循环流化床锅炉低NOx排 放特性及利用SNCR脱氮技术分析

李 辉

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）

循环流化床锅炉低NOx排 放特性及利用SNCR脱氮技术分析

李 辉

（中海石油华鹤煤化有限公司，黑龙江鹤岗 154100）

循环流化床（CFB）锅炉在实践中的NOx排放量相对于传统模式的排放量更低，主要就是因为在实践中CFB锅炉床温的常规维度在870℃左右，而其他种类炉型的实际燃烧温度均要高于1 100℃。同时，在实践中CFB锅炉主要就是通过分级燃烧的方式开展施工作业，此种方式在实践中有效的降低了NOx的实际排放量。对此主要对其相关内容进行了简单的分析。

循环流化床锅炉；SNCR；NOx

Abstract：The NOxemissions from CFB boilers in practice are lower than those in conventional models，mainly because the conventional dimensions of CFB boiler bed temperatures are around 870 ℃ in practice，while other types of furnaces The actual combustion temperature should be higher than 1 100℃ .At the same time，in practice CFB boiler is mainly through the way of grading combustion to carry out construction operations，this way in practice effectively reduce the actual emissions of NOx.This article mainly carries on the simple analysis to its related content.

Key words：circulating fluidized bed boiler；SNCR；NOx

CFB锅炉在旋风分离器中的烟气实际温度均在900℃左右，烟气在分离器中的停留时间相对较长，且其喷入的氨气与烟气的整体混合效果也较为良好，在实践中只要保障喷入氨气以及烟气的时间以及混合型就可以真正的实现NOx的脱氮效果。

1 循环流化床锅炉低NOx排放特性

在传统的燃料中含有煤油等氮化合物物质，在其实际的燃烧过程中就会导致其部分的氮化合物中的氮气在氧化之后生成燃料模式的NOx。对此如果在1100℃的高温状况之下，其部分空气中的氮气就会氧化生成热力类型的NOx。但是，在实践中因为CFB锅炉自身具有一定的低温燃烧特征，对此其在整个CFB锅炉中就会产生较少的热力型NOx。因此，如果在CFB锅炉中的下炉膛存在一些没有充分燃烧的碳以及CO就会与NOx产生反应，将其还原为氮气。对此在实践中要想严格控制NOx的实际排放标准，就要在CFB锅炉中适当添加一定的NOx还原剂，进而充分的降低NOx的实际排放数量。

2 利用SNCR脱氮技术分析

2.1 利用喷氨的方式减少NOx

在炉内通过喷氨的方式可以有效地降低NOx的实际排放数量，对此在实践中要想有效地增强氨的实际应用效率，就要保障氨气喷入位置中的烟气温度等相关条件的稳定性。其中CFB锅炉在实践中为此种工艺的开展提供了便捷的条件。

在CFB锅炉中的氨气喷入位置主要就设置在其圆形的分离器的相关入口位置之上，如果实际应用的分离器类型为紧凑模式的器械，就可以把氨气的喷入位置设置在其后墙支出。在进行喷嘴数量的选择过程中，必须要综合氨气的实际流量、具体的NOx排放水平以及其应用分离器的实际尺寸等，其中其需要的氨气的实际流量主要就是基于NOx的实际排放水平以及NOx的实际脱除率来选择的，其具体的化学反应公式为：

在实际的SNCR系统中，其具体的反应温度、氨气与烟气的实际混合程度、实际停留时间、实际的NOx排放的具体浓度、氨气以及NOx的摩尔比和氨逃逸率等相关因素都会对于其还原效率、设计以及实际的运行参数产生一定的影响。对此在实践中要保障其实际的反应温度在800～1 000℃，如果其温度相对较低，就会导致反应速度过低导致氨逃逸率的提升；反之就会导致还原剂出现氧化状况生成一些多余的NOx。在实践中其喷入到CFB锅炉的分离器中的氨以及烟气分离器中必须要保障其停留时间以及混合的有效性以及充足性。对此在实际的操作中，必须要保障其停留时间为1s，只有这样才可以真正地提升其整体的脱氮效率。

2.2 喷氨系统

氨气与NOx在实践中的非催化反应温度区域在实践中主要保持在790～950℃，其就会产生一定的氮气以及水。此温度范围在实践中与CFB锅炉的常规运行温度是一致的，对此种模式的脱氮系统与CFB锅炉更为吻合。在实践中通过喷氨位置的布置就可以有效地提升分离器中氨气以及烟气的整体混合性，同时在操作中其实际的分离器中的温度也可以保障其在最佳的反应温度之中。在实践中主要应用的喷氨系统主要分为以下几种模式。

