SCR(選擇性催化還原)和SNCR(選擇性非催化還原)技術(shù)，是目前在國際上普遍采用的兩種脫硝技術(shù)。實際應(yīng)用中，二者各有利弊。在近日中美能源企業(yè)合作協(xié)議簽署期間，記者就脫硝技術(shù)的應(yīng)用采訪了美國阿米那公司董事總經(jīng)理威廉·拉塔。

首要考慮爐內(nèi)燃燒優(yōu)化技術(shù)

“要脫硝，首要考慮爐內(nèi)燃燒優(yōu)化技術(shù)。目前，很多鍋爐尤其是一些中小企業(yè)使用的鍋爐燃燒效率不穩(wěn)定，排放物濃度過高。”威廉說，“通過爐內(nèi)改造，不僅可以幫其脫硝，還可以幫其提高燃燒效率，節(jié)省運營成本。對這類企業(yè)來說，脫硝不僅不花錢，反而能省錢。”

威廉介紹了阿米那在國內(nèi)第一個成功改造的案例，即宜興協(xié)聯(lián)熱電有限公司的鍋爐改造。據(jù)介紹，這家企業(yè)的爐型為四角切圓鍋爐，設(shè)計煤種為煙煤，單機容量為135兆瓦，總?cè)萘繛?70兆瓦，改造前的氮氧化物排放量為520毫克/立方米。

為了達到最佳改造效果，阿米那首先對機組近期的運行情況進行綜合評估，然后使用公司具有專利權(quán)的CFD(流體動力計算)分析工具進行改造優(yōu)化前后的工況模擬比較。計算得出的數(shù)據(jù)可用于評估各種鍋爐改造方案產(chǎn)生的影響，通常情況下進入爐膛內(nèi)的燃料和空氣的總量和位置會有變化。

經(jīng)過分析計算，阿米那對其進行了鍋爐改造，采取的脫硝方式是爐內(nèi)分級燃燒。鍋爐改造包括主風(fēng)箱改造、增加分離式燃盡風(fēng)(SOFA)改造、新增風(fēng)道及支吊、新增OFA風(fēng)水冷壁開孔及所需彎管和密封、新增空氣測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)改造等措施。

"經(jīng)過鍋爐改造后，這家公司的氮氧化物排放量降低了50％，達到了260毫克/立方米，不僅減少了相當(dāng)數(shù)量的環(huán)保費用，還可避免在現(xiàn)階段安裝昂貴的SCR系統(tǒng)。"威廉說，"僅通過爐內(nèi)改造優(yōu)化燃燒狀況，就已經(jīng)達到了目前需要的脫硝效果。"

燃燒優(yōu)化與SNCR技術(shù)的組合能在降低氮氧化物排放量60％～80％的同時兼顧經(jīng)濟性

隨著國家大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的進一步實施，在重點地區(qū)，降低60％～65％的排放量還遠遠達不到要求。"為此，我們推出了一種將燃燒優(yōu)化與SNCR系統(tǒng)組合的技術(shù)，能在降低氮氧化物排放量60％～80％的同時兼顧經(jīng)濟性。"威廉說。

SNCR技術(shù)的原理是向爐內(nèi)噴射氨、尿素等化學(xué)還原劑，使之與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化成氮氣和水。

威廉說:"傳統(tǒng)的SCNR技術(shù)盡管在費用上已遠遠低于SCR系統(tǒng)，但其降低氮氧化物排放的能力卻讓人感到遺憾。阿米那開發(fā)了將燃燒優(yōu)化與SNCR結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)，解除了傳統(tǒng)SNCR系統(tǒng)性能上的限制。"

據(jù)威廉介紹，改進設(shè)計的燃燼風(fēng)噴口和燃料出口被安裝在沿著四面鍋爐墻壁的拐角處，形成一組平行線。這種設(shè)計減少了燃燒過程中氮氧化物的生成。同時，通過空氣進口噴射液體氣溶的非選擇性還原劑，SCNR系統(tǒng)可以進一步降低氮氧化物的排放。這種將燃燒優(yōu)化與SNCR的復(fù)合系統(tǒng)可以應(yīng)用于電站鍋爐、冶金鍋爐、焚化爐等各種鍋爐上。

