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超低排放改造资讯
生物质锅炉炉内SNCR脱硝超低排放优化改造技术、燃烧、脱硝解决方案成功案例
作者:河北思凯淋  来源: http://www.hebeisikailin.com/cdpfgz/n2506.html   发布时间:2022-03-18

本文生物质锅炉炉内SNCR脱硝超低排放改造优化改造技术、燃烧、脱硝解决方案成功案例

生物质锅炉的燃烧方式基本分为两种类型,即炉排炉和流化床锅炉。

炉排炉燃烧设备采用水冷振动炉排或是传统炉排,振动炉排可以动播料、均料,有利于生物质燃料的干燥、着火、燃烧,是一种比较理想的生物质燃烧方式,多在电力锅炉中应用。但在锅炉运行过程中,炉排的周期性振动导致炉膛负压和炉膛温度出现周期性波动。炉排开始振动后,炉排上的燃料受力翻滚、炉渣落入渣池,同时炉排上方的风阻迅速减小,间歇期在风室中形成的高压瞬间得到释放,炉排风流量急剧增大,生物质燃料被炉排风吹入炉膛,在炉膛内呈悬浮状态快速受热分解燃烧,造成炉膛内烟气紊流发生变化,同时出现炉膛温度发生忽高忽低现象,炉温最高可达1000℃以上,期间会造成NOx含量激增。炉膛内负压、烟气紊流及炉温的剧烈变化都会给脱硝剂在炉内的NOx控制造成极大的难度。

生物质流化床锅炉和常规燃煤流化床锅炉结构差不多,但是由于生物质燃料灰份小,需要增加床料补充系统,运行中要定期补充底料。另外生物质燃料灰渣的碱金属含量高,灰渣的熔融温度非常低,这就决定了该种炉型的床温很低,一般控制在750 ℃左右,甚至很多时候炉膛温度低于700℃,在该温度下,以氨水为脱硝剂的炉内SNCR脱硝基本就不反应,无法满足现阶段环保部门的要求。

生物质锅炉进料系统复杂,经常出现料仓膨料,因生物质燃料湿度大导致的湿料抱团,螺旋给料机不出料、皮带输送机堵料等会造成炉膛负压和炉膛温度出现大范围波动。导致硫氧化物,氮氧化物生成量发生剧烈变化,给环保指标的控制带来很大难度。

二、生物质锅炉脱硝简介:

目前国内燃煤电厂普遍采用的NOX控制技术有两类:一种是低氮燃烧技术(LNB),另一种是烟气脱硝技术。目前很难单独通过低氮燃烧技术满足排放法规的要求,但是通过减少炉内的NOX生成量可以降低烟气脱硝装置的运行成本。烟气脱硝技术主要有SCR选择性催化还原法、SNCR选择性非催化还原法和SCR+SNCR混合法三种烟气脱硝技术。对生物质锅炉的烟气治理研究相对较弱,基本还是依照燃煤锅炉的思路来的。但是生物质锅炉烟气又有它自己的特点:

)二氧化硫、氮氧化物浓度低、波动大;燃烧纯生物质时SO2NOx浓度在120250mg/m3波动,如燃料中掺杂模板、木材、树皮,烟气中SO2NOx浓度在 250600 mg/m3波动。

)生物质中氢元素含量较高,烟气中含水量也高,达15%30%

)生物质烟尘含碱金属质量分数较高,可达8%以上。

)生物质炉排炉SNCR脱硝效率为10%25%,生物质循环流化床SNCR脱硝效率为40%60%,脱硝效率均不稳定,并且都不能稳定达到超低排放要求的50mg/Nm3以下。

由于SNCR 脱硝效率低,需结合SCR 脱硝技术,才能达到更高的脱硝效率。但生物质燃料本身含有NaCa等碱性物质,燃烧后形成飞灰进入SCR系统,吸附在SCR催化剂表面或堵塞催化剂孔道,并且与催化剂表面活性成分发生反应,造成催化剂中毒失活。针对这一问题,很多厂家也投入了大量的人力物力,研究出抗碱金属中毒的催化剂,适用生物质锅炉脱硝的低温催化剂,烟气再加热SCR 脱硝工艺,还有陶瓷滤筒的除尘脱硝一体化的脱硝技术。但都没有被长期使用验证,并且价格昂贵,初期投资巨大,后期的运行费用也居高不下,让很多电厂望而却步,不敢轻易尝试。

