1. 常用脫硫方法?
國內外目前普遍采用脫硫方法可分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫三大類。
燃燒前脫硫,是采用洗煤技術對煤進行洗選,將煤中大部分的可燃無機硫洗去,降低燃燒煤中的含硫量,從而達到減少污染的目的;燃燒中脫硫(即爐內脫硫),是在煤粉燃燒過程中同時投入一定量的脫硫劑,在燃燒時脫硫將二氧化硫脫除。典型技術是循環(huán)流化床技術;燃燒后脫硫(即煙道氣體脫硫),是在煙道外加裝脫硫設備,對煙氣進行脫硫的方法,典型技術有石灰石-石膏法,噴霧干燥法,電子束法,氨法等,其中應用最多的是石灰石-石膏法。
2. 什么是濕法煙氣脫硫?
濕法煙氣脫硫采用液體吸收劑洗滌煙氣,以吸收SO2,脫硫效率高。濕法脫硫技術先進成熟,運行安全可靠,脫硫效率較高,適用大機組,煤質適應性廣,副產品回收等優(yōu)點。主要缺點系統(tǒng)復雜,設備龐大,占地面積多,一次性投資多,運行費用較高,耗水量大。
3. 什么是干法煙氣脫硫?
干法煙氣脫硫是指無論加入的脫硫劑是干態(tài)的或是濕態(tài)的,脫硫的最終反應產物都是干態(tài)的。干法煙氣脫硫投資費用較低;脫硫產物呈干態(tài),并與飛灰相混;無需裝設除霧器及煙氣再熱器;設備不易腐蝕,不易發(fā)生結垢及堵塞。但干法煙氣脫硫吸收劑的利用率低;用于高硫煤時經(jīng)濟性差;飛灰與脫硫產物相混可能影響綜合利用。
4. 什么是NOx排放控制技術?
利用燃燒過程產生的氮基中間產物或者往煙道中噴射氨,在合適的溫度、氣氛或催化劑條件下將NOx還原,這是燃煤鍋爐控制NOx排放的主要機理。由此衍生出爐內低NOx燃燒(簡稱LNB)、爐膛噴射還原劑的選擇性非催化還原煙氣脫硝(簡稱SNCR)和爐后煙道噴射還原劑的選擇性催化還原煙氣脫硝(簡稱SCR)等三類技術,這些技術可單獨或組合使用。
5. 什么是SCR和SNCR脫硝?
SCR是選擇性催化還原的簡稱,在催化劑的作用下,噴入氨把煙氣中的NOx還原成N2和H2O,還原劑以NH3為主,催化劑有貴金屬和非貴金屬兩類。
SNCR是選擇性非催化還原的簡稱,將含有NH3基的還原劑,噴入爐膛溫度為800~950℃的區(qū)域,該還原劑迅速熱分解成NH3,無須經(jīng)過催化劑的催化,直接與煙氣中的NOx進行反應生成N2的工藝。
SCR與SNCR脫硝技術的比較
6. 循環(huán)流化床鍋爐脫硝裝置的主要技術手段是什么?
SNCR主流,部分新建機組為滿足超低排放采用預留SCR空間的方式。
7. 循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝的還原劑是什么?
脫硝系統(tǒng)的還原劑主要有三種:液氨、氨水以及尿素,還原劑的選擇是影響脫硝效率和運行經(jīng)濟性的主要因素之一。大部分電廠使用尿素,少部分為氨水,一些化工自備廠或管理經(jīng)驗豐富的電廠也有使用液氨的。
脫硝還原劑比較
8. 什么SNCR脫硝的反應煙窗?
還原劑的反應高效溫度范圍稱為反應煙窗,有時也稱溫度窗。適宜SNCR反應發(fā)生的溫度區(qū)間,一般為800~950℃。當反應溫度過高時,由于氨的分解會使NOx還原率降低,另一方面,反應溫度過低時,氨的逃逸增加,也會使NOx還原率降低。
9. 為什么循環(huán)流化床鍋爐SNCR脫硝的效率遠高于煤粉鍋爐?
