一种CFB锅炉脱硝的方法与流程

文档序号:16601530发布日期:2019-01-14 20:26阅读:338来源:国知局

本发明涉及cfb锅炉脱硝方法。



背景技术:

随着经济的发展和生存环境的日新月异,人们对环境保护越发关注,国家对环境保护越来越重视,而在化工行业中,锅炉中外排尾气中的so2和nox是国家关注的重点,而传统的燃烧锅炉产汽装置对nox化物处理效果不理想,为保证襄阳龙蟒钛业有限公司2×45t/hcfb锅炉尾气达标排放,根据现场锅炉燃煤产生nox化物的原理及主要成分进行分析,并结合实际情况对目前的低nox燃烧技术、scr烟气脱硝技术、sncr烟气脱硝技术三种脱硝工艺进行调研和对比,选择确定sncr烟气脱硝技术作为本公司的锅炉尾气处理工艺,但该技术对nh3与nox在炉膛内的温度及浓度有严格控制,若控制不当将造成二次污染,为解决上述问题,最大化提高锅炉尾气nox处理的效率对其进行了研究。

sncr选择性非催化还原脱硝技术,是指不使用催化剂,在炉膛或烟道内喷入还原剂,把烟气中的nox直接还原成氮气和水的一种工艺。当前常用的sncr技术是把还原剂(如氨气、氨水、尿素溶液)喷入温度为800-1100℃的区域,还原剂迅速热分解并在烟气中充分扩散,同时选择性地与烟气中的nox进行反应生成n2和h2o,在此过程中还原剂基本上不与烟气中的o2反应。sncr脱硝效率最高可以达到80%以上。



技术实现要素:

为解决sncr技术中nh3与nox在炉膛内的温度及浓度控制不当将造成的二次污染,最大化提高锅炉尾气nox处理的效率,本发明提供了一种cfb脱硝的方法:

(1)开启喷枪雾化压缩空气手动阀、喷枪入口氨水管道手动阀、氨水泵出口手动阀和回流阀、稀释水(脱盐水)泵出口阀及回流阀;

(2)启动氨水泵,调节回流阀控制其压力在(0.4-0.6)mpa;

(3)启动稀释清水泵,调节回流阀,控制其压力在(0.4-0.6)mpa;根据氨水浓度控制为10%进行调节;

(4)开启分配器至单台锅炉的手动阀,氨水进入各锅炉的喷枪,喷入锅炉;

(5)根据氨水流量和浓度分别氨水和清水流量,并结合烟气氮氧化物的含量进行调节,至排放达标为准.

优选地:脱硝系统运行过程中的调节应根据在线监测的数据进行,应及时、准确调整氨水量,避免氮氧化物波动;

优选地,锅炉温度控制在960-980℃;

优选地,水平烟道温度控制在800-840℃;

优选地,氨水的用量为:150-650kg/h;

优选地,脱盐水的用量为:100-650kg/h。

sncr是在不采用催化剂的情况下,在炉膛或者循环流化床分离器内烟气适宜温度处均匀喷入氨或者尿素等氨基还原剂,还原剂在炉内迅速分解,与烟气中的nox反应生产n2和水,从而达到脱硝的目的,sncr反应控制在很窄的烟气温度范围对应的炉膛位置进行。

sncr烟气脱硝系统的工艺流程为:将颗粒尿素送入尿素溶解罐,并在罐中溶于除盐水中,成为40-50%的尿素溶液,由在线稀释系统根据锅炉运行工况和nox排放量将尿素溶液稀释成所需要的浓度,通过计量分配系统将尿素溶液分配和计量后送入喷射系统,由喷射系统喷入分离器入口烟道,以降低nox排放量。

在sncr脱氨工艺中,主要的化学反应为:

(1)用氨气或氨水作为还原剂:nh3+nox→n2+h2o

(2)用尿素溶液为还原剂:

co(nh2)2→co+2nh2

co+nox→n2+co2

nh2+nox→n2+h2o

(3)当温度过高时,氨被氧化成nox:

nh3+o2→nox+h2o

对sncr脱硝效率造成影响的因素有多种,主要有:反应温度、还原剂类型、合适温度下停留的时间、还原剂与烟气的混合程度、nh3/nox摩尔比、初始nox浓度水平、烟气中o2和co浓度等。一般认为sncr脱硝技术反应的窗口温度为800-1100℃,如反应温度过低,反应速率会随之降低,氧化还原反应不能及时充分地发生,导致脱硝效率降低,同时未参加反应的还原剂随烟气进入后部设备,最终排入大气。但是反应温度也不能过高,当温度高于一定温度时,还原剂会被烟气中的o2氧化生成nox,造成nox浓度不降反升。

氨剂类型主要是液氨、氨水、尿素三种,各有优缺点。喷射液氨容易与烟气很好地混合,但液氨的储存和使用都具有一定的危险性,对企业来说增加了一个危险源。喷射尿素较为安全,且有便于运输和储藏,但是在进行喷射时均匀性相对较差,影响反应效率,氨逃逸量高,容易生成高粘度的积灰,对设备造成堵塞和腐蚀。喷射氨水的优缺点则介于液氨和尿素之间。

停留时间是指还原剂喷入后到脱硝反应完成的总时间。在此时间内必须完成以下几个步骤:水的蒸发、还原剂的分解(如还用尿素)、还原剂与烟气的混合、还原剂与nox的发生氧化还原反应。停留时间是保证脱硝效率的必要的条件,停留时间不足将直接导致脱硝效率下降。

停留时间的长短取决于和烟气流速和烟气流通通道的截面尺寸。根据相关试验证明:烟气的流速影响反应停留时间,过高的烟气流速会减少停留时间,从而降低脱硝效率;而烟气流速过低虽然有利于脱硝反应充分进行,但是在锅炉尾部,烟道的容易产生积灰等问题。所以当不改变烟道截面积的情况下选择合适的烟气流速来控制停留时间是非常必要的。根据相关试验表明,停留时间一般保证在0.7s-1.0s之间。

有益效果:

1、利用设备优势对尾气中的nox化物含量在线监测,并通过实现自动化联锁控制nh3喷射量,保证nox与nh3反应浓度,确保尾气达标排放;

2、控制nh3与nox的炉膛反应温度,在既保证燃煤的充分燃烧热量效率最大利用化的前提下,又保证了nh3与nox反应最佳温度,确保nox的最优化处理效率;

3、按照燃煤锅炉尾气中nox外排量由350mg/nm3降低为150mg/nm3,则按照年生产12万吨钛白粉计算,则年减排nox化物206吨/年。

具体实施方式

下面对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

一种cfb脱硝的方法:

(1)开启喷枪雾化压缩空气手动阀、喷枪入口氨水管道手动阀、氨水泵出口手动阀和回流阀、稀释水(脱盐水)泵出口阀及回流阀;

(2)启动氨水泵,调节回流阀控制其压力在(0.4-0.6)mpa;

(3)启动稀释清水泵,调节回流阀,控制其压力在(0.4-0.6)mpa;根据氨水浓度控制为10%进行调节;

(4)开启分配器至单台锅炉的手动阀,氨水进入各锅炉的喷枪,喷入锅炉;

(5)根据氨水流量和浓度分别氨水和清水流量,并结合烟气氮氧化物的含量进行调节,至排放达标为准.

上述过程中,锅炉温度控制在978℃;水平烟道温度控制在822℃;氨水的用量为:166kg/h;脱盐水的用量为:166kg/h,监测得到nox含量为100mg/m3,而原始nox含量为350mg/m3,降低比例70%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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