热电厂锅炉生物钙烟气脱硝技术实践与应用

sanchangyb · 发表于 2022-3-11 11:25:11

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本文摘自：
专辑：工程科技Ⅱ辑; 工程科技Ⅰ辑
专题：环境科学与资源利用; 动力工程; 电力工业
分类号： X773

作者：黄美华韩加友周纪平【上海梅山钢铁股份有限公司能源环保部】

摘要：本文以热电厂烟气排放为例，分析了当前技术成熟、应用广泛的若干脱硝技术，梅钢热电厂锅炉选择生物钙烟气脱硝技术，并取得了较好的应用效果，给同行业提供了借鉴依据。
关键词：锅炉；生物钙烟气脱硝；实践

2019 年，国家生态环境部出台《关于做好钢铁行业超低排放评估监测工作的通知》（922 号文），钢铁行业实现烟气全流程超低排放已成趋势。烟气中含有大量的氮氧化物（NOx）、烟尘和硫氧化物，这三种物质是主要的大气污染物。本文针对 NOx 系统分析了当前技术成熟、应用广泛的脱硝技术。

1 项目背景
上海梅山钢铁股份有限公司热电厂共有 6 台高温高压锅炉，其中 1#～ 3# 锅炉由煤粉掺烧煤气锅炉经改造为全烧煤气锅炉，4#～ 6# 为全烧煤气锅炉。在增加 SDS 脱硫工艺+ 布袋除尘器后，锅炉烟气中的 SO2 含量与粉尘浓度可满足超低排放要求，而 NOx 含量不满足超低排放要求。烟气排放情况具体见表 1。

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电厂锅炉型号及烟气排放情况

2022-3-11 11:23 上传

若因 NOX 不满足排放指标而导致公司锅炉被迫关停，会造成 40 万～ 50 万 Nm3/h 煤气（折合高炉煤气）的浪费，随之引发高炉鼓风站汽拖用汽缺口（约 340t/h）。这既浪费能源，又会影响后续工段，还会造成大气污染，不符合国家生态环境部环保要求。因此，梅钢公司决定对锅炉烟气进行脱硝改造。

2 工艺选择
目前在工业中应用的烟气脱硝技术主要有选择性催化还原脱硝法（SCR）、选择性非催化还原脱硝法（SNCR）、SNCR-SCR 混合法及新型高效的生物钙烟气脱硝法（B-SNCR）。

2.1 SCR脱硝工艺
选择性催化还原法是目前世界上最为成熟的脱硝工艺，广泛应用于脱硝效率要求高（大于 90%）的工程项目中，其工艺流程图如图 1。

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SCR 脱硝流程框图

2022-3-11 11:23 上传

2.1.1 SCR反应原理
SCR 脱硝技术的反应原理是在有氧状况与合适的温度范围内，通过催化剂使烟气中的 NOx 与 NH3 发生反应，生成 N2 与 H2O，从而达到除去烟气中的 NOx 的目的，其基本反应方程式为：

4NO+ 4NH3+O2 → 4N2 + 6H2O
6 NO2+8 NH3 → 7N2 + 12H2O

SCR 脱硝技术的基本工作流程是在锅炉适当位置喷入还原剂（NH3），还原剂与烟气均匀混合后通过一个由催化剂填充的脱氮反应器，反应器中的催化剂分上下多层（一般为2～ 4 层）有序放置。在催化剂作用下，NOx 和 NH3 发生还原反应，生成 N2 和 H2O。SCR 反应温度为 300 ～ 400℃，催化剂一般选用以 TiO2 为基体的 V2O5/WO3 混合物。在一般情况下脱硝效率超过 80%。

2.1.2 优缺点分析
技术优点：氨利用率高，氨逃逸浓度低；不易造成空气预热器堵塞；SCR 烟气脱硝技术的脱硝效率高，可达 90% 以上；对煤种的适应性较高。

技术缺点：项目投资高，是 SNCR 的十几倍；废催化剂需要专门有相关资质的公司处理；设备多、占地面积大；综合运行费用高。

SCR 工艺尽管非常成熟，在国外有 10 多年的应用实践，工程应用案例比较多，但是存在投资大、风机电耗高、催化剂需 3 年更换，且为危废、不适合小锅炉烟气脱硝等问题。此外，梅钢 NOx 入口含量较低，每台锅炉烟气量低，因此，该工艺不适合用于梅钢锅炉烟气改造工程。

2.2 SNCR（还原剂为氨或者尿素）工艺
选择性非催化还原技术是将还原剂（NH3）直接喷入炉膛内，与烟气中的 NOx 发生 SNCR 反应，生成 N2。由于反应过程不存在催化剂，因此炉膛温度必须为 850 ～ 1000 ℃。该方法以炉膛为反应器，其工艺流程图如图 2。

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wx_张跃峰42576 · 发表于 2022-3-11 12:22:39

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潜水试深 · 发表于 2022-3-11 13:53:25

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管家 · 发表于 2022-3-11 14:44:58

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