CFB鍋爐特有的結構,有助于煙氣和噴入還原劑的均勻混合,這主要得益于旋風分離器的強烈混合作用。工業(yè)試驗研究也表明,在分離器前水平煙道設置噴入點,能顯著降低氨氮比、提高脫硝效率并減少氨逃逸量。常規(guī)SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率受鍋爐結構尺寸影響很大,多用作低NOx燃燒技術的補充處理手段。而CFB鍋爐機組,由于采用了低氮燃燒技術,燃燒溫度較低、二次風分級給入、爐膛下部缺氧燃燒、爐膛中心存在缺氧還原區(qū)域,能有效抑制NOx生成,相對燃燒相同煤種的煤粉爐其NOx排放低40%~60%。因此CFB鍋爐脫硝最適宜采用SNCR技術,目前的趨勢是用更為安全的尿素代替氨作為還原劑。
10. 為什么循環(huán)流化床鍋爐不宜采用SCR脫硝?
一方面會給鍋爐設計安裝帶來不便,已投產鍋爐普遍存在空間受限的問題。另一方面CFB鍋爐尾部灰濃度遠高于煤粉鍋爐,催化劑使用壽命短,相關運行費用增加快。由于催化劑的加入會將SO2氧化為SO3并與逃逸氨反應生成硫酸氨和硫酸氫銨,易造成空預器積灰堵塞和腐蝕,影響機組運行安全。
11. 采用尿素溶液作為還原劑時SNCR對鍋爐效率的影響?
噴入爐內的尿素溶液濃度為10%左右,對鍋爐效率的影響主要是溶液中的水汽化所造成的熱損失,尿素在爐內熱解成氨時的吸熱及氨與NOx反應的放熱幾部分:
從上式可知,該反應為放熱反應,對鍋爐效率是提高的,但考慮到該反應為ppm級,可忽略其對效率的影響。以NOx濃度按150mg/Nm3,NSR按1.5為基準計算,溶液中的水汽化所造成的熱損失大約使鍋爐效率降低0.1%左右。
12. 增加SCR/SNCR后,對空氣預熱器有哪些特殊要求?
鑒于現(xiàn)在的環(huán)保標準日趨嚴格,流化床鍋爐也需要增設深度脫硝設備,由于少量NH3的逃逸是不可避免的,爐內SO3也客觀存在,因此勢必會產生部分硫酸氫氨,該物質在146~207℃之間呈液態(tài)且有較強的粘結性,因此會與飛灰結合附著在空預器的低溫段,為了便于清理,最好采用脫硝專用板型的搪瓷板式回轉預熱器,若采用管式預熱器,也應在低溫段采用搪瓷管式。
13. SNCR脫硝裝置對鍋爐受熱面運行有何影響分析?
SNCR脫硝技術向爐內噴射尿素溶液作為還原劑。鍋爐在正常運行過程中,不會對爐內受熱面系統(tǒng)造成明顯的腐蝕:
1)脫硝系統(tǒng)向爐內噴射的是脫硝劑并未增加爐內氣氛的酸性。尿素為弱堿性,因此脫硝劑整體上呈現(xiàn)弱堿性,從酸堿性腐蝕的角度來說,是有利于降低腐蝕的。從脫硝的化學過程來看,NH3消耗了NOx反應生成中性的N2和水,而NOx的酸性比氰酸更強,因此經(jīng)過脫硝反應后,爐內氣氛的酸性程度將會降低;
2)向爐內噴射的脫硝劑只占爐內物料、氣體的很小一部分,除用于選擇性地脫除NOx外(NOx在煙氣中的含量也是較低的),脫硝劑對爐內氣氛和爐料的性質并無重大影響;
3)還原劑噴射點在旋風分離器入口煙道,脫硝主要反應區(qū)為旋風分離器入,鍋爐此區(qū)域均敷設有耐火耐磨材料,具有很好的抗腐蝕性能。
4)CFB爐內脫硫使得SO2及SO3含量降低,從而使得生成銨化合物NH4HSO4以及(NH4)2SO4的可能性降低,但在特殊工況下由于脫硝產物中的水再加上煙氣介質惡劣環(huán)境仍可能會有腐蝕和受熱面沾污情況發(fā)生。
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