低氮燃烧和scr技术在兰炭尾气锅炉上的开发和设计

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1、低氮燃烧和SCR技术在兰炭尾气锅炉上的幵发和设计汪文哲罗俊伟朱文兵杨文海王大伟武汉武锅能源工程有限公司摘要：兰炭尾气锅炉采用低氮燃烧和SCR技术，在实现资源有效利用的同时满足国家环保要求。解决工业兰炭在生产过程中产生的兰炭尾气造成的污染，减少污染物排放，促进兰炭行业的清洁生产、实现循环经济，具有较好的社会效益、经济效益和环境效益。关键词：兰炭尾气;锅炉;低氮燃烧;SCR技术;兰炭炉在生产兰炭过程中要产生大量尾气，每生产一吨兰炭将产生尾气700立方左右，热值1700-2000大卡U1。为将大量兰炭尾气有效利用，企业可以建设以兰炭尾气为燃料的燃气锅炉，将兰

2、炭尾气的热能转换为企业的电能，既保护环境又实现能源循环利用。为满足当前越来越严格的大气污染物排放标准m，有效控制锅炉排放的氮氧化物（N0x）,新建兰炭尾气锅炉采用低氮燃烧和SCR技术，保证锅炉出口N0x排放值低于100mg/Nm。1锅炉简介1.1锅炉主要参数本工程为新建30丽高温高压直接空冷凝汽式发电机组，配一台130t/h兰炭尾气锅炉。1.2锅炉燃料锅炉燃料为兰炭尾气。1.3锅炉结构锅炉采用单锅筒，n型布置，平衡通风，前吊后支，前墙布置燃烧器，SCR反应器炉内布置，全膜式水冷壁轻型炉墙结构。在炉膛出口水平烟道内布罝有高温过热器冷段、高温过热器热段和低

3、温过热器，一级喷水减温器布置于低温过热器和高温过热器冷段之间，二级喷水减温器布置于高温过热器冷段和高温过热器热段之间。为减少热偏差，过热器在高温过热器冷段之后采取一次交错混合。尾部竖井的对流受热而依次布置有高温省煤器、SCR反应器、低温省煤器、高温空气预热器、低温空气预热器。锅炉炉膛、过热器和高温省煤器均通过吊杆装置悬吊于炉顶大板梁上，SCR反应器、低温省煤器和空气预热器则支撑于尾部锅炉构架横梁上。2低氮燃烧装置为增加兰炭尾气与空气的混合，本锅炉我司专利技术的“双旋流、风包煤气、带少量中心助燃风”型式的低氮燃气燃烧器［3］。其主要技术特点是：（1）空气

4、分级燃烧:兰炭尾气环状气流与空气混合进行的一次燃烧是在局部a〈1下进行的，由于空气不足，煤气过浓，燃烧过程所释放的热量不充分，因此燃烧温度低，抑制了NOX生成。一次燃烧完成后，尚未燃尽的兰炭尾气与烟气混合物再逐渐与旋流空气混合，进行二次燃烧，使燃料达到完全燃烧。二次燃烧时，由于一次燃烧产生的烟气的存在，使得二次燃烧过程的氧浓度与燃烧温度都低，抑制了NOX生成。（2）形成烟气自身再循环型低■。燃烧系统:兰炭尾气和空气在环形通道中作螺旋运动离开燃烧器吋，在离心力的作用下紊流扩散形成环状气流，并从内外两侧卷吸周围高温烟气。由于烟气混入，降低了燃烧过程氧的浓度

5、，同时烟气吸热，降低了燃烧温度，防止局部高温产生和缩短了烟气在高温区的停留时间，故抑制了，的生成。兰炭尾气低氮燃烧装置分两层布置在锅炉前墙，每层各三台。单层燃烧器热负荷适中，炉内温度场均匀。采用此低氮燃烧器可使兰炭尾气锅炉的NOX排放控制小于350mg/Nm。3SCR脱硝工艺SCR（SelectiveCatalyticReduction）即为选择性催化还原技术。它没有副产物，不形成二次污染，装置结构简单，并iLNOx脱除效率高（可达90%以上），并具有运行可靠，便于维护等优点［4］。选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下，NH3优先和N0x发生

6、还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式为：根据锅炉热力计算结果，SCR反应器烟道布置在锅炉尾部竖井的高温省煤器与低温省煤器之间，锅炉4CT100%额定工况时高温省煤器出口烟气温度在300"420°C之间。木项目还原剂为氨水，SCR反应器催化剂“1+1”模式、初装一层催化剂，预留一层装设催化剂的空间。脱硝装置能适应锅炉40~100%额定工况之间的任何负荷，初装一层催化剂时，按SCR入口N0x浓度为350mg/Nni，SCR脱硝效率不小于75%计算，N0x排放浓度不超过lOOmg/Nm(干基，标态，3%02)。脱硝装置同时满

7、足氨逃逸、SO2/SO3转化率、烟气温降及系统压降等性能指标。4结语(1)兰炭厂建设兰炭尾气锅炉，既解决了对空排放产生的环境污染，又能将兰炭尾气通过燃气锅炉发电为企业用，具有良好的经济和社会效益。(2)130t/h高温高压兰炭尾气锅炉方案可靠，锅炉热效率高，提高了热能向电能的转化率。锅炉受热面布置合理，保证了SCR装置所需要的最佳喷氨量。(3)采用低氮燃烧和SCR技术工艺路线能够有效降低锅炉排放的氮氧化物(N0x),使其小于100mg/Nm，符合环保要求。参考文献[1]李泽军，谭青，杨宽辉，等.一种利用兰炭炉尾气制甲醇的方法[P].中国：CN10292

8、4228A，2013-02-13.[2]GB13223-2001.火电厂大气污染物排放标准[S