浅谈SNCR+SCR烟气联合脱硝工艺在电站锅炉中的应用
来源:用户上传
作者:
摘 要：本文主要对SNCR+SCR烟气联合脱销工艺技术的原理进行了阐述，并对目前某电厂内机组氮氧化物排放超标进行了研究，制定出相关的脱销工艺，希望能够提供一定的参考。
关键词：SNCR;SCR;烟气脱硝;电站锅炉
随着社会经济的不断发展以及科学技术的不断发展，对烟气脱硝工艺的要求越来越高，所以为了让脱硝的可行性得到保证，就需要相关的工作人员根据机组的实际情况以及当地的环境情况，制定出更加科学和先进的SNCR+SCR烟气联合脱硝实施方案，保证氮氧化物的排放与国家规定相符。
1 烟气脱硝技术相关概述
1.1 SNCR技术
SNCR技術是选择性非催化还原技术，在使用的过程中不需要使用催化剂，在温度为850℃-1100℃的范围内，会与烟气中存在的NOx发生一定的化学反应，主要的生成物包括氮气、水，这样能有效减少NOx的排放，SNCR技术建设的周期较短、投资成本较少，但是其脱硝的效率严重受到反应的温度、停留时间等各个方面的影响，具有不稳定性。
1.2 SCR技术
SCR技术是选择性催化还原技术，其具有脱硝效率高、污染小等特点，催化剂作用还原剂，在温度为300℃-400℃之间与烟气中的NOx发生反应，也能减少NOx的排放，但是这类技术的运行成本较高，且要求催化剂的活性、阻力等都要具有较高的要求。
1.3 SNCR+SCR烟气联合脱硝技术
该类脱硝技术是在炉膛中喷入还原剂，并在SNCR的反应装置中先进行一次脱硝，没有发生反应的还原剂会与烟气一起进入SCR反应装置中进行催化反应，能提高脱硝的效率。这类技术将SNCR和SCR技术的特点有效融合，且其脱硝的效率和使用成本比较适中，在小中型的锅炉中使用，其脱硝的概率高达75%，其在使用的过程中相对比较安全，且具有投资成本低、脱硝率高等特点，但是对脱硝系统的耦合性具有较高的要求。
2 SNCR+SCR烟气联合脱硝工艺在电站锅炉中的应用
2.1 锅炉的具体情况
本实验的锅炉型号为循环流化床锅炉，YG-75/3.82-M10，本锅炉既可煤和煤泥混烧又可烧洗矸煤，拥有自然循环、中间储存、固态排渣等功能，锅炉炉顶的标高为26875mm，锅炉使用的效率为90.2%，炉膛的横截面积为3170×6340mm，耗煤量为14520kg/h。
2.2 简述烟气脱硝系统
在该系统中脱硝的还原剂为尿素，由SNCR和SCR组成了烟气脱硝系统，其中尿素站和炉侧的喷射系统构成了SNCR系统，在炉前的折焰角区域内设置SNCR炉侧喷射系统，而SCR反应器则设置在烟道当中，烟气脱硝系统中主要涉及的参数包括烟气量474216m3·h-1、SNCR设计入口的烟温900-1150℃、SCR设计入口的烟温为385℃、烟尘质量的浓度为39g·m-3等数值，这些数值与体积相关的都已经换算成标准状态，SNCR出口的NOx浓度设计和控制要必须要比200mg/m3小。
2.3 模拟CFD数值
CFD就是计算流体动力学，模拟CFD能够解决NO的分布、速度以及SNCR与SCR的流场设计等问题，从而确定出最优的脱硝工艺。需要确定SNCR和SCR的温度场以及NO、NH3的浓度，假设模拟的条件为：布置三层尿素溶液喷枪在炉前的标高区域，并在每层设置7支喷枪，还原剂尿素溶液的浓度为10%，氨氮摩尔比为1.4，不同层的喷枪组合的方式应该与相应的负荷所对应，由于尾部存在转弯烟室，所以会导致烟气流发生一定的离心转弯，导致气体集中在烟道尾部的后墙侧，所以需要在水平烟道内设置一对喷枪，经过相关的实验可以知道，当烟气处理前其NOx的质量浓度为350mg/m3，而进行处理之后烟气中的NOx质量浓度降低到5.8mg/m3，脱硝的效率高达81.7%。
2.4 工程实例研究
2.4.1 SNCR脱硝系统研究
尿素站和炉侧喷射系统构成了SNCR脱硝系统，其中尿素站又由尿素、斗提机以及溶解罐等组成，其采用的控制系统为DCS控制系统，能够进行独立的运行和操作，控制系统能够实时对温度信号等进行监视，炉侧喷射系统主要由分配单元、喷射单元等构成，其具有稀释尿素质量分数的作用，以锅炉的负荷要求等为依据，让尿素溶液供应至不同层的喷射枪中，从而让脱硝效率更加合理。
2.4.2 SCR脱硝系统
在SCR反应器中使用的催化剂是根据科学的比较选择的，其为平板式催化剂，在初装催化剂之前，首先需要强制性检验催化剂及其性能，保证其所有的指标能够符合我国相关的标准。SCR吹灰系统中主要设置了3套半伸缩的蒸汽吹灰器，为了保证催化剂具有一定的清洁度，还要再吹灰系统中设置稳定阀，保证阀后的压力为1.2Mpa，当催化剂的压差比150Mpa大时，才能启动吹灰程序。
2.4.3 加固锅炉结构
在锅炉的温度应该增加催化剂和反应器的荷载，并根据新增加的荷载计算炉架的承载力，并验算炉架混凝土柱子的承载力以及四肢组合压弯构件，为了能够将炉架的承载力进一步提高，还需要补强炉架结构，在对应的轴线新增承台以及地梁，不断提高结构的稳定性。
2.5 运行脱硝结构
脱硝系统会根据机组的总体负荷以及反应温度的范围等相关参数，选择合适的喷枪组合，并通过对分配单位等进行计量，保证SNCR以及SCR反应器之间实现紧密的配合，最后保证排放的气体达到相关的浓度排放标准。
3 结语
社会在不断发展，所以相关的研究人员一定要跟上时代发展的步伐，积极采用更加先进的脱硝工艺，不断提高脱硝的效率，充分结合实际情况，有效提升脱硝工程设计的科学性，现代社会中SNCR+SCR烟气联合脱硝系统具有使用安全、投资成本低、脱硝效率大等特点，能保证排放的烟气达到相关标准，具有较好的应用价值和应用前景。
参考文献：
[1]邢俊冬，吴杰.低氮燃烧和SCR技术在燃煤锅炉烟气脱硝中的联合应用[J].科技资讯，2019，17（13）：66+68.
[2]朱健.浅谈SCR和SNCR在燃煤锅炉烟气脱硝中的应用[J].科技资讯，2015，13（14）：108-109.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15104545.htm
