煙氣SCR脫硝與SNCR脫硝技術(shù)比較
鍋爐燃用低熱值高灰分燃料，尾部灰濃度遠(yuǎn)高于煤粉鍋爐，會(huì)造成SCR反應(yīng)器催化劑磨損嚴(yán)重、使用壽命降低，將使運(yùn)行費(fèi)用增加較大；省煤器后煙溫較煤粉爐低，設(shè)計(jì)310℃左右為SCR脫硝反應(yīng)的溫度下限，不利于SCR反應(yīng)器提高脫硝效率；由于催化劑的加入會(huì)將SO2氧化為SO3并與逃逸氨反應(yīng)生成硫酸氨和硫酸氫銨，易造成空預(yù)器積灰堵塞和腐蝕且系統(tǒng)阻力增加較大，影響機(jī)組運(yùn)行安全。鑒于以上因素，不考慮采用SCR或者SNCR+SCR聯(lián)合脫硝工藝。
脫硝工藝的選擇：
煙氣脫硝技術(shù)比較（福建地區(qū)）
SNCR適用于CFB機(jī)組，首先其爐膛出口溫度一般在850——1000℃區(qū)間內(nèi)，在SNCR工藝高效“溫度窗”內(nèi)；其次燃燒后煙氣分三股分別經(jīng)過分離器，在分離器內(nèi)劇烈混合且停留時(shí)間超過1.5秒，為SNCR工藝提供了天然的優(yōu)良反應(yīng)器；最后由于CFB燃燒技術(shù)是一種低NOX燃燒技術(shù)，CFB鍋爐出口NOX濃度較低，再通過SNCR工藝，可確保出口濃度達(dá)到環(huán)保要求；此外SNCR工藝投資和運(yùn)行費(fèi)用都低于SCR工藝，工業(yè)試驗(yàn)和國(guó)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)均表明SNCR系統(tǒng)用于CFB鍋爐，設(shè)計(jì)合理可達(dá)50%以上脫硝效率，氨逃逸可低于8ppm。
綜合比較認(rèn)為：采用SNCR脫硝技術(shù)，對(duì)該項(xiàng)目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小，不影響機(jī)組運(yùn)行的安全，不需要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)備改造。SNCR脫硝技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)相比，具有工程實(shí)施較為簡(jiǎn)單易行，投資及運(yùn)行成本低，占地面積少，建設(shè)工期短，氮氧化物排放可達(dá)到環(huán)保要求。根據(jù)滿足布置要求，投資成本經(jīng)濟(jì)合理，本工程推薦采用SNCR工藝。
2、SNCR脫硝系統(tǒng)還原劑的選擇：
SNCR脫硝系統(tǒng)還原劑有液氨、氨水、尿素三種。
1）液氨：
優(yōu)點(diǎn)：噴入爐膛后會(huì)迅速揮發(fā)成氣體，不會(huì)造成爐內(nèi)受熱面濕壁、腐蝕；
缺點(diǎn)：氨氣有毒、可燃、可爆，儲(chǔ)存的安全防護(hù)要求高，需相關(guān)消防安全部門審批才能大量?jī)?chǔ)存、使用；采用液氨的SNCR相對(duì)而言系統(tǒng)比較復(fù)雜，初期投資費(fèi)用高，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，管道損失大，液氨泄漏事故頻繁發(fā)生，從安全方面考慮，建議不采用液氨作為還原劑；
2）氨水：
優(yōu)點(diǎn)：噴射剛性、穿透力比氨氣噴射高；
缺點(diǎn)：氨水惡臭、揮發(fā)性和腐蝕性強(qiáng)，有一定的操作安全要求，由于含大量的稀釋水，儲(chǔ)存、輸送系統(tǒng)復(fù)雜；
3）尿素：
采取一般的工業(yè)、農(nóng)業(yè)用尿素作為還原劑，其含氮量在46%以上，其運(yùn)輸、儲(chǔ)存、輸送都無需特殊的安全防護(hù)措施。
尿素作為主要的工業(yè)、農(nóng)用物資，其較大生產(chǎn)規(guī)模的廠家在福建省就有三明化工廠、福建富寶騰達(dá)化工有限公司等企業(yè)，可以保證還原劑--尿素的供應(yīng)；其價(jià)格：根據(jù)2012年11月份市場(chǎng)預(yù)測(cè)福建地區(qū)尿素市場(chǎng)價(jià)格穩(wěn)中有落，當(dāng)?shù)啬蛩仄髽I(yè)主流出廠報(bào)價(jià)2020元/噸左右，近期尿素廠家生產(chǎn)基本正常，產(chǎn)品主供當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)需求，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)用肥需求淡季，尿素廠家銷售情況不理想，尿素出廠報(bào)價(jià)穩(wěn)中有落，目前當(dāng)?shù)啬蛩仄髽I(yè)出廠報(bào)價(jià)2000-2030元/噸左右，近期外省尿素到貨平穩(wěn)，當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商隨行就市出貨，目前當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)批發(fā)報(bào)價(jià)2100元/噸左右。
