燃用煤矸石循环流化床锅炉烟气脱硝方案分析

CFB(循环流化床)燃煤发电锅炉具有燃烧效率高、燃料适应性广、污染物排放低、运行稳定等诸多优势，已在国内外得到广泛应用。对于煤矸石的综合利用与发电，CFB被认为是最为适宜的技术之一。虽然我国煤矸石储量丰富，但由于其质地硬、密度大、热值低、不易燃烧等特点，采用常规煤粉燃烧技术，燃用煤矸石发电是极其困难的。而CFB锅炉则完全可以适应这种低热值煤。目前，我国已经规划建造了多个以煤矸石为燃料的CFB锅炉发电机组，最大单机容量到达了350MW。燃用煤矸石CFB锅炉采用炉内喷石灰石脱硫，可以降低站锅炉烟气污染物排放标准的不断提高，燃用煤矸石的CFB锅炉烟气污染物达标排放问题，是发电厂面临的又一新的挑20**年我国公布了GB13223-20**《火电厂大气污染物排放标准》,要求自20**年7月1日起现有CFB机组排放的烟气中氮氧化物浓度不大于200mg/m3,新建CFB机组不大于100mg/m3。20**年印发的《煤电节能减排升级与改造行动计划(20**—20**年)》中，要求和鼓励新建机组接近或到达燃气轮机组排放限值，即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10,35,50mg/m3,实现燃煤发电机组的超低排放。整一般可控制在200mg/m3以内，但如果要实现超低排放目标，锅炉开展改造升级。1、CFB锅炉脱硝技术分析燃煤锅炉中NOX的生成途径主要可分为3种：热力型、快速型和燃料型。热力型NOX的生成温度一般要求1500℃以上，而CFB锅炉炉内温度在1000NOX锅炉内的空气过剩系数一般在1.2以上，不满足快速型NOX燃料型NOX主要由燃料中的含氮化合物在加热过程中，伴随挥发分燃烧和焦炭燃烧形成。因此，CFB锅炉生成的NOX主要是燃料型NOX,其含量常超过95%,主要包括：挥发分燃料燃烧阶段形成的NOX和焦炭燃烧阶段形成NOX。目前，控制CFB锅炉NOX排放的技术主要有以下几种。1.1低氮燃烧技术低氮燃烧技术主要是通过运行方式的改良或对燃烧过成的NOX复原，最终降低NOX排放量。主要方法包括：(1)低氧燃烧。通过降低过量空气系数，以利于复原性(2)强化分级配风。流化床锅炉本身就是分级配风，但(3)燃料再燃。在旋风分离器入口前再送入一股气体燃SNCR(选择性催化复原)脱硝技术是指在无催化剂的作1.3SCR脱硝技术SCR(选择性催化复原)脱硝技术的原理是在催化剂SCR-SNCR混合脱硝技术是结合了SNCR法的经济性和以上各种脱硝技术特点的比照详见表1、表2。对于燃煤矸石CFB锅炉脱硝技术的选择，不应切的方式，而应结合不同地区、机组新旧程度以及煤质等因素采用不同的脱硝技术。2.1满足GB13223-20**标准的改造方案放量降至200mg/m3以下。现有的300MW燃煤矸石CFB锅炉NOX排放量一般在200mg/m3左右，只需选择合适的低氮燃烧对于NOX的排放量要求在100mg/m3以下的新建机组，以及通过低氮燃烧改造仍不能满足排放要求的老机组，可在低旋风分离器处的温度为800~950℃,恰处于SNCR脱硝技术的最正确反应温度区间；此外，高温烟气在旋风分离器内形成能保证复原剂与烟气充分混合，又能保证有足够长的停留时间。这种脱硝方式的效率可达60%以上。表3为某240t/h的CFB锅炉在采用燃料再燃+SNCR脱硝2.2满足超低排放标准的改造方案若要满足超低排放要求，NOX的排放需低于50mg/m3,采用低氮燃烧+SNCR脱硝技术已经无法满足要求。由前文分析，结合表2可知，SCR和SCR-SNCR脱硝技术均具有较高的脱硝行维护费用也较大。因此单独采用SCR脱硝技术不适用于燃90%以上，完全可以满足超低排放的要求。同时在工程改造脱硝技术的