1.1 循環(huán)流化床鍋爐床溫控制

循環(huán)流化床鍋爐NOX生成量與鍋爐床溫密切相關(guān),在燃燒一定煤種時(shí),鍋爐燃燒效率隨床溫升高逐漸升高,NOX生成量隨鍋爐的床溫升高而增加,爐內(nèi)脫硫效率隨著床溫升高到一定值后急劇下降,鍋爐床溫的選取在保證鍋爐效率的同時(shí),需要兼顧考慮鍋爐NOX生成量和爐內(nèi)的脫硫效率,選取較為經(jīng)濟(jì)的鍋爐運(yùn)行床溫,目前,流化床鍋爐已經(jīng)向超臨界?大型化參數(shù)發(fā)展,在鍋爐設(shè)計(jì)時(shí),爐內(nèi)需要布置更多的受熱面控制鍋爐床溫在合理的數(shù)值?

1.2 循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量分配控制

為了降低鍋爐運(yùn)行過(guò)程中NOX生成量,盡量降低布風(fēng)板一次風(fēng)量,一次風(fēng)作用保證爐內(nèi)密相區(qū)的循環(huán)物料能夠流化,通過(guò)二次風(fēng)來(lái)實(shí)現(xiàn)燃料的燃盡,適當(dāng)提高鍋爐密相區(qū)上二次風(fēng)口高度,同時(shí)加大密相區(qū)二次風(fēng)的分級(jí)力度,在鍋爐運(yùn)行過(guò)程中調(diào)節(jié)上下二次風(fēng)比例,增加上二次風(fēng)口風(fēng)量,選取合適的過(guò)量空氣系數(shù),控制鍋爐出口煙氣氧量?

通過(guò)控制合理的床溫和改善流化床鍋爐燃燒條件后,能夠保證NOX初始排放量在100mg/Nm3以下?為了實(shí)現(xiàn)流化床鍋爐超低排放指標(biāo),循環(huán)流化床鍋爐仍然需要采用輔助煙氣脫硝手段?

SNCR技術(shù)是在循環(huán)流化床鍋爐中成熟應(yīng)用的一種煙氣脫硝技術(shù),它具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單?可靠和效率高的優(yōu)點(diǎn)?SNCR技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)包括:還原劑選擇;還原劑噴入點(diǎn)選擇;合適的反應(yīng)溫度區(qū)間,為850~1150℃?

尿素因?yàn)楸阌谶\(yùn)輸和儲(chǔ)存,并且尿素溶液穿透性好,在循環(huán)流化床鍋爐中,尿素溶液作為煙氣脫硝還原劑被廣泛應(yīng)用;尿素溶液噴入點(diǎn)設(shè)置在旋風(fēng)分離器入口煙道上或設(shè)置分離器出口煙道上,如圖1所示,該處煙氣溫度在880~950℃之間,正好處在SNCR較佳反應(yīng)溫度區(qū)間,采用此種布置式,SNCR在循環(huán)流化床鍋爐中的脫硝效率可以達(dá)到70%以上,但SNCR的氨逃逸率較高,較高達(dá)到8ppm,對(duì)空氣預(yù)熱器的選型設(shè)計(jì)需要特殊要求,選用脫硝專用的空氣預(yù)熱器,并且對(duì)空氣預(yù)熱器的下游設(shè)備也有較大影響?

SCR技術(shù)作為一種成熟的煙氣脫硝技術(shù)在煤粉鍋爐中被廣泛采用,流化床鍋爐因?yàn)轱w灰含量高,受到催化劑選型因素的影響,在流化床鍋爐中應(yīng)用較少,隨著催化劑制造工藝的不斷提升,在循環(huán)流化床鍋爐中也可以應(yīng)用SCR技術(shù)控制NOX的排放?在循環(huán)流化床中,SCR反應(yīng)器設(shè)置在省煤器出口和空氣預(yù)熱器入口之間,如圖2所示,在鍋爐整體布置設(shè)計(jì)時(shí),需要保證SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度在300~420℃之間,為了滿足鍋爐滿足全負(fù)荷脫硝,必要時(shí)可對(duì)省煤器分級(jí)設(shè)計(jì),即將省煤器分為兩級(jí),SCR反應(yīng)器入口設(shè)置一級(jí)省煤器,SCR反應(yīng)器出口設(shè)置一級(jí)省煤器?SCR脫硝還原劑可以采用液氨,也可以采用尿素水解或熱解制氨,在SCR反應(yīng)器入口煙道噴入反應(yīng)器,噴入的NH3在催化劑的作用下與煙氣中的NOX反應(yīng),達(dá)到脫除NOX目的?

在循環(huán)流化床鍋爐中,可以采用SNCR與SCR相結(jié)合的煙氣脫硝形式,既可得到更高的脫硝效率,還可以控制脫硝系統(tǒng)氨逃逸率?在旋風(fēng)分離器入口煙道或出口煙道設(shè)置SNCR尿素溶液噴槍,在省煤器出口設(shè)置SCR反應(yīng)器,如圖3所示,通過(guò)尿素溶液噴槍噴入尿素溶液,選擇合適的NSR,尿素溶液熱解生成的氨氣與煙氣中NOX反應(yīng)后剩余的NH3,通過(guò)SCR反應(yīng)器時(shí),煙氣中的NOX和NH3在催化劑的作用下繼續(xù)反應(yīng),這樣可以夠控制反應(yīng)器出口NH3逃逸率在3ppm以下?為了達(dá)到較高的煙氣脫硝效率,也可以在SCR入口設(shè)置獨(dú)立的噴系統(tǒng),通過(guò)噴氨格柵將氨氣噴入SCR入口煙道,還原劑制備區(qū)可以與SNCR尿素溶液制備區(qū)公用,通過(guò)采用尿素溶液水解或熱解的工藝制備氨氣?

通過(guò)控制流化床鍋爐床溫,控制流化床鍋爐風(fēng)量分配和過(guò)量空氣系數(shù),改善鍋爐燃燒條件,同時(shí)采取輔助的脫硝設(shè)施,如SNCR?SCR?SNCR和SCR相結(jié)合等煙氣脫硝技術(shù),能夠保證循環(huán)流化床鍋爐出口NOX排放值達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的要求?