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淺述以NH3為還原劑的SNCR脫硝效率的影響因素
作者:管理員    發布于:2017-10-11 08:42:18    文字:【】【】【

  摘要

  眾所周知NOX會對環境和人體健康造成極大的傷害,NOX是NO、NO2、N2O等物質的總稱,隨著氮氧化物排放政策的日益嚴格,燃煤電廠作為排放大戶首當其沖必須嚴格執行國家節能環保政策。根據《火電廠大氣污染物排放標準》的相關規定,火力發電鍋爐NOx排放濃度執行100mg/Nm3的標準,超潔凈排放機組執行50mg/Nm3的標準。目前成熟的燃煤電廠氮氧化物控制技術主要包括燃燒中脫硝技術和煙氣脫硝技術,其中燃燒中脫硝技術是低氮燃燒技術(LNB),煙氣脫硝技術包括SCR選擇性催化還原脫硝工藝、SNCR選擇性非催化還原脫硝工藝和SNCR/SCR聯用技術等,本文淺述以NH3為還原劑的SNCR脫硝效率的影響因素。

  關鍵字:SNCR ; 影響因素

  1 前言

  SNCR系統一般流程為經超級吸氨器將液氨稀釋為20%濃度的氨水存放于氨水罐內,氨水輸送泵將20%濃度的氨水送至稀釋計量分配模塊、稀釋水泵將除鹽水送至稀釋計量分配模塊,通過調門調節流量后稀釋為5%濃度的氨水送至各噴槍噴入爐膛,高溫下氨水與爐膛內煙氣中NOx反應,達到降低脫硝入口NOx的目的,SNCR化學反應原理如下。SNCR、SCR兩種技術反應所在爐側位置如圖1所示。

  NO+4NH3+O2→4N2+6H2O (1)

 

  2 SNCR脫硝效率的影響因素

  2.1 反應區的溫度

  SNCR還原NO的反應對于溫度條件非常敏感,溫度范圍的選擇是SNCR還原NO效率高低的關鍵。在低于800℃時,SNCR反應很慢,脫硝效率低,還原劑NH3逃逸率較大,對設備造成腐蝕,同時容易生成硫酸氫氨,對空預器造成堵塞。如果反應區溫度過高,還原劑NH3容易與氧氣發生氧化反應產生NO,如果溫度過高,出口NO有可能不降反升。如圖2所示在900℃之前區域氮氧化物隨著反應區溫度的增高逐漸降低,之后處于較低水平一段區間后逐步增大,考慮到火電廠負荷、燃燒等因素的影響一般取850~1150 ℃區間內氮氧化物濃度較低這段溫度窗口。華潤電力登封有限公司#4機組根據實際情況采取500MW到600MW之間負荷段投入SNCR系統。

 

  2.2 還原劑在最佳溫度窗口的停留時間

  還原劑NH3在最佳溫度窗口的停留時間對脫硝效率的影響也是比較明顯,停留時間較短,反應物接觸時間不充分,保證不了充分的反應過程,還原效果較低,時間越長,去除NOx的效果越好,在較長的停留時間內,NH3與NOx有充分的接觸時間,從而進行充分的反應,NH3的停留時間超過1s則可以出現最佳NOx脫除率。

  2.3 NH3/NO摩爾比

  脫硝效率的影響因素NH3/NO摩爾比對氮氧化物的還原率影響也是比較明顯的,在實際反應過程中當摩爾比大于1時才能達到較理想的NOx還原率,但是過大,雖然有利于NOx還原率增大,但氨逃逸加大會產生負面效應,如設備腐蝕和空預器堵塞等等,同時還增加了設備成本及運輸費用。

  2.4 氧量

  風量的大小對火電廠爐膛內燃燒有較大影響,在反應區大量的O2使NH3與O2的接觸機會增多,從而促進了NH3氧化反應的進行,產生氮氧化物,使脫硝效率降低,同時氧量的增大,燃燒區域生成的氮氧化物相應增多,使SNCR入口反應物濃度增大,對還原劑NH3需求量相應增大,增加成本。因此從氧量對于NO還原率的影響來看,氧量越小越有利于NO的還原。

  2.5 CO濃度

  CO含量增大,最佳脫硝溫度往低溫方向移動,同時最佳脫硝反應溫度下的脫硝率下降。固定反應溫度下隨著CO濃度的增加,出口NOX隨之增加。因此,CO濃度太高會導致脫硝率的下降。

  2.6 SNCR系統設備的投運情況

  當SNCR系統噴槍霧化不好,或者局部還原劑NH3過于集中或分散,將在爐膛內產生還原場不均,對于整體的系統脫硝效率不利,在實際系統投運過程中,適當注意噴槍冷卻風禁止停運,以防止噴槍燒壞產生局部缺氨,噴槍驅動動氣源和氨水霧化氣源,隨噴槍一起投退,氣源壓力不正常時禁止向爐內噴氨水,以防止氨水霧化不足流至水冷壁,腐蝕受熱管壁,未達到還原氮氧化物的效果,還對設備造成損害。

  3 總述

  爐側SNCR脫硝效率的影響因素有反應區的溫度、還原劑在最佳溫度窗口的停留時間、NH3/NO摩爾比、氧量、CO濃度、SNCR系統設備的投運情況等等,實際運行中要結合電廠具體情況,采取合適的運行參數,達到降低氮氧化物的目的,同時滿足脫硝效率和SNCR系統氨逃逸等參數,SNCR投入后應定期對比空預器煙氣側差壓變化,防止局部氨逃逸造成空預器堵塞。

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