混合法脱硝工艺在燃煤机组超低排放中的应用


混合法脱硝工艺是结合了 SCR 技术高效、SNCR 技术投资省的特点而发展起来的一种新型的、成熟的工艺。通过伊敏电厂三期 2×600MW 机组 SNCR+SCR 混合法脱硝工艺方案的论述。首先对 SNCR 系统的供氨能力进行了摸底测试,结果发现 SNCR 系统能够产生足够的氨逃逸满足 SCR 系统的使用,但氨逃逸分布的均匀性较差。

然后根据测试的结果对 SCR 系统烟道进行了优化设计并安装了烟气混合器,改善了进入 SCR 反应器的氨逃逸分布均匀性。通过改造,成功的将 NOx从 260mg/m3降至 90mg/m3以下;并且通过进一步增加 SNCR 系统四区喷枪喷入的尿素溶液流量能够将 SCR 出口的 NOx降低至 50mg/m3以下。

1 概况

自从 SNCR 脱除 NOx工艺在上世纪 70 年代由美国人发明并申请了专利之后,这种技术就由于其具有较高的性价比而得到了广泛的应用。我国于 2007 年在江苏利港电厂引进了第一台 600MW 机组的 SNCR 脱硝装置。

近几年,随着我国环境污染的加剧和环保标准的日益提高,配备 SNCR 脱硝系统的锅炉数量也在持续增长。特别是 2014年发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》,许多已进行 SCR 改造的 W 火焰锅炉,由于其初始NOx排放浓度较高,单纯靠加装一层催化剂已难以达到超低排放的要求。在这种情况下,使用 SNCR+SCR 混合法脱硝技术才是经济可行的超低排放技术路线。

伊敏电厂三期 2×600MW 机组在 2010 年建成投运时配套建设了 SNCR 脱硝系统来。使用尿素作为脱硝的还原剂,脱硝系统的设计效率为 35%(NOx从 260mg/m3降低至170mg/m3)。

SNCR 脱硝设备由大唐集团和美国 FuelTech,Inc. 提供,于 2011 年 7 月通过“168”试运行。经过西安热工院调试,后又经电厂技术人员一年多的调试,5、6 号炉NOx排放值为 170mg/m3,平均干尿素耗量每天约 17 吨。

西安热工院“千人计划”专家徐宏杰博士根据现场摸底试验,对现有设备提出了改进意见,通过对 6 号炉 40 多天消缺以及优化调试,以及对 5 号炉 20 多天调试,将 5、6 号炉NOx排放值控制在 150mg/m3,平均干尿素耗量每天约 9吨,如果按原排放目标值 170mg/m3运行,尿素耗量每天只需 4~5 吨,即每年为电厂节约近千万元运行成本。

随着国家环保标准的提高,要求这两台机组的 NOx排放要低于 100mg/m3。通过分析论证,计划采用 SNCR+SCR的技术路线来对这两台机组进行脱硝系统的升级改造,并可实现 50mg/m3的超低排放目标。

保留原来的 SNCR 装置,仅对省煤器和空预器之间尾部烟道进行改造,安装两层催化剂(1+1),使用 SNCR 系统产生的逃逸氨作为 SCR 反应的还原剂。本文对这两台机组 SNCR+SCR 脱硝改造情况进行介绍,并探讨了在混合法脱硝技术下达到超低排放要求的可行性。