摘要:面對(duì)全國燃煤鍋爐尾氣排放環(huán)保指標(biāo)的嚴(yán)格管控，對(duì)原環(huán)保設(shè)備進(jìn)行改造，采用SNCR+氣相COA脫硝工藝降低尾氣排放指標(biāo)。改造后，NOx排放質(zhì)量濃度可達(dá)到DB37/664—2019《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

　　關(guān)鍵詞:燃煤鍋爐;尾氣;SNCR;排放指標(biāo)

　　安徽華誼化工有限公司(簡稱華誼化工)現(xiàn)有3×150t/h燃煤鍋爐建于2011年，執(zhí)行GB13223—2011《火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)》。2015年，華誼化工采用選擇性非催化還原(SNCR)法脫硝，使用非觸媒SNCR全程變量噴射脫硝裝置，脫硝裝置滿足NOx質(zhì)量濃度<100mg/m3。2018年新環(huán)保法頒布后，國家對(duì)化工企業(yè)的燃煤鍋爐排放指標(biāo)要求日趨嚴(yán)格，為了更好地適應(yīng)發(fā)展需要，2018年，華誼化工對(duì)現(xiàn)有燃煤鍋爐進(jìn)行煙氣脫硝升級(jí)改造。

　　電力論文范例：電力工程建設(shè)項(xiàng)目精細(xì)化管理

　　1脫硝系統(tǒng)概況

　　華誼化工采用SNCR+氣相循環(huán)氧化吸收協(xié)同(COA)脫硝工藝。SNCR脫硝項(xiàng)目于2015年建設(shè)，2016年6月投用;氣相COA脫硝系統(tǒng)于2018年8月建設(shè)，2019年4月投用。

　　1.1SNCR脫硝部分SNCR脫硝系統(tǒng)是通過在鍋爐中合適的溫度區(qū)域噴入還原劑(氨水)，將其余NOx反應(yīng)，生成氮?dú)夂退�。由于在爐膛內(nèi)高溫區(qū)域發(fā)生還原反應(yīng)，所以SNCR脫硝又稱為爐內(nèi)脫硝[1-2]。SNCR脫硝系統(tǒng)是經(jīng)實(shí)踐證明的高效爐內(nèi)脫硝系統(tǒng)，可有效減少工廠NOx的排放量。采用氨水作為還原劑，實(shí)現(xiàn)鍋爐煙氣全自動(dòng)高效爐內(nèi)脫硝。以氨水溶液作為還原劑的總反應(yīng)式[3]為:4NO+4NH3+O2→��4N2+6H2O(1)

　　1.2氣相COA脫硝部分氣相COA脫硝系統(tǒng)包括高壓氧氣輸送減壓系統(tǒng)、臭氧發(fā)生系統(tǒng)、脫硝劑存儲(chǔ)系統(tǒng)、脫硝劑輸送系統(tǒng)及脫硝劑噴射系統(tǒng)等。COA脫硝技術(shù)通過在循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)噴入一定量的臭氧，將煙氣中NO氧化成NO2后，再被吸收塔內(nèi)的鈣吸收劑反應(yīng)吸收。

　　氣相COA脫硝系統(tǒng)主要控制氧化劑(臭氧)的量和加入到循環(huán)流化床脫硝裝置內(nèi)的消石灰量。氧化劑(臭氧)的添加量根據(jù)出口NO濃度來確定，消石灰的添加量由NO2的排放量調(diào)節(jié)。COA脫硝工藝的基本原理為:循環(huán)流化床反應(yīng)器側(cè)噴入的臭氧與NO反應(yīng)，生成NO2，在吸收塔內(nèi)，激烈湍動(dòng)的消石灰流化床層，與擁有較大比表面積的消石灰和噴入的水幕接觸，形成局部濕潤的消石灰以促進(jìn)吸附NO2，完成脫硝過程。COA脫硝工藝的主要化學(xué)反應(yīng)式[4]為:Ca(OH)2+NO+O3脫硝劑催化、�仯仯仯仯仯�→氧化Ca(NO3)2+Ca(NO2)2+H2O(2)2脫硝系統(tǒng)調(diào)試情況2019年5月30日—6月13日，對(duì)1#、2#、3#爐進(jìn)行查定，結(jié)果表明:NO氧化成NO2的氧化效果有差異，NO2吸收效果不夠理想。

　　2.1脫硝效果

　　設(shè)計(jì)脫硫塔入口NOx質(zhì)量濃度為150mg/m(干標(biāo)，φ(O2)=6%，以NO2計(jì))，經(jīng)氣相COA脫硝后滿足NOx質(zhì)量濃度≤50mg/m3(干標(biāo)，φ(O2)=6%，以NO2計(jì))要求。但是實(shí)際運(yùn)行情況為:試投運(yùn)初期脫硫島入口NOx質(zhì)量濃度<80mg/m3時(shí)，脫硫島出口NOx質(zhì)量濃度<50mg/m3;此外，NO2較難控制，NOx質(zhì)量濃度有所波動(dòng)，波動(dòng)時(shí)總NOx質(zhì)量濃度有時(shí)>50mg/m3;NO質(zhì)量濃度最低僅能達(dá)到7～8mg/m3。

