SNCR烟气脱硝技术在循环流化床锅炉中的应用

２０１５年２月　电　力　科技与　环保　第３１卷第１期　

ＳＮＣＲ烟气脱硝技术在循环流化床锅炉中的应用　

Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＮＣＲ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　ａ　Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　Ｂｅｄ　ｂｏｉｌｅｒ　

王静静，杨吉贺　

（枣庄矿业集团蒋庄美源热电厂，山东枣庄２７７５１９）　

摘要：详细介绍了选择性非催化还原（ＳＮＣＲ）烟气脱硝技术的原理、工艺流程及影响因素。简要分析了ＳＮＣＲ技术　在循环流化床锅炉（ＣＦＢ）中的应用优势，结合ＳＮＣＲ在美源热电厂的应用改造工程案例，验证了ＳＮＣＲ技术在ＣＦＢ　

上的脱硝性能。　

关键词：选择性非催化还原；工艺流程；ＣＦＢ；脱硝　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ　ｔｈｅ、ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ｐｒｏｃｅｓｓ　ａｎｄ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｎｏｎ—Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ＳＮＣＲ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ＳＮＣＲ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｃａｓｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＵＳ—ｓｏｕｒｃｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｏｗｅｒ　ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ＳＮＣＲ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　Ｂｅｄ　ｂｏｉｌｅｒ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｒｉｅｆ－　

Ｉｖ．Ｉｔ　ｖｅｒｉｆｙｅｄ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ＳＮＣＲ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＣＦＢ　ｂｏｉｌｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｎｏｎ—Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ＣＦＢ；ｄｅｎｉｔｒａｔｉｏｎ　中图分类号：ＸＴＯＩ．７　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７４—８０６９（２０１５）叭一０４１—０２　

０　引言　

随着环境污染给人类带来的问题越来越严重，　

人们的环境保护意识Ｅｔ益增强，国家针对环境保护　

的法规不断健全，对火力发电站ＮＯ　排放的控制越　

来越严格…。新的《火电厂大气污染排放标准》　

（ＧＢ　１３２２３—２０１１）规定循环流化床（ＣＦＢ）锅炉　

ＮＯ　排放浓度限值为２００　ｍｓ／ｍ　。选择性非催化还　

原（ＳＮＣＲ）脱硝工艺以其成本低、设施简单、占地面　

积小的优势广泛应用于老电厂脱硝改造中，ＣＦＢ锅　

炉炉膛尺寸较小、内部流场简单、烟气温度在８５０—　

１　２５０％之间，是ＳＮＣＲ理想工作的场所。应用　

ＳＮＣＲ脱硝工艺ＣＦＢ锅炉烟气ＮＯ　排放浓度易于达　

到环保要求的２００　ｍｇ／ｍ　的限制　－３　。　

１　ＳＮＣＲ工艺概述　

１．１脱硝技术原理　

选择性非催化还原（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｎｏｎ—Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　

Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，简称ＳＮＣＲ）原理是：在无催化剂的作用　

下，将含氮的药剂（尿素、氨水、氨气等还原剂）喷人　

炉膛温度区域为８５０～１　２５０％的含的气体中，还原　

剂自身先迅速的热分解出ＮＨ　，并与烟气中的ＮＯ　

进行选择性氧化还原反应，生成无害的Ｎ　和Ｈ：０　

的脱硝工艺。　１．２脱硝工艺流程　

选用氨水作为还原剂，整个ＳＮＣＲ脱硝系统的　

设计主要包含氨储罐模块、储罐加注模块、氨输送模　

块、软水输送模块、氨水软水稀释模块、氨喷射模块、　

控制单元模块等７个模块。　

１．３影响因素分析　

（１）反应温度窗口。试验结果表明，ＳＮＣＲ还　

原ＮＯ　的反应对于温度条件非常敏感，温度窗口的　

选择是ＳＮＣＲ还原ＮＯ　效率高低的关键。一般认为　

理想的温度范围为８５０℃一１　２５０℃，温度高，还原剂　

被氧化成ＮＯ　，烟气中的ＮＯ　含量不减少反而增　

加；在温度低的情况下，还原剂反应不充分，造成流　

失从而造成新的污染。由于炉内的温度分布受到煤　

种、负荷等多种因素的影响，温度窗口随着锅炉负荷　

的变化而变动。根据锅炉性能和运行经验，最佳的　

温度窗口一般出现在折焰角附近的屏式过，对于　

ＣＦＢ型锅炉，可将还原剂的喷射器布置在炉膛与分　

离器之间的水平烟道上。　

（２）合适的停留时间。还原剂必须与ＮＯ　在合　

适的温度区域内有足够的停留时间，这样才能保证　

烟气中的ＮＯ　的还原率。还原剂在最佳温度窗口　

的停留时间越长，则脱除ＮＯ　的效果越好。ＮＨ，的　

停留时间超过ｌ　Ｓ，则可以出现最佳脱除效率。尿素　

和氨水需要０．３—０．５　Ｓ的停留时间以达到有效的脱　

４１

　２０１５年２月　电　力　科技与　环保　第３１卷第１期　

除ＮＯ　效果。　

（３）ＮＨ３／ＮＯ摩尔比。运行经验显示，ＮＨ３／ＮＯ　

摩尔比一般控制在１．０—２．０之间，超过２．５对ＮＯ　

还原率已无大的影响。ＮＨ　／ＮＯ摩尔比过大，虽然　

有利于ＮＯ　还原率增大，但ＮＨ　逃逸加大又会造成　

新的问题，同时还增加了运行费用。　

（４）还原剂与烟气的充分混合。这是保证充分　

反应的技术关键，是保证在适当的ＮＨ　／ＮＯ摩尔比　

得到较高的ＮＯ　还原率的基本条件之一。大量研　

究表明，烟气与还原剂快速而良好混合对于改善　

ＮＯ　的还原率是很必要的。　

（５）其他因素。如氧含量也是影响ＳＮＣＲ还原　

反映的一个重要原因。无Ｏ　条件下，ＮＯ　还原效　

率很低；当Ｏ　浓度从２％增加到４％时，还原ＮＯ　的　

量不随其变化　；随着Ｏ　浓度进一步增加，脱硝效　

率反而下降。实际中为了提高脱硝效率，降低温度　

窗口，可投入Ｈ　、ＣＯ、ＣＨ　等添加剂　。　

２工程应用实例　

２．１　ＣＦＢ应用ＳＮＣＲ技术的优势　

循环硫化床锅炉是一种具有低氮燃烧效率的锅　

炉，ＮＯ　排放浓度低。ＣＦＢ自旋风分离器入口到锅　

炉高温过热器人间，烟气温度基本不变，一直处于　

ＳＮＣＲ最佳反应温度窗口，而烟气在该段行程内的　

停留时间在２　ｓ以上，ＳＮＣＲ的脱硝效率较高。　

２．２　ＳＮＣＲ技术在ＣＦＢ上的应用实例　

美源热电厂现有２　Ｘ　７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉，进　

行脱硝改造之前，ＮＯ　排放浓度约为５００ｍｇ／ｍ。，改　

造后ＮＯ　排放浓度低于２００ｍｇ／ｍ　。本项目选用　

ＳＮＣＲ技术使用氨水为还原剂，将其在温度区域为　

８５０～１　２５０￣Ｃ的条件下喷人含ＮＯ　的气体中，发生　

还原反应，脱除ＮＯ　，生成氮气和水。　

２．３关键技术说明　

２．３．１炉前喷射系统　

常规喷枪布置的位置一般布置在旋风分离器的　

入口，在此处温度为８５０～１　２５０℃左右，由于我厂是　

煤泥掺烧，煤泥从锅炉上部喷人，一般要到旋风筒内　

进行燃烧，故锅炉出口温度偏高，ＮＯ　初始值偏高。　

经过ＣＦＤ模拟，决定在每只旋风筒出口在布置３只　

喷枪，与旋风筒入口处的喷枪组成两路氨水管道，设　

置两个电动球阀进行切换。运行时，如果掺烧煤泥　

可只投运喷射旋风筒出口的喷枪或者两路喷枪全部　

４２　投运，如果不掺烧煤泥可投运旋风筒入口的喷枪。　

２．３．２　自动控制系统　

本控制系统采用脱硝装置的就地控制和程序控　

制相结合。软硬件采用面向对象的模块化设计，共　

分三层：一层是现场温度、液位、流量等传感器及阀　

门执行机器；二层是现场设备层；三层是人机交互界　

面。ＤＣＳ系统主要功能根据现场数据采集的模拟　

量、数字量信号顺序控制、显示、报警，实现脱硝系统　

的安全高效运行。　

２．３．３氨逃逸率控制　

非ＳＮＣＲ反应区的氨逃逸的增加会造成氨氧化　

生成ＮＯ　，导致最终的排烟ＮＯ　上升，脱硝效率下　

降。本工程采用以下措施控制氨逃逸率：　

（１）在喷氨的位置上选择在旋风分离器的人　

口，可获得最长的氨停留时间和最好的混合效果。　

（２）氨水输送系统采用单元制的在线｝昆合系　

统，ＤＣＳ根据每个机组的负荷和人口ＮＯ　浓度可以　

在线调节喷氨量和喷氨浓度，保证最少的氨逃逸。　

（３）氨水供给系统采用变频计量泵，可以连续、　

准确地调整氨水供给量。　

３　结语　

ＳＮＣＲ烟气脱硝技术在循环流化床锅炉上的应　

用可以获得６５％以上的脱硝效率，烟气中ＮＯ　排放　

浓度满足国家对电力行业ＮＯ　排放标准的要求。　

ＳＮＣＲ技术以其还原剂多样易得、无二次污染、系统　

简单施工时间短等的优势，在循环流化床锅炉上具　

有广泛的应用前景。　

参考文献：　

［１］孙锦余．某电厂１２５　ＭＷ机组选择性非催化还原脱硝试验探讨　［Ｊ］．广东电力，２００９，２２（２）：４５～４８．　［２］马瑞，徐有．ＳＮＣＲ法脱硝在循环流化床锅炉中的应用［Ｊ］．沈阳　工程学院学报，２０１３，９（１）：４７—４９．　［３］王岳军，刘学炎．ＳＮＣＲ脱硝技术在循环流化床中的应用［Ｊ］．环　境工程，２０１３，３１（１）：５９—６２．　［４］张彦文，蔡宁生，李振山．加ｃＨ４促进ＳＮＣＲ过程的计算与机理　分析［Ｊ］．热力发电，２００５，（１２）：９一ｌ９．　［５］曾德醒．ＳＮＣＲ脱硝技术在循环流化床锅炉中的应用［Ｊ］．科技与　生活．２０１０．（２０）：１１９．　

收稿日期：２０１４．０９－２１；修回日期：２０１４－１１－２４　作者简介：王静静（１９８６－）．女，山东滕州市人，从事热电厂电气　运行工作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｔ

ｚ—ｚｃ２０１１＠１６３．ｃ０ｍ