淺談燃油燃氣工業鍋爐煙氣脫硝工藝

煙氣脫硝技術在火電行業應用較廣，隨著環保要求的提高，使用天然氣和油作為燃料的工業鍋爐的煙氣也需要進行NOx 脫除。本文通過介紹幾種鍋爐煙氣脫硝方式，結合燃油、燃氣鍋爐的結構特點，提出合理的適用于燃油、燃氣鍋爐煙氣脫硝的技術方案。
1 脫硝工藝
1.1 低氮燃燒法
決定NOx生成量的因素是燃燒區域的溫度和過量空氣量。低氮燃燒技術就是通過控制燃燒區域的溫度和空氣量，以達到阻止NOx 生成、降低排放量的目的。
低氮燃燒技術分為：燃燒優化、分級燃燒技術、煙氣再循環技術。
燃燒優化技術通過控制燃燒空氣量、保持燃燒器的配風平衡、降低燃料中心的溫度，使燃料型NOx的生成降到最低，從而達到控制NOx排放的目的。
煙氣再循環技術是將鍋爐尾部的低溫煙氣返送回爐膛，降低燃燒區域的溫度同時降低燃燒區域的氧的濃度，從而降低NOx的生成量。
根據多年的運行經驗，采用低氮燃燒方式的燃氣鍋爐的煙氣可降低30％～60％的NOx 生成量。但燃油低氮燃燒器的脫硝效果較差，需要與其它方式的脫硝技術聯合使用。
1.2 選擇性非催化還原法-SNCR法脫硝工藝
SNCR利用還原劑在不需要催化劑的情況下，有選擇性的與煙氣中的氮氧化物NOx發生化學反應，生成無污染的氮氣和水的過程。還原劑被噴入爐膛或爐膛出口，與煙氣中的NOx發生反應，脫硝率可達到50％。常用還原劑如液氨、氨水或者尿素等。采用氨為還原
劑時,適用的爐膛溫度區間為850～1100℃,采用尿素為還原劑時,適用的爐膛溫度區間為950～1150℃。
SNCR系統包括還原劑制備與存儲系統、加壓系統、計量分配系統、噴射系統等。通常采用尿素溶液為脫硝還原劑。尿素溶液通過輸送泵送入存儲罐；脫硝時，輸送泵將尿素溶液加壓輸送到噴射裝置，霧化后噴入到煙氣中，在特定溫度區間與煙氣中NOx發生反應從而脫除煙氣所含的NOx。
1.3 選擇性催化還原法-SCR法脫硝工藝
SCR法脫硝是煙氣在催化劑的作用下，在反應器內和還原劑( 氨或尿素) 有選擇性的與將NOx反應，并生成無毒、無污染的氮氣和水。
SCR系統包括煙道、SCR 反應器、催化劑、還原劑噴射系統、脫硝劑存儲、制備、輸送系統和控制系統等。催化劑常采用蜂窩式、板式、波紋板式。燃油、燃氣鍋爐的催化劑通?？讖健⒐澗噍^小。常用還原劑如液氨、氨水或者尿素等。因為氨水( 液氨) 有一定的危險性，在實際應用中多采用尿素作為還原劑。
2 燃油、燃氣工業鍋爐脫硝方式的選擇
燃油、燃氣工業鍋爐可分為水管鍋爐和火管鍋爐，火管鍋爐通過燃燒器將燃料噴入爐膛，采用火室燃燒，鍋爐結構緊湊。火管鍋爐多為WNS型臥式內燃火管鍋爐，出力一般不超過15～30t/h。爐膽是鍋爐的燃燒室，高溫煙氣經過煙管在水域中經過一次或兩次折返釋放熱量，從而加熱熱水。當鍋爐容量≥30t/h時，燃油、燃氣鍋爐多為水管鍋爐。水管鍋爐通常有水冷壁、對流管束、鍋筒組成。
對于水管結構的燃油燃氣鍋爐來說，鍋爐結構可以滿足爐內安裝還原劑噴嘴的要求，脫銷可采用低氮燃燒+SNCR法和低氮燃燒+SCR法。相對于SNCR法，SCR 法的投資高、占地大，需要設置反應器和催化劑，煙道阻力加大，選擇時需結合項目環評要求并考慮項目的經濟性。對于火管結構的燃油燃氣鍋爐來說，鍋爐多臥式內燃型，沒有爐內安裝還原劑噴嘴的位置和空間，脫硝工藝推薦低氮燃燒+SCR法。
3 燃油、燃氣工業鍋爐脫硝注意問題
針對小型燃油、燃氣鍋爐的煙氣脫硝方式有幾點注意問題：
(1) 脫硝方式的選擇應結合鍋爐爐型、煙氣溫度條件等因素，對于具備實施條件的鍋爐可采用SNCR法，否則只能選擇SCR法。
(2) 選用SCR法時，應根據煙氣性質選擇催化劑。不易結垢的燃氣鍋爐、輕柴油鍋爐的煙氣脫硝優先選用結構緊湊的板式或波紋狀蜂窩式結構型式的催化劑，溫度變化范圍較大或易結垢的燃重油或渣油鍋爐煙氣脫硝優先選用孔徑較大的蜂窩式結構型式的催化劑。
(3) SCR法反應器的設置位置應結合催化劑、煙道走向，選擇在催化劑適宜溫度的煙道中布置，對于改造工程，煙道增設反應器應核算煙風系統阻力，不能影響鍋爐的正常運行。
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