　　2.2消石灰耗量設(shè)計(jì)脫硫脫硝合計(jì)消耗石灰質(zhì)量流量≤1t/h，查定期間，消耗石灰質(zhì)量流量達(dá)到1.5～2t/h時(shí)，氣相COA脫硝效果仍滿足不了設(shè)計(jì)要求。2019年6月14日—21日，在前期查定的基礎(chǔ)上，從控制手段，即脫硫塔床層壓降控制、脫硫塔出口溫度控制、布袋除塵器灰斗料位控制、臭氧發(fā)生器運(yùn)行模式、消石灰給料量控制、爐內(nèi)脫硫、煤種選擇、鍋爐燃燒控制、SNCR投用等方面進(jìn)行進(jìn)一步參數(shù)優(yōu)化，并對(duì)生石灰品質(zhì)進(jìn)行多次分析化驗(yàn)，結(jié)果表明:氣相COA脫硝不達(dá)標(biāo)的主要原因?yàn)樯�石灰品質(zhì)不達(dá)標(biāo)及消石灰比表面積不足;此外，煙氣中存在N2O對(duì)NOx排放有一定影響。隨著生石灰、消石灰品質(zhì)的不斷提升，參數(shù)的優(yōu)化，NOx脫除要求滿足了進(jìn)口NOx質(zhì)量濃度(≤150mg/m3)、出口NOx質(zhì)量濃度(<50mg/m3)的要求。

　　3脫硝系統(tǒng)驗(yàn)收情況

　　4脫硝系統(tǒng)正常運(yùn)行情況

　　4.1排放情況

　　華誼化工鍋爐基本維持單爐70%負(fù)荷運(yùn)行，氣相COA脫硝系統(tǒng)驗(yàn)收后，脫硝一直采用SNCR+氣相COA運(yùn)行模式，根據(jù)蕪湖市重污染天氣應(yīng)急指揮部發(fā)布的污染天氣預(yù)警進(jìn)行鍋爐排放指標(biāo)的控制。重污染天氣時(shí)，NOx排放質(zhì)量濃度穩(wěn)定，達(dá)到排放要求(<50mg/m3)，一般為30～50mg/m3。

　　4.2SNCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行情況華誼化工SNCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行至今，還存在以下問題:(1)噴槍、噴頭磨損嚴(yán)重，使用周期短，一般使用壽命為2～3個(gè)月。(2)采用自行調(diào)配的氨水，氨水濃度變化較大，且在氣相COA脫硝系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)，對(duì)NOx排放質(zhì)量的控制波動(dòng)較大，將氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在10%～15%后，NOx質(zhì)量濃度控制穩(wěn)定。

　　4.3臭氧發(fā)生器運(yùn)行情況臭氧發(fā)生器自投用以來，運(yùn)行穩(wěn)定，產(chǎn)量調(diào)整及時(shí)，氧氣耗量、電耗等均在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，機(jī)組在70%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，臭氧質(zhì)量流量在15kg/h左右。

　　5結(jié)語

　　經(jīng)過近1a的運(yùn)行觀察，得出以下結(jié)論:(1)通過SNCR+氣相COA脫硝系統(tǒng)結(jié)合使用，NOx排放質(zhì)量濃度達(dá)到DB37/664—2019《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。(2)運(yùn)行過程中對(duì)各操作有一定程序和要求:穩(wěn)定氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)在10%～15%最佳;氨水使用前觀察霧化效果，在氨逃逸體積分?jǐn)?shù)小于10×10-6下，盡可能多用氨水控制NOx質(zhì)量濃度;臭氧的使用量由NO濃度控制，當(dāng)NO濃度上升時(shí)，增加臭氧量，將NO轉(zhuǎn)化為NO2由消石灰和水在吸收塔通過半干法吸收。控制NO體積分?jǐn)?shù)在10×10-6～20×10-6，NO2體積分?jǐn)?shù)小于20×10-6。(3)對(duì)吸收NOx的消石灰也有要求，消石灰比表面積應(yīng)大于15m2/g，純度為80%以上。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]李仁剛，雷達(dá).選擇性非催化還原煙氣脫硝技術(shù)在流化床鍋爐上應(yīng)用的探討[J].電力科技與環(huán)保，2012(2):40-41.

　　[2]姜鵬志.循環(huán)流化床鍋爐低NOx排放特性及利用SNCR脫氮技術(shù)[J].電力技術(shù)，2010，19(6):6-10.

　　[3]路春美，程世慶，王永征.循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備與運(yùn)行[M].2版.北京:中國電力出版社，2014.

　　[4]初琨.循環(huán)氧化吸收脫硝技術(shù)在鋼鐵行業(yè)的研究與應(yīng)用[J].福建師大福清分校學(xué)報(bào)，2019(5):10-14.

　　作者：陶天峰