液态添加剂对CFB锅炉SNCR脱硝的影响

北极星环保网讯:循环流化床(CFB)锅炉作为一种清洁的煤燃烧装置，在控制污染物排放方面，尤其是控制NOx排放方面具有良好的表现，配合SNCR脱硝技术可以满足旧有环保标准，但是愈加严格的环保标准及低负荷引起的低温，对SNCR技术在CFB锅炉上面的使用提出了挑战。

选择性非催化还原法(SNCR)是一种常用的脱硝技术。该种技术在较高的温度下将还原剂加入炉膛与NOx反应并生成氮气和水，降低出口NOx浓度。SNCR反应需要在较高温度下进行，反应温度约为900～1100，该反应温度区间也被称为SNCR的反应温度窗口。该技术具有前期投资少、运行费用低等明显的优势，但是脱硝效率较低，只有30%～60%。SNCR技术与低NOx燃烧技术的联用或和SCR技术的联用，在降低脱硝成本、提高脱硝效率满足愈加严格的脱硝环保标准方面有一定的应用前景。

CFB锅炉使用SNCR脱硝技术具有天然的优势，锅炉运行温度区间与SNCR脱硝反应所需要的温度窗口重合，脱硝效率较高;锅炉初始NOx排放浓度低，对脱硝效率要求相对较低，SNCR脱硝技术可满足排放要求;在锅炉合适位置加入还原剂，可以提供合适的混合条件与停留时间，提高脱硝效率。但是当锅炉处于低负荷运行时，较低的运行温度低于SNCR技术所需的反应温度窗口，会造成脱硝效率快速降低，对NOx排放控制带来挑战。

添加剂在拓宽SNCR脱硝反应温度窗口、提高低温下脱硝效率、控制污染物排放方面有着显著的作用。碳氢化合物类添加剂可以将反应温度窗口向低温方向拓展100～200，会使最佳脱硝效率降。微量Na盐即可对SNCR脱硝起到明显促进低作用，且仅与Na原子浓度有关，与Na盐种类无关。

醇类物质可将反应温度窗口向低温方向拓展100～150，但是会造成CO污染物排放的增加，长时间接触对人的身体健康造成威胁。正常SNCR反应的CO浓度为0～100×10－6，但是CFB锅炉内存在最高为2%的CO还原性物质区，CO作为添加剂可以将反应温度窗口向低温方向拓展，但是因未能完全参与脱硝反应及氧化不充分，会造成低温下较高的CO排放。

现有研究多使用实验室的小型脱硝实验台对催化剂的效果展开研究，实验条件与CFB锅炉实际工况差别较大，本文同时选取小型脱硝实验台与中等规模脱硝实验台开展添加剂对脱硝效率影响的研究，旨在通过筛选及模拟CFB锅炉实际SNCＲ脱硝过程，获得在实际CFB锅炉中使用添加剂对脱硝效率的影响规律。

1、实验装置及方案

1.1实验装置

实验装置主要分为两部分:小型机理脱硝实验台与中等规模脱硝实验台，分别进行液态添加剂的筛选及验证性实验。

小型脱硝实验台示意如图1所示。通过控制气体流量，小型脱硝实验台的反应停留时间控制在约1.5s，氨水/添加剂使用注射泵从石英加热管顶部的毛细钢管经预热并气化后加入石英加热管，在指定温度下与模拟烟气混合后发生脱硝反应，反应后的气体一部分通入红外烟气分析仪进行分析，红外烟气分析仪在使用前已将不同气体在对应浓度范围内进行标定，剩余气体经尾气处理后排放。

中等规模脱硝实验台示意如图2所示，实验工况更贴近实际CFB锅炉，该实验系统通过煤油产生高温烟气，通过加入高纯NO等气体进行稀释得到所需要的气体组分体积分数，烟气流量约为260Nm3/h，反应温度为600～850，床料为高纯电熔石英沙，用以避免床料成分对脱硫脱硝过程的影响，在流化床顶部及底部均有烟气分析系统，用以测量气体组分，计算后可得到脱硝效率。氨水及添加剂从循环流化床底部布风板处喷入，控制停留时间约为2s。

1.2实验方案

在小型脱硝实验台上，选取NaCl和乙醇作为添加剂进行筛选实验。为研究低温下添加剂对SNCR脱硝效率的影响，因此反应温度为650，700，750，800，850。NSＲ定义为氨氮摩尔比，实验中NSＲ=2。添加剂加入比例α分别定义为:乙醇与氨的浓度摩尔比和反应气氛中Na原子的浓度(10－6)。小型脱硝实验台的模拟烟气成分为:O23%，CO210%，SO2250×10－6，NO200×10－6，平衡气体为氮气。

在中等规模脱硝实验台进行验证性实验，反应温度为650～800，α定义不变，实际烟气成分为:O210%，SO21500×10－6，NO200×10－6。

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