循环流化床锅炉烟气脱硝案例分析

刑 宁

（河南能信热电有限公司，河南 许昌 461000）

循环流化床锅炉烟气脱硝案例分析

刑 宁

（河南能信热电有限公司，河南 许昌 461000）

SNCR脱硝技术是当今主流的火电厂烟气脱硝技术，本文针对循环流化床锅炉脱硝改造进行案例分析，对现场情况、脱硝方案选择、工程实施等环节进行了阐述，最后分析了该方案的实施为企业带来的环境效益。

循环流化床锅炉；烟气脱硝；选择性非催化还原（SNCR）

煤炭是我国主要的能源，目前及今后很长一段时间，我国以煤为主的能源结构不会有根本的改变。我国消费的煤炭中，70%以上是以燃烧方式消耗的，燃煤电站是主力军，燃煤锅炉燃烧产生的烟气中NOx是人为NOx源的主要来源。因此，实现NOx排放的有效控制，是实现国家减排任务的重要工作。

1 循环流化床锅炉在燃烧中的优点

（1）燃料来源广泛，CFB锅炉独特的燃烧工作方式使得CFB锅炉几乎可以使用所有固体燃料并能够达到很高的燃烧效率。这使得CFB锅炉能够充分利用劣质燃料，对我国能源的综合利用有着重要意义。

（2）高效脱硫脱硝。向炉内投入石灰石等脱硫剂、向烟气中投入氨基脱硝剂可以达到深度脱硫与脱硝的目的。

（3）负荷调节范围广，CFB锅炉的负荷调节范围在30%～110%。这非常适合用于热电厂或调峰电厂。

（4）灰渣综合利用效果好，CFB锅炉燃烧温度低，灰渣不会黏结和软化，活性好。有利于灰渣的废物利用。

2 循环流化床锅炉烟气脱硝案例分析

2.1 企业烟气NOx排放现状

某循环流化床锅炉电厂建有两台超高压、一次中间再热480t/hCFB锅炉，机组年发电量16亿kwh。供电煤耗为379g/kwh，锅炉热效率为91%。现需要对锅炉进行脱硝改造，存在问题如下。

（1）锅炉烟气尚未进行脱硝处理，经测量NOx排放约为80-150mg/m3；

（2）场地受限，设备改造空间有限；

（3）该电厂位于市区附近，人口较稠密。

2.2 脱硝改造设计

该公司根据自身特点，结合现场实际情况，最终选择了SNCR脱硝工艺，其特点如下：在适合的温度窗口即高温区域（800～1100℃）均匀喷入氨水或尿素溶液来实现NOx的脱除。SNCR脱硝技术的优点是无需购买昂贵的催化剂，比较适合于改造环保要求不高的机组。该技术可通过现有中小型锅炉的改造来实现，投资费用低。

该公司在还原剂的选取上考虑了以下的几方面因素：

（1）该电厂非新建设电厂，多年来，该市版图向外围扩了很多，厂址周围人口较稠密，安全评价不允许使用液氨，如果使用液氨作还原剂，一旦发生危险，后顾不堪设想，首先排除了液氨的可能。

（2）氨水国内采购为液体，采购过程无须压力容器储存，相比无水液氨安全很多，但国内氨水采购浓度为25%，对于大容量机组脱硝系统氨的用量较大，因此氨水制氨用于SNCR烟气脱硝系统的工程尚不多见，且该锅炉每小时烟气5×105立方米，使用氨水做还原剂，氨水的连续供应是个难题。

综合以上原因考虑，最终该公司选择了喷尿素SNCR脱硝工艺进行烟气脱硝改造。

2.3 脱硝改造实施

在工程实施中，该公司循环流化床锅炉喷尿素SNCR脱硝系统的烟气脱硝系统由以下几个子系统组成：

（1）固体尿素的运输、接收、储存系统，负责还原剂即袋装颗粒尿素的收储；

（2）尿素溶液配制系统可实现尿素溶液配制和溶液存放的功能，设有1个配液管和两个存储罐；

（3）尿素溶液输送系统根据锅炉负荷、NOx排放浓度及氨逃逸等情况在线通过变频器控制计量泵把尿素溶液通过管道输送到分流箱处，由两台ATJ-06计量泵来完成；

（4）尿素溶液计量和分配系统实现各喷射点的尿素溶液的均匀分配，雾化喷射的气液比控制，保证尿素溶液能够适量并均匀覆盖整个烟气流道达到与烟气良好混合的目的；

（5）喷射系统在900～1150℃烟气温度区域，由上至下分4层共布置了8支墙式喷枪，每只喷枪覆盖一米的喷射范围。喷枪采用墙式尿素溶液双雾化喷枪，尿素溶液压力约0.3～ 0.4 MPa，压缩空气压力约0.3～0.6MPa。

2.4 脱硝改造效果

通过对480t/h循环流化床锅炉的喷尿素SNCR脱硝系统脱硝效果进行试验，并根据喷入还原剂量对锅炉热损失进行了计算，得出结论：

（1）循环流化床锅炉选用以尿素为还原剂的SNCR技术，脱硝效率可达40%～70%，脱硝效率远高于文献报道的SNCR30%～50%的脱硝效率，并且在尾部烟道并未观测到NH3逃逸。循环流化床锅炉的NOx自然排放较低，因此，单独使用以尿素为还原剂的SNCR脱硝技术可以较低的NOx排放量，满足严格的火电燃煤机组的污染物排放法规要求。

（2）循环流化床锅炉喷尿素的SNCR系统简单，安全性高，可靠性强。

（3）循环流化床锅炉的SNCR系统在系统初始投资方面相比SCR系统低一半以上、运行费用等方面也低于其他可工业化的脱硝技术。向高温烟气中喷入常温尿素溶液，引发的锅炉热损失大约0.6%，满足国家要求，且可以依靠配制浓度较高尿素溶液来降低热损失影响。

3 结语

煤炭是当今我国的主要能源之一，高效率低污染利用煤炭资源是我国火电企业的责任。当前，新的国家标准的颁布对火电企业污染物排放提出了更高的要求。本文的成果可以为火电厂特别是循环流化床锅炉电厂提供有益的参考。

［1]杨建华，江烈等．循环流化床锅炉设备及运行［M]．北京：中国电力出版社，2006.

［2]段传和，夏怀祥等．选择性非催化还原法（SNCR）烟气脱硝［M]，北京，中国电力出版社，2012.

［3]秦光耀．SNCR脱硝技术在480t/h循环流化床锅炉上的应用［J]．资源节约与环保，2014，10.

刑宁（1983—），男，河南遂平人，助理工程师，研究方向：烟气脱硝。