廣州萬利達紙制品有限公司自備電廠鍋爐就是阿米那成功改造的一個案例，采用的改造方式即爐內(nèi)分級燃燒＋SNCR。這家熱電廠的爐型為四角切圓燃爐，燃燒煤種為煙煤，單機容量為50兆瓦，改造前氮氧化物排放量為700毫克/立方米。

"改造于今年8月調(diào)試完畢，氮氧化物實際排放量只有101毫克/立方米。值得一提的是，與最初的設(shè)計相比，燃爐優(yōu)化前實際使用煤的費用每年增加170萬元，優(yōu)化后這筆費用每年減少150萬元，優(yōu)化后比優(yōu)化前實際每年減少320萬元。"威廉介紹說，"由于改造提高了燃燒效率，這家公司不到半年就收回了改造的投資。"

"合理選擇脫硝技術(shù)可實現(xiàn)雙贏，尤其是中小企業(yè)。將爐內(nèi)燃燒優(yōu)化與SNCR技術(shù)的結(jié)合，往往可以讓其在脫硝的同時還能省錢。"威廉說。

在濃度要求低于100毫克/立方米時，可將優(yōu)化燃燒與SCR技術(shù)結(jié)合，脫硝率可達95％

只有在通過爐內(nèi)改造保證機組現(xiàn)有效率提高或保持不變，并且氮氧化物排放已經(jīng)降到極限的情況下，客戶才會考慮爐外脫硝技術(shù)。據(jù)威廉介紹，發(fā)達國家普遍采用燃燒控制與SCR技術(shù)相結(jié)合的方法。

SCR目前是世界上應(yīng)用最廣泛、最為成熟且最有成效的一種煙氣爐外脫硝技術(shù)。SCR技術(shù)是利用氨對氮氧化物的還原功能，在催化劑作用下將氮氧化物還原為對大氣沒有影響的氮氣和水。"選擇性"的意思是指氨在這里只選擇氮氧化物進行還原反應(yīng)。

針對不同電廠和地區(qū)的要求，尤其是在排放標(biāo)準(zhǔn)要求高的地區(qū)(排放濃度低于100毫克/立方米)，阿米那會把燃燒過程優(yōu)化技術(shù)和設(shè)備選擇方式與SCR技術(shù)相結(jié)合，這種組合成本相對低廉并且氮氧化物減排效果很好，脫硝率可達95％。

"SCR系統(tǒng)的一個關(guān)鍵問題是保證氮氧化物穿過鍋爐橫截面時濃度分布均勻。不幸的是，大多數(shù)鍋爐都無法保證這一點，導(dǎo)致通過煙氣管道到達SCR系統(tǒng)的氮氧化物也不均勻，影響脫硝效率。并且對催化劑更換次數(shù)增大，增加運行成本。"

"阿米那通過鍋爐改造基本解決了這些問題。通過控制空氣流量及氮氧化物的生成，使氮氧化物均勻地進入催化劑區(qū)域來簡化氨氣應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計，最終提高脫硝率及可操作性等，并降低運行成本。"威廉補充說。

2010年亞運會召開時，廣州市政府要求電廠的氮氧化物排放量低于200毫克/立方米。阿米那公司為廣州市改造了6臺機組，其中有4臺在燃燒優(yōu)化的同時采用了SCR技術(shù)。

目前，阿米那正在為北京京橋熱電有限公司(草橋電廠)提供解決方案。阿米那計劃對其中兩臺350兆瓦余熱鍋爐采用SCR技術(shù)，"改造后的氮氧化物排放量將降低85％，草橋電廠二期工程將成為全世界氮氧化物排放最低的電廠，也將成為全球能源領(lǐng)域的標(biāo)志性項目。"威廉說。

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