從安全、采購、投資、運(yùn)行成本、系統(tǒng)復(fù)雜性等方面綜合考慮，選用尿素作為NOX還原劑。
3、還原劑噴射點(diǎn)的選擇：
SNCR法的NOx脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3與NOx的化學(xué)計(jì)量比、混合程度、反應(yīng)時(shí)間等，CFB鍋爐的煙氣溫度一般在920℃以下，分離器區(qū)域煙氣溫度在870——908℃之間，SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要，若溫度過低，NH3的反應(yīng)不完全，容易造成NH3逃逸；而溫度過高，NH3則容易被氧化為NO，抵消了NH3的脫硝效果。溫度過高或過低都會(huì)導(dǎo)致還原劑損失和NOx脫除率下降。
對(duì)于SNCR脫硝還原劑（尿素或液氨）而言，CFB鍋爐均能提供合適的溫度區(qū)間供還原劑與NOx發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到脫除NOx的目的。
根據(jù)目前各研究機(jī)構(gòu)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的研究，SNCR最佳還原劑注射點(diǎn)為旋風(fēng)分離器入口。根據(jù)流場(chǎng)計(jì)算及實(shí)測(cè)煙氣在旋風(fēng)分離器內(nèi)平均停留時(shí)間將大致大于1S，而旋風(fēng)分離器內(nèi)溫度基本不變化，還原劑在合適溫度區(qū)間內(nèi)停留時(shí)間將超過1S，超過最佳反應(yīng)停留時(shí)間0.5秒，已經(jīng)足夠讓其充分反應(yīng)。
除了需要反應(yīng)時(shí)間外，還需要脫硝還原劑與煙氣的充分混合。CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器中，氣流的流場(chǎng)比較復(fù)雜，有分離器入口的轉(zhuǎn)向和加速、主氣流沿著分離器內(nèi)壁的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向等。隨著固相的分離，氣體也貼壁旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中有回流區(qū)形成、為氣相的擴(kuò)散和混合創(chuàng)造了非常好的條件。
氣相在旋風(fēng)分離器中的強(qiáng)烈混合，對(duì)噴氨脫硝反應(yīng)非常有利。在CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器內(nèi)，還原劑與煙氣將得到非常好的混合，有利于提高脫硝效率。
根據(jù)SNCR法的NOx脫除效率影響因素，從利于提高脫硝效率方面考慮，還原劑噴射點(diǎn)選擇在為旋風(fēng)分離器入口。
綜合上述：采用SNCR脫硝技術(shù)，對(duì)該項(xiàng)目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小，不影響機(jī)組運(yùn)行的安全，不需要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)備改造；SNCR脫硝技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)相比，具有工程實(shí)施較為簡(jiǎn)單易行，投資及運(yùn)行成本低，占地面積少，建設(shè)工期短；該項(xiàng)目CFB鍋爐機(jī)組滿負(fù)荷燃用褐煤時(shí)，原始NOx排放濃度最高約為240mg/Nm3，SNCR脫硝效率可達(dá)60%，可控制NOx排放濃度低于100mg/Nm3，可滿足重點(diǎn)地區(qū)所有火電機(jī)組執(zhí)行特別污染排放限值要求（即NOx排放量全部達(dá)到50mg/Nm3）。根據(jù)滿足布置要求，投資成本經(jīng)濟(jì)合理，脫硝效率滿足國(guó)家和當(dāng)?shù)卣螅に嚦墒，安全可靠?/p>
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