循环流化床锅炉烟气再循环技术应用总结

2016-05-07陈高峰,李新旗

氮肥与合成气 2016年4期

循环流化床锅炉烟气再循环技术应用总结

陈高峰李新旗

(河南心连心化肥有限公司

河南新乡 453700)

河南心连心化肥有限公司一分厂共有4台循环流化床锅炉，其中1#锅炉均为35 t/h锅炉，2#～4#锅炉均为75 t/h锅炉，锅炉烟气中NOx质量浓度在400 mg/m3(标态)以内。为了满足国家新的环保指标要求，2014年对锅炉进行改造，每台锅炉新增1套选择性非催化还原法(SNCR)脱硝系统，通过炉内喷氨水，将排放烟气中NOx质量浓度控制在200 mg/m3(标态)以内，满足国家要求的排放标准；之后标准继续提高，要求排放限值在100 mg/m3(标态)以内，该脱硝系统无法满足新国标要求。通过技术人员认真研究，采取烟气再循环技术，将引风机出口烟气抽至一次风机入口，以降低入炉空气中氧含量，进而降低炉内火焰中心温度，减少氮氧化物生成量；同时，由于烟气中氧含量的降低，热损失相应减少。通过对4台锅炉逐台进行改造，各锅炉的NOx排放均达到环保要求，锅炉运行稳定，产生了较好的环保效益和社会效益。

1 氮氧化物的控制方法

控制氮氧化物排放的技术主要有2种：①燃烧改良法，将燃烧器或炉膛设计成可调整的分级进气或再燃烧，通过控制燃烧方式控制NOx的生成；②20世纪70年代开发并应用的选择性催化还原法(SCR)，20世纪80年代中期研发成功并得到广泛应用的选择性非催化还原法(SNCR)以及20世纪90年代后期研发成功并在大型燃煤机组得到成熟应用的SNCR/SCR混合法技术。循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝工艺的NOx脱除率可达到50%以上。SNCR脱除NOx原理：

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H2O

通过采取SNCR技术以及烟气再循环技术(燃烧改良法)有效控制了NOx排放量，正常情况下排放烟气中NOx质量浓度控制在100 mg/m3(标态)以内。

2 烟气再循环技术改造流程

烟气再循环改造流程一般分为2种：①在锅炉空气预热器前抽取一部分烟气，通过再循环风机直接送入炉内，或与一次风混合后送入炉内，降低入炉空气中氧含量，从而降低排放烟气中NOx含量；②在引风机的出口抽取部分烟烟气，送入一次风机入口，通过引风机出口的正压与一次风机进口的负压形成压差，使烟气回流形成再循环；为了控制再循环烟气量，在再循环管道上和一次风机空气入口设置挡板，通过调节挡板开度来调节烟气再循环量。从运行安全性、稳定性及经济性综合考虑，一分厂决定采取第2种方式，即烟气直接从引风机出口引至一次风机入口，简化操作。烟气再循环技术改造流程见图1。

图1 烟气再循环技术改造流程

3 烟气再循环技改后效果

2014年8月19日，3#锅炉经烟气再循环技改后投运，烟气中氧含量与NOx含量变化较为明显，对锅炉燃烧的影响较小；随着锅炉负荷大幅度地调整，烟气再循环阀门开度随之作出相应调整。技改投运后，烟气再循环阀处于全开状态，通过调节一次风机入口空气挡板的开度来调整烟气再循环量。

3.1 氧含量

烟气再循环技改投运前、后烟气中氧含量变化较为明显。投运过程中，主要通过锅炉本体在线检测氧含量、手动检测氧含量、烟囱在线检测氧含量的数据进行对比分析(表1)：烟气再循环技改投运后，3#和4#锅炉本体在线检测φ(O2)下降2.0%～2.5%，手动检测φ(O2)下降2.0%；3#和4#锅炉烟囱在线检测φ(O2)由7.0%下降至5.0%～6.0%，降低了1.0%～2.0%。由此可见，烟气排放量减少，热损失减小；同时，烟气中的SO2，NOx及烟尘数据通过在线检测氧含量折算后有所降低，有利于NOx含量环保达标排放。