2.2.1 无水氨系统

无水氨系统在实践中必须要通过氨罐进行液态氨的存储，在常规状况之下氨罐车要把无水氨安全的运送到现场的氨罐之中。氨罐同时要配置一定的蒸发器，其主要的作用就是蒸发液态氨，提升其存储罐中氨蒸汽量的稳定性。在操作中利用控制阀的方式把其顶部中的氨蒸汽在氨储罐中抽出，将其喷入到锅炉的分离器之内。

基于实际的布置，在其烟囱位置的排放口对其进行持续的监测，了解实际的排放数据，进而控制其抽出的实际氨蒸汽量。在锅炉低负荷运行操作的时候，因为其实际的NOx排放量相对较低，无需进行喷氨脱氮，因此必须要通过吹扫风管线对其进行处理操作，进而有效的避免其出现堵塞问题。

无水氨蒸汽被喷入分离器的时候，可以实现其与烟气的有效混合。应用纯无水氨的时候其需求的喷口尺寸相对较小，这样就会充分的混合二者，但是其也存在一定的安全隐患问题。氨气在实践中的空气燃点限度为15.5%～27.0%，对此在实践中基于安全的角度分析，在进行氨蒸汽喷入分离器的操作之前，可以通过空气对其进行稀释，在执行相关喷入操作，氨蒸汽以及空气的实际流量主要就是基于流量测量以及实际的控制阀对其进行控制以及操作管理的。

2.2.2 尿素系统

尿素系统在实际的操作中与无水氨系统较为相似，其不同之处就是通过分离器喷射液体的方式开展操作。尿素溶液的存储罐在实践中必须要通过加热系统对其进行操作，避免出现溶液中存在尿素结晶的问题，对此在实践中必须要保障尿素溶液的温度。尿素溶液的存储罐在实践中必须要通过循环回路系统充分的混合二者。因为在实践中尿素中的氨浓度相对较高，对此在对其进行喷入分离器操作之前要通过水溶液对其进行稀释操作。

如果尿素的原材料为固体模式，在实践中就要在溶解罐中通过去离子水对其进行溶解操作，在操作中可以把去离子水加热到35℃左右，这样可以保障尿素的充分溶解，尿素溶液的浓度要保障在15%左右，如果尿素没有充分的溶解就会出现结晶的问题；在不进行尿素溶液的喷射过程中，就要通过空气吹扫的方式对尿毒系统进行操作。

2.2.3 水溶氨系统

水溶氨是一种无害的物质，对此在对其进行运输以及处理过程中相对较为安全，对此在CFB锅炉通过水溶氨对其进行脱氮操作的时候，可以把水溶氨利用喷嘴喷入到CFB分离器之中就可以，无需在应用其他蒸发器以及加热系统。对此在实践中应用水溶氨开展脱氮相对较为简单便捷。

在实践中可以把水溶氨在存储罐中存储，保障其温度的稳定性就可以。在应用过程中可以把泵在其相关储罐中送到喷嘴位置，将其送入到CFB分离器之中，通过控制阀组的方式调节实际的流量，在对喷嘴处理的时候要通过压缩空气的方式进行雾化水溶氨操作；在不需要进行喷水溶氨的时候，可以通过空气吹扫整个系统。

如果在实践中条件不允许把水溶氨通过液态的方式喷入到实际的分离器之中，就要先把水溶氨进行汽化操作，然后再把其喷入到分离器之中，但是此种操作在实践中增添了汽化系统的相关操作，提升其整个脱氮系统的复杂性。

3 结束语

CFB锅炉在实践中的NOx排放相对于传统模式的煤粉炉以及炉排炉来说得到了有效的降低，主要就是因为其温度较为稳定，同时其应用的分级燃烧方式也较为科学，对此在实践中可以利用喷氨的方式减少NOx，也可以有效地应用无水氨系统、尿素系统、水溶氨系统减少NOx，这样可以有效地提升各种资源的实际应用效果，可以有效地提升其整体资源的利用效率，继而在根本上保障生态环境的稳定发展。

[1] 王璐璐.循环流化床锅炉燃烧优化数值模拟研究[D].郑州：华北水利水电大学，2016.

[2] 武世福.1 060t/h循环流化床锅炉SNCR脱硝技术应用研究[D].太原：中北大学，2015.

[3] 李穹.循环流化床锅炉SNCR脱硝关键技术开发[D].北京清华大学，2013.

[4] 姜鹏志.循环流化床锅炉低NOx排放特性及利用SNCR脱氮技术[J].电力技术，2010，（6）：6-10.

Low NOxEmission Characteristics of Circulating Fluidized Bed Boilers and Analysis by SNCR Denitrification

Li Hui

TK229.6；X701

B

1003–6490（2017）09–0018–02

2017–07–20

李辉（1981—），男，吉林扶余人，助理工程师，主要研究方向为热能动力、设备运行管理。