垃圾焚烧电厂SNCR系统氨逃逸影响因素探究及控制方法

陈庚

摘要：生活垃圾的焚烧发电，其有着小占地面积、垃圾明显减量化、能源回收等相关特点，近几年发展迅速，而其内部SNCR系统氨逃逸相关影响因素逐渐成为相关技术人员重点研究课题。故本文主要分析垃圾焚烧电厂内部SNCR系统氨逃逸相关影响因素及其控制方法，仅供参考。

关键词：SNCR系统;电厂;垃圾焚烧;氨逃逸;影响因素;控制方法;

前言

垃圾焚烧电厂内部SNCR系统实际运行过程，往往潜在着氨逃逸各项影响因素，若不加以控制，则必然会威胁到垃圾焚烧电厂整体生产运行稳定性。对此，全面了解垃圾焚烧电厂内部SNCR系统氨逃逸相关影响因素，有效把握及运用科学有效的控制方法较为重要。

1影响因素

1.1 试验分析基本条件

为将SNCR脱销效率提升，NH3投加量需适当增加。因受SNCR系统工艺限制，无法持续脱销反应，需有一定量NH3的逃逸现象存在。此次试验主要对于垃圾焚烧电厂内部SNCR系统氨逃逸相关影响因素实施讨论分析，下列为此次试验分析条件：一是，入炉垃圾的发酵时长应确保相接近，借助抓斗有效实施混合搅拌，让入炉垃圾热值接近于性质;二是，还原剂尿素的输送泵设流量40kg/h，经除盐水予以计量稀释，确保喷嘴部位尿素溶液维持5%浓度，还原剂的投入量无变化发生;三是，出口烟气当中氧气含量维持6%～7%范围。试验分析过程，焚烧炉稳定燃烧，负荷把控至80%范围[1]。

1.2 具体分析

1）在燃烧温度因素层面

通过对焚烧炉内部负荷调整，实现对整炉内部温度的调整。调节负荷期间，对喷枪位置温度实施同步记录。着重考虑到烟气流速及喷枪到CEMS距离，在延迟约150s后，对烟气的排放口处NOX及NH3浓度实施详细记录。经实验分析可了解到，还原剂实际投加量与过剩氧量处于稳定状态，NOX排放浓度伴随焚烧温度变化呈先降后升态势，其浓度为79.4～235mg/Nm³范围。NOX排放浓度在881℃情况下出现了最低点，排放浓度即为79.4mg/Nm³。Nm³逃逸伴随焚烧温度提升呈降低趋势，焚烧温度处于850～870℃条件下，Nm³的逃逸浓度>10mg/Nm³;焚烧温度>1050℃，Nm³的逃逸浓度基本上为零，这可能是因伴随焚烧温度持续提升，对生成NOX较为有利，反应向着NH3逐渐分解成为NOX方向发展着。经此次试验分析可初步判断为脱硝反应过程当中，温度反应最佳窗口范围是950～980℃。

2）在过剩空气因素层面

维持以上试验条件温度，经调节焚烧炉的一次/二次风机内部变频装置，实现对焚烧炉内部氧气浓度的调整，对烟气的排放口部位氧气、NH3、NOX等浓度实施详细记录。还原剂处于温度投加量条件下，NOX实际排放浓度伴随着过剩空气持续增长而呈提升状态，其浓度处于161～205mg/Nm³范围。NOX实际排放浓度处于烟气6%含氧量情况下呈最低点，排放浓度即为161mg/Nm³。NH3逃逸伴随含氧量>10%，NH3的逃逸浓度基本为零，这可能是因伴随氧气含量逐步升高，对NOX生成较为有利，反应向着NH3逐步分解后NOX方向发展。此次试验分析可初步判断该脱销反应理念过剩氧量约为7%[2]。

