生物質(zhì)鍋爐脫硝

生物質(zhì)鍋爐主要包括生物質(zhì)蒸汽鍋爐和生物質(zhì)供熱鍋爐，布局靈活，適用范圍廣，適合城鎮(zhèn)民用清潔供暖以及替代中小型工業(yè)燃煤燃?xì)馊加湾仩t。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)保越來(lái)越重視，鍋爐煙氣超低排放已經(jīng)在全國(guó)范圍內(nèi)推廣實(shí)行并取得良好的社會(huì)效益。生物質(zhì)鍋爐煙氣中的氮氧化物排放同樣不可忽視。

一、生物質(zhì)鍋爐需要脫銷(xiāo)嗎？
經(jīng)對(duì)生物質(zhì)鍋爐煙氣調(diào)研、測(cè)試、分析，總結(jié)出生物質(zhì)鍋爐煙氣有如下特點(diǎn):
①爐膛溫度差別大：生物質(zhì)鍋爐主要有鏈條爐和循環(huán)流化床爐，每種爐型又分為中溫中壓爐、次高溫次高壓爐、高溫高壓爐，爐膛溫度分別為 700 ~ 760°C、880 ~ 950°C、850 ~ 1100°C ;
②生物質(zhì)鍋爐煙氣含水量高：生物質(zhì)中氫元素含量較高，煙氣中含水量也高，可達(dá)到15%～30%左右；而燃煤鍋爐煙氣含水量不會(huì)超過(guò)10% ;
③生物質(zhì)煙塵堿金屬含量高，可達(dá)8%以上;
④二氧化硫、氮氧化物濃度低、波動(dòng)大，燃燒純生物質(zhì)時(shí)二氧化硫、氮氧化物質(zhì)量濃度在100 ~250mg/m3 波動(dòng)，如燃料中摻雜模板、木材、樹(shù)皮 ，煙氣中二氧化硫、氮氧化物質(zhì)量濃度在 250? 600mg/m3 波動(dòng)，瞬時(shí)也可達(dá)1g/m3以上。

二、生物質(zhì)鍋爐適用的脫硝技術(shù)方案
生物質(zhì)的鍋爐由于燃料種類(lèi)多、熱值低、給料均勻性差，造成燃燒區(qū)內(nèi)的溫度變化劇烈，鍋爐出口初始氮氧化物排放濃度波動(dòng)大。生物質(zhì)鍋爐脫硝首先要穩(wěn)定爐膛出口NOx的濃度。生物質(zhì)鍋爐可采用的煙氣脫硝方式包括：低氮燃燒脫硝技術(shù)、SNCR脫硝技術(shù)，SCR脫硝技術(shù)，臭氧氧化脫硝技術(shù)等。

①生物質(zhì)鍋爐脫銷(xiāo) — 低氮燃燒技術(shù)
低氮燃燒技術(shù)屬于控制燃燒技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)燃燒空氣中的氧含量，降低氮氧化物的產(chǎn)生，要求鍋爐有一個(gè)穩(wěn)定燃燒過(guò)程，否則會(huì)出現(xiàn)改造效果不明顯或燃燒不穩(wěn)定問(wèn)題。生物質(zhì)鍋爐的低氮燃燒技術(shù)常用的是煙氣再循環(huán)技術(shù)。煙氣再循環(huán)技術(shù)有兩種流程：
(1)引風(fēng)機(jī)后的煙氣直接引到一次風(fēng)機(jī)入口。該方案一次風(fēng)機(jī)無(wú)需改動(dòng) ，再循環(huán)煙氣也不需要抽風(fēng)機(jī)，省電節(jié)能，改造簡(jiǎn)單 ，氮氧化物濃度可下降20%-40% 。
(2)引風(fēng)機(jī)后的煙氣直接引到爐膛一次風(fēng)室和二次風(fēng)室。該方案一次風(fēng)機(jī)需降負(fù)荷運(yùn)行，再循環(huán)煙氣也需要配備高溫抽風(fēng)機(jī)，風(fēng)壓與一次風(fēng)機(jī)相當(dāng)。該方案增加了運(yùn) 行電耗，改造相對(duì)復(fù)雜，氮氧化物質(zhì)量分?jǐn)?shù)可下降 25% - 50% 。
煙氣再循環(huán)技術(shù)還會(huì)出現(xiàn)煙氣中二氧化硫污染物濃度升高、含水量升高現(xiàn)象，但減少了煙氣排放總量。