三、生物质锅炉脱硝解决方案:

为解决生物质锅炉脱硝难、投资运行成本高等问题,我公司通过不懈努力,多次试验,终于找到了一种利用炉内SNCR脱硝工艺就能达到超低排放的方法 .即在原有SNCR炉内脱硝基础上,将脱硝剂更换为尿素溶液,并添加我公司研制的生物质脱硝活化剂,提高脱硝剂的反应强度,增加脱硝剂反应的温度窗,使得脱硝剂在低温下仍然可以达到很高的脱硝效率,实现生物质锅炉脱硝超低排放。为生物质锅炉的脱硝改造节约了大量的投资和运行成本。

我公司独家研发的脱硝活化剂少量添加,可以明显提高低温区域的脱硝效率,同时使NH3泄漏曲线明显往低温方向偏移,添加少量的活化剂可以明显降低N2O排放,这在尿素做为脱硝剂的SNCR工艺中尤为明显。活化剂的添加明显提高了尿素热解气中HNCO向NH3的转化率,N2O排放大量减少。同时,较低氨氮比工况的脱硝效率促进作用相对更为明显,较高氨氮比工况脱硝温度窗口宽度的扩展作用相对更为有效,而较低氧含量工况的脱硝效率促进效果也相对更为显著。其本质属于生物质成分,主要为醇类和烷类物质,对锅炉受热面没有腐蚀,不产生二次污染物,无毒无害。

四、生物质锅炉脱硝成功案例:

1)130t/h生物质水冷振动炉排锅炉脱硝案例:

该生物质锅炉为无锡华光锅炉股份有限公司生产的水冷振动炉排炉,高温高压锅炉。锅炉型号:UG-130/9.8-J。原始氮氧化物浓度为120-150mg/Nm3左右,原脱硝系统为炉内SNCR脱硝,脱硝剂为氨水。运行发现效率很低,氮氧化物排放浓度一般在70mg/Nm3左右,无法达到超低排,最后由我们公司给予改造,在原脱硝系统的基础上,增加了尿素溶解罐,将脱硝剂更改为尿素溶液,并增加活化剂储存、输送系统,更改后达到稳定超低排放。

原始浓度,放大后可以看到排放值168mg/Nm3。

原脱硝系统图。

改造后脱硝排放指标。

在线监测数据。

氮氧化物测点DCS趋势图。

75t/h生物质CFB锅炉脱硝案例:

×75t/h生物质流化床锅炉,锅炉型号TG-75/9.8-T,浙江大学热能技术研究所设计,南通万达锅炉有限公司制造。锅炉的主要燃料为当地的农作物秸秆、树枝树皮、模板等生物质燃料。脱硝系统为SNCR炉内脱硝,脱硝剂为氨水,一炉一套。因脱硝效果不明显,喷入的氨水基本不反应,灰渣中的氨气味道很大,影响灰渣的销售,平时几乎不用。原始浓度最高可以到300mg/Nm3多。改造后达到超低排放。

脱硝系统图

2#锅炉氮氧化物SEMS数据

1#炉氮氧化物SEMS检测数据

改造前氮氧化物检测数据值DCS测点趋势图

改造后氮氧化物DCS测点趋势图。

3)35t/h生物质链条炉排炉脱硝案例:

一台35t/h链条炉排锅炉,正转炉排,热水锅炉。主要燃料为稻壳,稻壳燃烧后灰渣外卖。脱硝系统为新上,由我公司承建。原始氮氧化物浓度为100mg/Nm3左右,硫氧化物为47mg/Nm3左右。安装脱硝系统以后达到稳定超低排放,而且兼顾脱硫。效果非常好。

未投入脱硝时SEMS检测数据。

投入脱硝系统后SEMS检测数据。

现场记录表。第一栏为氧含量,第二栏为氮氧化物浓度实测值和折算值,第三栏是炉膛温度,第四栏是硫氧化物浓度实测值。

总结:通过以上案例证明,我公司在生物质锅炉脱硝方面技术先进,脱硝活性反应剂效果明显,在各种工况下都能达到超低排放标准.更重要的是投资省,运行费用低,是当前生物质锅炉以及燃煤锅炉脱硝超低排放的最佳选择。

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