3）在还原剂的投加量因素层面

维持试验分析条件当中一与三稳定，经对还原剂的尿素溶液相应输送泵及除盐水的计量泵流量调整，确保入炉的尿素溶液维持5%浓度，对入炉的尿素溶液实际流量实施动态调节。经试验分析可了解到，过剩的空气量处于稳定状态，NOX排放浓度会伴随着还原剂实际投加量增长呈先降后升趋势，浓度为132～288mg/Nm³范围。实际排放浓度于18kg/h尿素的投加量情况下出现最低点，排放浓度即为161mg/Nm³，NOX此时浓度为500mg/Nm³，氨氮比例约1.5倍。NH3逃逸伴随尿素实际投加量提高而呈升高趋势，尿素为32kg/h投加量情况下，NH3实际逃逸浓度可达14.31mg/Nm³，这可能是因伴随还原剂的尿素实际投加量持续增长，反应向着N2方向发展，余下未参与到反应过程NH3量明显增加。此次试验分析可判定，整个脱销反应过程理想氨氮比为1.5。

2控制方法

垃圾焚烧所产生NOX浓度一般为450～600mg/Nm³，为满足于生活垃圾的焚燒污染现行控制标准，就需高度重视对垃圾焚烧电厂内部SNCR系统氨逃逸问题实施有效控制，在控制方法上可通过脱销设施合理安设实现对NOX排放的有效控制。垃圾焚烧电厂项目当中，对垃圾焚烧电厂内部SNCR系统氨逃逸问题有效控制是以低氮燃烧及DSCR、SNCR末端控制为主要方法。

低氮燃烧有效控制科学技术方法，对燃烧过程所有过剩空气及其燃烧温度实施有效控制，其与焚烧炉实际炉型有效密切联系。过剩空气低系数的燃烧法或两段燃烧方法，燃烧过程所剩余氧含量以可得以减少，NOX产生可得以降低;借助喷水或者是烟气的再循环科学技术方法，燃烧温度可得以降低，NOX产生可实现有效控制。以上控制方法可以与炉排炉及流化床锅炉选型结合应用。但NOX只是作为垃圾焚烧所需控制大气的污染物，垃圾焚烧整个过程还需对二噁英、重金属、酸性气体实施有效控制，较高温度及足够氧含量属于二噁英的排放控制最具有效方式。故借助低氮燃烧科学技术方法，对NOX实施控制具体应用过程往往会受限。DSCR、SNCR末端控制这两种方法，都是借助还原剂及燃烧过程所产生NOX反应，实现对NOX排放有效控制，主要区别为是否借助催化剂将反应温度降低[3]。因垃圾焚烧电厂整个工艺当中，烟气净化式布袋除尘装置出口处烟温度为150℃范围，无法满足于SCR实际反应温度要求，需对烟气实施预热处理，重新选定催化剂具体安设位置，也可实施低温式催化剂开发运用，故具体应用过程往往会有些受限。SNCR末端控制这种方法能够直接向着炉膛内部投加一定量的还原剂，此项控制技术方法运用经济性及成熟度提升，脱销率虽并不是较高，但可确保达标排放，故SNCR末端控制技术方法现阶段被广泛运用至垃圾焚烧电厂当中，实现对SNCR系统氨逃逸相关影响因素有效控制。

3结语

综上所述，垃圾焚烧电厂内部SNCR系统，燃烧温度、过剩空气、还原剂的投加量均氨逃逸的重要影响因素，若想实现对各项影响因素的有效控制，就需注重SNCR末端控制技术方法深入研究及应用，以便于更好地发挥此控制方法作用，实现对垃圾焚烧电厂内部SNCR系统氨逃逸各项影响因素有效把控，维持垃圾焚烧电厂可靠稳定的生产运行状态。

参考文献：

[1]郭维.火力发电厂脱硝自动控制系统优化研究[J].中国新技术新产品，2020，17（012）：211-212.

[2]朱愉洁，韩元，袁东辉.CFB锅炉SNCR烟气脱硝氨逃逸的控制手段[J].电力科技与环保，2020，36（002）：410-411.

[3]朱传强，胡利华，沈宏伟，等.生活垃圾焚烧选择性非催化还原（SNCR）的工程试验研究[J].工程热物理学报，2020，41（018）：716-717.