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生物质锅炉为什么要脱硫脱硝?脱硫脱硝的技术有哪些?

文章来源:www.guolujiage.cn  时间: 2022-09-28  浏览量:  点击咨询

生物质直燃锅炉是以生物质能源作为燃料的新型锅炉, 农业生产过程中的废弃物, 如农作物秸秆、 农林业加工业的废弃物等都可作为锅炉的燃料。 生物质直燃锅炉排放烟气中的二氧化

生物质直燃锅炉是以生物质能源作为燃料的新型锅炉, 农业生产过程中的废弃物, 如农作物秸秆、 农林业加工业的废弃物等都可作为锅炉的燃料。 生物质直燃锅炉排放烟气中的二氧化硫、 氮氧化物含量较低, 且不产生废渣。 因此与燃煤锅炉相比, 更加节能环保。 现行的生物质锅炉烟气的排放标准按《锅炉大气污染物排放标准》 (GB 13271-2014) 执行。 即尘、 二氧化硫、 氮氧化物的排放限值为 30, 200, 200 mg /m³ , 其中重点地区按 20, 50, 100 mg / m³执行。 但随着国家对锅炉烟气环保标准的提高, 加上锅炉烟气超低排放的推广实行, 大气污染物排放要求将会更严格。 目前很多生物质锅炉企业已经按照 10,35, 50 mg / m³ 的排放限值对锅炉进行整改。

经对生物质直燃锅炉烟气调研、 测试、 分析, 生物质锅炉烟气有如下特点:①炉膛温度差别大, 生物质锅炉主要有炉排炉和循环流化床炉, 每种炉型又分为中温中压炉、 次高温次高压炉、 高温高压炉, 膛温度分别为 700~760℃、880~950℃、 850~1100℃; ②生物质中氢元素含量较高, 烟气中含水量也高,可达到 15%~30%; ③烟尘含碱金属质量分数较高, 可达 8% 以上; ④二氧化硫、 氮氧化物浓度低、 波动大, 燃烧纯生物质时二氧化硫、 氮氧化物浓度在120~250mg/m³ 波动, 如燃料中掺杂模板、 木材、 树皮, 烟气中二氧化硫、 氮氧化物浓度在 250~600 mg/m³ 波动。

生物质锅炉为什么要脱硫脱硝?脱硫脱硝的技术有哪些?

因此生物质锅炉脱硫脱硝势在必行,那有什么常用的脱硫脱硝技术方法呢?

脱硝技术

生物质的锅炉由于燃料种类多、 热值低、 给料均匀性差, 造成燃烧区内的温度变化剧烈, 锅炉出口初始氮氧化物排放浓度波动大。 生物质锅炉脱硝首先要稳定炉膛出口 NOx 的浓度。 生物质可采用的烟气脱硝方式包括: SNCR 脱硝技术, SCR 脱硝技术, 臭氧氧化脱硝技术, ZYY 脱硝技术等。

1.SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)即选择性非催化还原法脱硝技术,是在不使用催化剂的情况下, 将还原剂直接喷入到 800~1100℃高温烟气中, 在高温条件下, 还原剂先分解为 NH₃及其他副产物, 之后, 烟气中的 NOx 与分解产生的 NH₃进一步发生氧化还原反应, 将烟气中的 NOx 还原为 N₂和 H₂O。SNCR 技术是烟气脱硝的主流技术之一, 脱硝成本较低, 工艺较简单, 但其脱硝效率一般为 20~50%左右, 很难达到更高的脱硝效率。

2.SCR 脱硝技术, 是烟气脱硝效率最高最有效的固定源 NOx 治理的技术, 脱硝率可以达到 90%以上。 但由于生物质燃料本身含有 K、 Na、 Ca 等碱性物质,燃烧后形成飞灰进入 SCR 系统, 吸附在催化剂表面或堵塞催化剂孔道, 并且与催化剂表面活性成分发生反应, 造成催化剂中毒失活, 对催化剂的使用寿命产生影响。 为保证催化剂的安全运行, 同时最大限度减小新增催化剂的烟气阻力,催化剂需选用抗碱金属板式催化剂。

3.锅炉烟气中的 NOx 近 95% 是以 NO 形式存在, 其余是以 NO₂、 N₂O5 等形式存在。 臭氧脱硝的原理是利用臭氧的强氧化性, 将烟气中不可溶的 NO 氧化为可溶的 NO₂, 然后在洗涤塔内通过冷却、 喷淋最终将氮氧化物吸收, 达到脱除的目的。

脱硫技术

生物质燃烧产生的 SO₂主要来源于燃料中有机硫的氧化和硫酸盐的热分解,与生物质燃料品种有关。 目前, 为降低 SO₂的排放指标, 生物质发电厂可采用的脱硫技术包括: 炉内脱硫、 半干法脱硫(SDA、 CFB)、 干法脱硫(SDS)以及湿法脱硫等。

1.炉内石灰石脱硫技术是通过向炉内直接添加石灰石粉来控制 SO₂的排放。 投入炉内的石灰石在 850℃左右条件下发生锻烧反应生成氧化钙, 然后氧化钙、SO₂和氧气经过一些列化学反应, 最终生成硫酸钙。

国内燃煤流化床锅炉炉内脱硫效率一般达 60%, 生物质循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫的效率比传统燃煤循环流化床锅炉低, 大约在 50%左右。 甚至更低,要获得更高的脱硫效率, 需考虑炉后脱硫。

2.半干法脱硫最常用的工艺为 SDA 旋转喷雾半干法。 SDA 法的工艺流程为:石灰制备系统将熟石灰制备成一定浓度的 Ca(OH)₂浆液, 该浆液经过旋转雾化器喷入半干式反应塔中, 形成极小的雾滴, 喷入 100~150℃锅炉出口烟气中, 烟气与石灰浆液雾滴充分接触发生物理、 化学反应, 气体中的 SO₂等酸性其他被吸收净化。 同时, 部分与氧气发生氧化反应, 使 CaSO₃转化为 CaSO₄。

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