低热值煤发电工程烟气脱硝

低热值煤发电工程烟气脱硝1.1 烟气脱硝装置工艺选择NOX是燃煤与空气在高温燃烧时产生的，主要包括NO和NO2，其中NO占有90%以上，NO2占5%~10%。氮氧化物的生成量与燃烧方式，特别是燃烧温度和过量空气系数等燃烧条件有关，其主要生成途径有：热力型NOx、快速型NOx和燃料型NOx。1.2 脱硝工艺介绍在采用低氮燃烧技术后，循环流化床锅炉产生的NOx浓度已经降低到200mg/Nm3以下，进一步的脱硝只能采取烟气脱硝技术。目前在大型机组上已有商业运行经验的烟气脱硝技术有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)两种。其他脱硝工艺还有电子束照射法和电晕放电等离子同时脱硫脱硝法，但由于部分相关技术的限制以及脉冲电源技术尚不成熟等原因，目前在大型锅炉上尚无应用。1.2.1 选择性催化还原法(SCR)SCR 工艺是向锅炉烟气中喷入氨气(NH3)作为还原剂，使用氧化钛、氧化铁、沸石、活性碳等催化剂，在300~400℃较低的工作温度下，将NOx还原为无害的N2H2O。主要的化学方程式如下：4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O上述反应中第一反应是主要的，因为烟气中 90%的NOx是以 NO的形式出现的，在没有催化剂的条件下，这个反应只是在比较狭窄的温度下进行，通过选用合适的催化剂，降低了反应温度，可以扩展到适合电厂使用的温度范围内。选择性催化还原法，脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率可达到 90%。该法的缺点是：烟气中所含的飞灰和 SO3均通过催化剂反应器，飞灰对催化剂反应器有磨损，高活性的催化剂会使 SO3氧化成SO4，烟气温度降低时，NH3与SO4反应生成硫酸氨，造成阻塞催化剂反应器通道。目前全世界在运行的脱硝装置约80%采用了SCR工艺，该工艺技术成熟，在全世界脱硝方法中占主导地位。1.2.2 选择性非催化还原法(SNCR)选择性非催化还原法(SNCR)是当前 NOx 治理采用的技术之一。SNCR 通过注入NH3或尿素等还原剂在没有催化剂的情况下发生还原反应。SNCR通过烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应，达到去除NOx的目的，反应主要发生在 850℃~1000℃的温度范围内，当温度更高NH3被氧化为NOx，低于反应温度时NOx反应效率降低，因此在SNCR中温度的控制是致关重要的。由于没有催化剂加速反应，故其操作温度高于SCR法。为避免NH3被氧化，温度又不宜过高。以尿素作为还原剂的脱硝工艺主要反应尿素2NO+(NH2)2CO+1/2O2→2N2+2H2O+CO2反应温度应控制在850~1100℃，最佳950℃。温度高，NH3发生氧化，NOx去除率降低；温度低，反应不完全，逃逸NH3增加，NOx去除率降低。停留时间0.5~2s。SNCR法的除硝效率在CFB锅炉为40%~70%，低于SCR 法。而SNCR的费用(包括设备费和运行费用)约为SCR的1/5左右。结合本工程特点，脱硝工艺本阶段拟推荐选择性非催化还原法(SNCR)，下阶段具体工艺以环评批复为准。1.3 还原剂选择及运输由于本工程所在地离居民区比较近，结合本工程工艺特点，选择尿素作为脱硝还原剂。尿素采用罐车运输，通过卸载站的卸载管线和罐车连接，根据尿素到货方式的不同，尿素要采用堆放储存或储存罐储存。1.4 烟气脱硝工程设想以尿素为还原剂的 SNCR脱硝系统主要包括尿素溶液制备系统、在线稀释系统和尿素溶液喷射系统三部分。尿素溶液制备系统固体尿素和除盐水在溶解罐内混合，制备尿素溶液。为了保证尿素溶液供应的连续性，通常配备两个溶解罐，尿素在第一个罐内溶解后，注入第二个罐内，第二只罐可以起到中间存储和缓冲作用，通过水泵抽出后送往锅炉。除盐水的温度选在30~35℃之间，适合于尿素的溶解。需要配置1套循环和加热系统，以免出现结晶。通过尿素溶液制备系统配制成50%尿素的溶液。本部分设备主要为尿素存储罐活存储车间，1个尿素溶解罐，1个尿素溶液存储罐，2台溶液循环泵(1用1备)，套电加热器和设备间的连接管道和阀门等。在线稀释系统本系统主要由稀释水控制设备、流量计量设备和静态混合装置组成。通过稀释系统将 50%尿素的溶液稀释5%~10%的尿素溶液。本部分主要设备为 1 个除盐水箱，2台稀释水泵(1用1备)，1套流量