燃煤锅炉烟气脱硝(SCR法)工艺流程及性能的设计与应用.pdf，这是一份不错的文件
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2022-07-08
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W 形火焰超临界锅炉中 SCR 法脱硝的设计研究
1 前言
随着我国经济建设步伐的加快，全国用电负荷需求急剧上升，新建扩建燃煤电站如雨后春笋般
在中国大地上全面铺开。燃煤电站给我们带来经济效益的同时，也带来了一定的负面效应。燃煤火
电厂是氮氧化物 NOx(主要是 NO、NO
2
、及少量 N
2
O 等)排放的主要来源之一，我国燃煤电厂 NOx 排放
量估算为 640 万 t/a 左右。在大气中的过量存在将对人类生存的环境造成污染，如导致酸雨腐蚀土
地和建筑、生成有害的地面层臭氧烟雾等。由于燃煤电厂的建设，导致 NOx 污染物排放量成逐年递
增趋势，电厂的排放量已严重超过国家环保标准。由此带来的环境污染已严重损害了人类可持续发
展，所以火电站锅炉不得不采取有效措施来减排电厂的 NOx 污染物量。
2 W 形火焰炉燃烧特点,及 NOx 生成机理和减排技术
“W”火焰超临界锅炉适合于燃用难着火和难燃尽的低挥发份无烟煤；其主要特点是结渣特性轻微、灰
沾污特性轻微、灰磨损特性严重； W 火焰燃烧方式，采用 24 只浓缩型低 NOX 双调风旋流燃烧器分别布置
在炉膛前后拱上，火焰下冲后折返向上形成"W"形，增加了火焰行程，延长了煤粉气流在炉膛中的滞留时
间，提高锅炉燃烧效率。这种燃烧器提高了煤粉浓度，低NOX 排放,有利于解决无烟煤的着火和燃尽问题。
该燃烧器的主要特点是可以获得更高的煤粉浓度和分级送风。
通常燃烧温度下，煤燃烧生成的 NOx 在烟气中的含量为<1%, 其中, NO 占 NOx 的 90%以上, NO
2
占 5～
10%,而 N
2
O 只占 1%左右。在煤燃烧过程中，生成 NOx 的途径有三个：
（1）燃料型 NOx，它是燃料中含有的氮化物在燃烧过程中热分解而又接着氧化生成；
（2）快速型 NO ，它是燃烧时空气中的氮与燃料中的碳氢粒子团反应生成的。
3
虽然“W ”火焰超临界锅炉对减少 NOx 排放有利，NOx 排放量（6％O
2
）仅＜900mg/Nm ;但仅依靠炉内
控制 NOx 排放达不到环保标准，需要在锅炉尾部加装烟气脱硝装置。目前烟气脱硝的比较成熟的技术是选
择性催化还原（SCR）与选择性非催化还原(SNCR),其中 SCR 烟气脱硝技术更受青睐，脱硝率可达 90％以上，
是国内外应用最多、最成熟的技术。
3 SCR 法烟气脱硝工程的工艺流程及设计特点
3.1 SCR 法烟气脱硝技术原理
SCR 烟气脱硝系统采用氨气(NH
3
)作为还原介质,SCR DeNOx 系统的主要组成部分包括装催化剂的反应器
系统、烟道系统、还原剂氨储存系统及还原剂氨注入系统，国外较多使用无水液氨。基本原理是把符合要
求的氨气喷入到烟道中，与原烟气充分混合后进入反应塔，在催化剂的作用下，并在有氧气的条件下，选
择性地与烟气中的 NOx（主要是 NO、NO
2
）发生化学反应，生成无害的氮气（N
2
）和水（H
2
O）,见图 2.1，
主要反映化学方程式为: 4NO+4NH
3
+O
2
=4N
2
＋6H
2
O (1)
6NO
2
+8NH
3
=7N
2
＋12H
2
O (2)
选择性反应意味着不发生 NH
3
与 SO
2
的反应，但在催化剂的作用下，烟气中的少量 SO
2
会被氧化成 SO
3
，其氧化程度通常用 SO
2
/SO
3
转化率表示，在有水的条件下，在 SCR 中未反
应的的氨与烟气中的 SO
3
反应生成硫酸氢氨(NH
4
HSO
4
)与硫酸氨（NH
4
）SO
4
）等一些对反应
有害的物质。
图 3.1 SCR 法反应塔、催化剂原理图
3.2 SCR 法脱硝工艺流程简介
SCR 法工艺系统流程主要由贮氨、混氨、喷氨、反应塔（催化剂）系统、烟道及控制系统等组成。首
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