩(wěn)定性。在操作中利用控制閥的方式把其頂部中的氨蒸汽在氨儲罐中抽出，將其噴入到鍋爐的分離器之內(nèi)。

基于實(shí)際的布置，在其煙囪位置的排放口對其進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測，了解實(shí)際的排放數(shù)據(jù)，進(jìn)而控制其抽出的實(shí)際氨蒸汽量。在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行操作的時候，因?yàn)槠鋵?shí)際的NOx排放量相對較低，無需進(jìn)行噴氨脫氮，因此必須要通過吹掃風(fēng)管線對其進(jìn)行處理操作，進(jìn)而有效的避免其出現(xiàn)堵塞問題。

無水氨蒸汽被噴入分離器的時候，可以實(shí)現(xiàn)其與煙氣的有效混合。應(yīng)用純無水氨的時候其需求的噴口尺寸相對較小，這樣就會充分的混合二者，但是其也存在一定的安全隱患問題。氨氣在實(shí)踐中的空氣燃點(diǎn)限度為15.5%～27.0%，對此在實(shí)踐中基于安全的角度分析，在進(jìn)行氨蒸汽噴入分離器的操作之前，可以通過空氣對其進(jìn)行稀釋，在執(zhí)行相關(guān)噴入操作，氨蒸汽以及空氣的實(shí)際流量主要就是基于流量測量以及實(shí)際的控制閥對其進(jìn)行控制以及操作管理的。

2.2.2 尿素系統(tǒng)

尿素系統(tǒng)在實(shí)際的操作中與無水氨系統(tǒng)較為相似，其不同之處就是通過分離器噴射液體的方式開展操作。尿素溶液的存儲罐在實(shí)踐中必須要通過加熱系統(tǒng)對其進(jìn)行操作，避免出現(xiàn)溶液中存在尿素結(jié)晶的問題，對此在實(shí)踐中必須要保障尿素溶液的溫度。尿素溶液的存儲罐在實(shí)踐中必須要通過循環(huán)回路系統(tǒng)充分的混合二者。因?yàn)樵趯?shí)踐中尿素中的氨濃度相對較高，對此在對其進(jìn)行噴入分離器操作之前要通過水溶液對其進(jìn)行稀釋操作。

如果尿素的原材料為固體模式，在實(shí)踐中就要在溶解罐中通過去離子水對其進(jìn)行溶解操作，在操作中可以把去離子水加熱到35℃左右，這樣可以保障尿素的充分溶解，尿素溶液的濃度要保障在15%左右，如果尿素沒有充分的溶解就會出現(xiàn)結(jié)晶的問題；在不進(jìn)行尿素溶液的噴射過程中，就要通過空氣吹掃的方式對尿毒系統(tǒng)進(jìn)行操作。

2.2.3 水溶氨系統(tǒng)

水溶氨是一種無害的物質(zhì)，對此在對其進(jìn)行運(yùn)輸以及處理過程中相對較為安全，對此在CFB鍋爐通過水溶氨對其進(jìn)行脫氮操作的時候，可以把水溶氨利用噴嘴噴入到CFB分離器之中就可以，無需在應(yīng)用其他蒸發(fā)器以及加熱系統(tǒng)。對此在實(shí)踐中應(yīng)用水溶氨開展脫氮相對較為簡單便捷。

在實(shí)踐中可以把水溶氨在存儲罐中存儲，保障其溫度的穩(wěn)定性就可以。在應(yīng)用過程中可以把泵在其相關(guān)儲罐中送到噴嘴位置，將其送入到CFB分離器之中，通過控制閥組的方式調(diào)節(jié)實(shí)際的流量，在對噴嘴處理的時候要通過壓縮空氣的方式進(jìn)行霧化水溶氨操作；在不需要進(jìn)行噴水溶氨的時候，可以通過空氣吹掃整個系統(tǒng)。

如果在實(shí)踐中條件不允許把水溶氨通過液態(tài)的方式噴入到實(shí)際的分離器之中，就要先把水溶氨進(jìn)行汽化操作，然后再把其噴入到分離器之中，但是此種操作在實(shí)踐中增添了汽化系統(tǒng)的相關(guān)操作，提升其整個脫氮系統(tǒng)的復(fù)雜性。

3 結(jié)束語

CFB鍋爐在實(shí)踐中的NOx排放相對于傳統(tǒng)模式的煤粉爐以及爐排爐來說得到了有效的降低，主要就是因?yàn)槠錅囟容^為穩(wěn)定，同時其應(yīng)用的分級燃燒方式也較為科學(xué)，對此在實(shí)踐中可以利用噴氨的方式減少NOx，也可以有效地應(yīng)用無水氨系統(tǒng)、尿素系統(tǒng)、水溶氨系統(tǒng)減少NOx，這樣可以有效地提升各種資源的實(shí)際應(yīng)用效果，可以有效地提升其整體資源的利用效率，繼而在根本上保障生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展。

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Low NOxEmission Characteristics of Circulating Fluidized Bed Boilers and Analysis by SNCR Denitrification

Li Hui

TK229.6；X701

B

1003–6490（2017）09–0018–02

2017–07–20

李輝（1981—），男，吉林扶余人，助理工程師，主要研究方向?yàn)闊崮軇恿Α⒃O(shè)備運(yùn)行管理。