崔保命

(山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長(zhǎng)治 046200)

引 言

山西潞安高硫煤清潔利用油化電熱一體化示范項(xiàng)目環(huán)保配套工程危險(xiǎn)廢物處置裝置，工程范圍主要包括危險(xiǎn)廢物的污泥干化處理、焚燒處理、飛灰固化處理的生產(chǎn)設(shè)施，以及與其相配套的公用設(shè)施、輔助設(shè)施及生活管理設(shè)施等。焚燒處理設(shè)備包括：焚燒系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、煙氣處理系統(tǒng)及附屬設(shè)施。焚燒系統(tǒng)包括焚燒爐及其附屬的上料、助燃、出灰等設(shè)施，焚燒技術(shù)的關(guān)鍵是焚燒爐。

經(jīng)在二燃室充分燃燒的高溫?zé)煔庥蔁煹肋M(jìn)入余熱鍋爐進(jìn)行熱量回收，余熱鍋爐將煙氣中的部分熱能回收，產(chǎn)生的蒸汽供內(nèi)部使用。此外還需配備鍋爐軟化水處理系統(tǒng)以及自動(dòng)給水系統(tǒng)。煙氣經(jīng)過余熱鍋爐后，溫度由原來的950 ℃～1 100 ℃以上降至500 ℃左右進(jìn)入急冷塔。余熱鍋爐第一爐膛設(shè)置非催化還原(SNCR)脫氮系統(tǒng)。

1 SNCR脫氮技術(shù)介紹

山西潞安高硫煤清潔利用油化電熱一體化示范項(xiàng)目危險(xiǎn)廢棄物處置裝置(焚燒裝置)脫氮設(shè)施按照環(huán)評(píng)報(bào)告要求選用SNCR脫氮工藝。選擇性非催化還原法(SNCR)是指無催化劑的作用下，在適合脫氮反應(yīng)的“溫度窗口”內(nèi)噴入還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮?dú)夂退Ｔ摷夹g(shù)一般采用爐內(nèi)噴氨、尿素或氫氨酸作為還原劑還原NOx。還原劑只和煙氣中的NOx反應(yīng)，一般不與氧反應(yīng)，該技術(shù)不采用催化劑，所以這種方法被稱為選擇性非催化還原法(SNCR)。由于該工藝不使用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850 ℃～1 100 ℃，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和水。

本項(xiàng)目采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學(xué)反應(yīng)式見式(1)～式(3)。

(1)

(2)

(3)

SNCR工藝流程，如圖1所示。

圖1 SNCR工藝流程圖

2 脫氮工藝技術(shù)

SNCR脫氮系統(tǒng)采用尿素作為脫氮?jiǎng)１卷?xiàng)目采用高溫焚燒法處理危險(xiǎn)廢物。危險(xiǎn)廢物在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒后，高溫?zé)煔膺M(jìn)入二燃室，并在二燃室停留時(shí)間超過2 s，二燃室出口處的煙氣溫度為1 100 ℃以上，之后煙氣進(jìn)入余熱鍋爐，使煙氣溫度降低至500 ℃～550 ℃，在余熱鍋爐上設(shè)有SNCR脫氮系統(tǒng)。經(jīng)余熱鍋爐降溫后煙氣進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)。SNCR脫氮系統(tǒng)能夠適應(yīng)額定煙氣量50%～120%，煙氣溫度(950±50)℃的變化，脫氮系統(tǒng)能夠根據(jù)煙氣量及煙氣成分波動(dòng)調(diào)節(jié)尿素溶液投加量，保證脫氮后煙氣NOx指標(biāo)始終低于排放限值。根據(jù)其他裝置實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)情況，采用SNCR系統(tǒng)脫氮的效率為30%～60%，脫氮效率主要受溫度、停留時(shí)間及噴入霧化效果影響，但主要影響因素為溫度影響。溫度對(duì)脫氮效率的影響曲線，如圖2所示。

圖2 SNCR系統(tǒng)反應(yīng)溫度與脫氮的效率曲線

從圖2可以看出脫氮效率最高為溫度在900 ℃～950 ℃。

根據(jù)本項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)計(jì)階段提供進(jìn)料組成，核算二燃室出口進(jìn)入到余熱鍋爐的煙囪成分?jǐn)?shù)據(jù)，如表1所示。

表1 余熱鍋爐的煙囪成分?jǐn)?shù)據(jù)表①

2.1 SNCR系統(tǒng)主要設(shè)備(見表2)。

表2 SNCR系統(tǒng)主要設(shè)備一覽表

3 經(jīng)濟(jì)計(jì)算基礎(chǔ)

根據(jù)SNCR配置情況，主要消耗為電、水、尿素。各品種消耗及費(fèi)用如下：

電：消耗4 kW·h，電費(fèi)0.63元/kW·h；

工業(yè)水：消耗0.029 t/h，水費(fèi)3.5元/t；

尿素：消耗0.006 t/h(100%)，價(jià)格2 200元/t。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)核算年運(yùn)行費(fèi)用，如表3所示。

表3 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)分析表

根據(jù)核算，年運(yùn)行費(fèi)用約為12.65萬元，主要費(fèi)用為采購尿素費(fèi)用。

4 結(jié)語

危廢焚燒裝置煙氣經(jīng)過脫氮后排放，煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18484-2001)中NOx限值500 mg/m3，進(jìn)一步減少整個(gè)項(xiàng)目的氮氧化物污染排放總量。采用尿素作為還原劑相對(duì)于氨更加安全可靠經(jīng)濟(jì)。