某电厂125MW机组选择性非催化还原脱硝
摘要: 某电厂使用不同质量分数的尿素作为脱硝剂, 进行选择性非催化还原(selective non2catalytic reduction ,SNCR) 脱硝试验。介绍了SNCR 脱硝装置的主要组成部分及试验方法, 并对试验结果进行对比分析, 认为在保证脱硝率的同时, 应尽量减小氨逃逸率, 以满足环保要求。
关键词: 氮氧化物, 控制技术, 选择性非催化还原脱硝, 燃煤电厂
1 装置简述
SNCR 脱硝技术是一种较为成熟的商业性 NOx控制处理技术。SNCR 脱硝方法主要是将含氮的药剂在870～1 200 ℃ 温度区域喷入含 NO 的燃烧产物中, 发生还原反应, 脱除 NO , 生成氮气和水。SNCR 脱硝在实验室试验中可达到 90 %以上的 NO脱除率。在大型锅炉应用上, 短期示范期间能达到75 %的脱硝效率, 典型的长期现场应用能达到30 %～50 %的 NO x 脱除率。NCR 脱硝技术是 20世纪 70 年代中期在日本的一些燃油、燃气电厂开始应用的, 80 年代末欧盟国家一些燃煤电厂也开始了SNCR 脱硝技术的工业应用, 美国 90 年代初开始应用 SNCR 脱硝技术, 目前世界上燃煤电厂SNCR 脱硝工艺的总装机容量在 2 GW 以上。
本工程SNCR 脱硝系统选用的脱硝剂是尿素。固体尿素经加水溶解为尿素溶液, 再用输送泵送至炉前喷枪。
1.1 尿素溶液输送系统
尿素溶液储罐里的尿素溶液由供液泵输送, 供液泵出口处设有稀释水路, 根据运行要求将尿素溶液稀释, 稀释后的尿素溶液再经不锈钢伴热管送至炉前喷射器(以下简称喷枪) , 通过不锈钢软管与喷枪连接。
1.2 喷射器布置
锅炉共布置 42 只喷枪, 分 3 层布置在炉膛燃烧区域上部和炉膛出口处。前墙和侧墙喷枪分别布置在 28.5 m、26 m、23.5 m 标高处, 后墙喷枪布置在 27.3 m、25.4 m 和 23.5 m 标高处。锅炉高负荷运行时, 投运上两层喷枪, 低负荷运行时, 投运下两层喷枪。在 SNCR 脱硝系统投运时, 一般投运一层或两层喷枪即可, 其余停运喷枪由控制系统控制退出炉膛, 以避免喷枪受热损坏。
1.3 炉前喷射设备
喷枪(含喷嘴) 采用不锈钢制造, 包括喷枪本体、喷嘴座、雾化头、喷嘴罩 4 部分。喷枪本体上的尿素溶液进口和雾化蒸汽进口为螺纹连接, 通过两根金属软管分别与尿素溶液管路、蒸汽管路连接。软管后面的尿素溶液管路、蒸汽管路上就近各布置一个球阀。
每只喷枪都配有电动推进器, 实现自动推进和推出喷枪的动作。推进器的位置信号接到 SNCR脱硝控制系统上, 与开(停)雾化蒸汽和开(停)尿素溶液的阀门动作联动, 实现整个 SNCR 脱硝系统喷枪自动运行。
2 试验方法介绍
本次试验测量的样品包括 NOx、O2 及 NH3 。
2.1 NOx 和O2 的测量
NOx 的测量仪器为西门子公司 UL TRAMAT23型红外 NOx 分析仪, O2 的测量仪器为 M&CPMA10 型 O2 分析仪。在每个反应器的测孔上用网格法测量, 每孔测 3 点。
2.2 氨泄漏率的测量
氨泄漏率的测量按照 EPA met hod CTM 027标准, 采样系统如图 1 所示。A 反应器和 B 反应器各测量 3 点。样品分析仪器为 Orion 951201 型氨电极, 使用 NH3 标准溶液分区间标定。当 NH3质量浓度在 0.1～1 mg/ m3时, 用 0.1 mg/ m3和1mg/m3的 NH3 标准溶液进行标定; 当 NH3 质量浓度在 1～10 mg/ m3时, 使用1 mg/m3和10 mg/m3的 NH3 标准溶液进行标定。用标定好的氨电极对样品进行测量。
 |
3 试验结论
从本次试验可以看出: 脱硝率大于 30 % , 氨逃逸率小于 7.6 mg/ m3。
国外的运行经验表明, 随着氨逃逸率的增高, 空气预热器清洗间隔时间大大缩短, 建议在保证脱硝率的情况下尽量减小氨逃逸率(德国通常控制在 1.5 mg/m3以下) 。两次试验的结果见表3。
从表3可以看出, 尿素质量分数为 12 %时的各项参数更优。
 |
随着国家颁布实施新的大气排放标准, 对电站锅炉的 NOx 排放已提出要求, SNCR 脱硝技术将会得到推广应用, 并进一步得到完善。在某电厂的应用实际说明, 在保证脱硝率的同时, 应尽量减小氨逃逸率, 以满足环保要求, 并保证设备的正常稳定运行。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