②生物質(zhì)鍋爐脫銷(xiāo) —SNCR技術(shù)
SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction）即選擇性非催化還原法脫硝技術(shù)，是在不使用催化劑的情況下，將還原劑直接噴入到800~1100℃高溫?zé)煔庵校诟邷貤l件下，還原劑先分解為 NH3及其他副產(chǎn)物，之后，煙氣中的NOx與分解產(chǎn)生的NH3進(jìn)一步發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將煙氣中的 NOx還原為N2和 H2O，主要反應(yīng)為：8NH3+ 6NO +3O2→7N2+ 12H2O
SNCR技術(shù)是煙氣脫硝的主流技術(shù)之一，脫硝成本較低，工藝較簡(jiǎn)單，但其生物質(zhì)鍋爐脫硝效率一般為20~50%左右，很難達(dá)到更高的脫硝效率。另生物質(zhì)鍋爐煙氣中S03含量時(shí)常偏高，在280 °C 以下的低溫區(qū)設(shè)備，存在硫酸鹽堵塞、腐蝕等問(wèn)題。

③生物質(zhì)鍋爐脫銷(xiāo) —SCR技術(shù)
SCR( Selective Catalytic Reduction)即選擇性催化還原技術(shù)，是將還原劑送入煙道使之與煙氣混合，在催化劑的作用下，在300~420℃的溫度狀態(tài)下將NOx還原為 N2和 H2O，從而實(shí)現(xiàn) NOx的減排。
在SCR反應(yīng)器內(nèi)，NOx通過(guò)以下反應(yīng)被還原：
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2+ 6H2O （主反應(yīng)）
6NO2+ 8NH3→ 7N2+ 12H2O （主反應(yīng)）
6NO + 4NH3 → 5N2+ 6H2O （副反應(yīng)）
2NO2+ 4NH3+ O2→ 3N2+ 6H2O （副反應(yīng)）
SCR生物質(zhì)鍋爐脫硝技術(shù)，是高效的煙氣脫硝效率固定源NOx治理技術(shù)，脫硝率可以達(dá)到90%以上。但由于生物質(zhì)燃料本身含有K、Na、Ca等堿性物質(zhì)，燃燒后形成飛灰進(jìn)入SCR系統(tǒng)，吸附在催化劑表面或堵塞催化劑孔道，并且與催化劑表面活性成分發(fā)生反應(yīng)，造成催化劑中毒失活，對(duì)催化劑的使用壽命產(chǎn)生影響。為保證催化劑的安全運(yùn)行，同時(shí)大化限度減小新增催化劑的煙氣阻力，催化劑需選用抗堿金屬板式催化劑。

④生物質(zhì)鍋爐脫銷(xiāo) —臭氧O3氧化技術(shù)。
生物質(zhì)鍋爐煙氣中的 NOx近 95% 是以 NO 形式存在，其余是以NO2、N2O5等形式存在。臭氧脫硝的原理是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，將煙氣中不可溶的NO氧化為可溶NO2，然后在洗滌塔內(nèi)通過(guò)冷卻、噴淋最終將氮氧化物吸收，達(dá)到生物質(zhì)鍋爐脫硝的目的。
生物質(zhì)鍋爐臭氧脫硝技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：煙氣溫度適應(yīng)性好；不使用氨等還原劑，無(wú)氨逃逸；同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)汞、VOCs以及二噁英的有效脫除；可以與濕法脫硫配合構(gòu)成脫硫脫硝一體化工藝；設(shè)備布置靈活，無(wú)需對(duì)鍋爐等原設(shè)備改造。
雖然臭氧脫硝技術(shù)具備一定優(yōu)勢(shì)，但也存在脫硝效率低，運(yùn)行費(fèi)用較高，廢水二次污染，硝酸鹽溶液處理費(fèi)用高等問(wèn)題；而且臭氧脫硝必須配合濕法脫硫構(gòu)成脫硫脫硝一體化，才能相對(duì)降低脫硝的投資成本，存在一定的局限性。

總結(jié)：針對(duì)20萬(wàn)標(biāo)方煙氣，排煙120~140℃的生物質(zhì)鍋爐，NOx、SO2的原始排放濃度均為400 mg/Nm3，排放濃度分別為50、35 mg/Nm3。生物質(zhì)鍋爐脫硝推薦采用SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)，把SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術(shù)同SCR工藝?yán)锰右莅边M(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步脫除NOx；它是把SNCR工藝的低費(fèi)用的特點(diǎn)同SCR工藝的高效率進(jìn)行有效結(jié)合。SNCR將煙氣中NOx濃度降至200 mg/Nm3，再通過(guò)SCR將NOx降至50mg/Nm3。

以上是一些關(guān)于生物質(zhì)鍋爐脫硝的相關(guān)知識(shí)，如有任何疑問(wèn)，歡迎咨詢(xún)中正鍋爐在線客服。中正鍋爐擁有專(zhuān)門(mén)的生物質(zhì)鍋爐研發(fā)團(tuán)隊(duì)，對(duì)生物質(zhì)鍋爐性能進(jìn)行了充分的完善和優(yōu)化，解決了生物質(zhì)燃燒及換熱過(guò)程中的積灰和結(jié)渣問(wèn)題，煙氣排放滿足國(guó)家相關(guān)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。中正鍋爐發(fā)展至今，已經(jīng)為眾多企業(yè)完成了鍋爐設(shè)備的升級(jí)換代，提供了降低生產(chǎn)成本、提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的另一種途徑。