淺談燃油燃氣工業(yè)鍋爐煙氣脫硝工藝

煙氣脫硝技術(shù)在火電行業(yè)應用較廣，隨著(zhù)環(huán)保要求的提高，使用天然氣和油作為燃料的工業(yè)鍋爐的煙氣也需要進(jìn)行NOx 脫除。本文通過(guò)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(diǎn)，提出合理的適用于燃油、燃氣鍋爐煙氣脫硝的技術(shù)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(guò)量空氣量。低氮燃燒技術(shù)就是通過(guò)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(shù)分為：燃燒優(yōu)化、分級燃燒技術(shù)、煙氣再循環(huán)技術(shù)。
燃燒優(yōu)化技術(shù)通過(guò)控制燃燒空氣量、保持燃燒器的配風(fēng)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(huán)技術(shù)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(shí)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(jīng)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(shù)聯(lián)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(fā)生化學(xué)反應，生成無(wú)污染的氮氣和水的過(guò)程。還原劑被噴入爐膛或爐膛出口，與煙氣中的NOx發(fā)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(shí),適用的爐膛溫度區間為850～1100℃,采用尿素為還原劑時(shí),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(guò)輸送泵送入存儲罐；脫硝時(shí)，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(fā)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(wú)毒、無(wú)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?、節距較小。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(shí)際應用中多采用尿素作為還原劑。
2 燃油、燃氣工業(yè)鍋爐脫硝方式的選擇
燃油、燃氣工業(yè)鍋爐可分為水管鍋爐和火管鍋爐，火管鍋爐通過(guò)燃燒器將燃料噴入爐膛，采用火室燃燒，鍋爐結構緊湊?；鸸苠仩t多為WNS型臥式內燃火管鍋爐，出力一般不超過(guò)15～30t/h。爐膽是鍋爐的燃燒室，高溫煙氣經(jīng)過(guò)煙管在水域中經(jīng)過(guò)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(shí)，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(lái)說(shuō)，鍋爐結構可以滿(mǎn)足爐內安裝還原劑噴嘴的要求，脫銷(xiāo)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(shí)需結合項目環(huán)評要求并考慮項目的經(jīng)濟性。對于火管結構的燃油燃氣鍋爐來(lái)說(shuō)，鍋爐多臥式內燃型，沒(méi)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(yè)鍋爐脫硝注意問(wèn)題
針對小型燃油、燃氣鍋爐的煙氣脫硝方式有幾點(diǎn)注意問(wèn)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(shí)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(shí)，應根據煙氣性質(zhì)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(yōu)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(yōu)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(fēng)系統阻力，不能影響鍋爐的正常運行。