1 生物质锅炉烟气特点经对生物质锅炉烟气调研、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,炉膛温度分别为 700~760oc、880~950oc、850~1100 °c ;②生物质中氢元素含量较高,烟气中含水量也高,<p(h20 ) 可达到15 % ~ 30 % ;而燃煤锅炉烟气不会超过10 % ;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、氮氧化物质量浓度在100~250mg/m3 波动,如燃料中掺杂模板、木材、树皮,烟气中二氧化硫、氮氧化物质量浓度在250〜600mg/m3 波动,瞬时也可达1g/m3 以上。
2 适用的脱硫脱硝技术方案2.1 脱硝技术方案
1)低氮燃烧技术。低氮燃烧技术属于控制燃烧技术,通过调节燃烧空气中的氧含量,降低氮氧化物的产生,所有低氮燃烧技术必须能让锅炉有一个稳定燃烧过程,否则会出现改造效果不明显或燃烧不稳定问题。就生物质锅炉,常用烟气再循环技术。烟气再循环技术有两种流程:①引风机后的烟气直接引到一次风机入口。该方案一次风机无需改动,再循环烟气也不需要抽风机,省电节能,改造简单,氮氧化物浓度可下降20%〜40% 。②引风机后的烟气直接引到炉膛一次风室和二次风室。该方案一次风机需降负荷运行,再循环烟气也需要配备高温抽风机,风压与一次风机相当。该方案增加了运行电耗,改造相对复杂,氮氧化物质量分数可下降25%〜50% 。烟气再循环技术还会出现烟气中二氧化硫污染物浓度升高、含水量升高现象,但减少了烟气排放总量。
2 ) sncr技术。sncr属于选择性非催化还原技术,sncr技术适用于炉膛出口烟温满足800〜1100 °c 的锅炉,低于此温度时脱硝效率较低,且氨与烟气混和效果对脱硝效率有很大影响(如旋风入口区混和效果比较好)。如混和不充分、反应时间不够,要达到相同的脱硝效率,会增加运行费用,同时尾气氨逃逸也存在超标问题。另生物质锅炉烟气中so3含量时常偏高,在280°c 以下的低温区设备,存在硫酸盐堵塞、腐蚀等问题。sncr脱硝效率还与烟所中氮氧化物的初始浓度有关,生物质锅炉sncr脱硝效率在20% 〜50% 。
3 ) 〇3 氧化技术。no% 氧化是利用强氧化剂氧化最终转化为硝酸或硝酸盐,常用的氧化剂有羟基自由基ho-、o3、h2o2、mno4-、c1o2、cl2;其中o3 是常用的氧化剂,反应速率快,在与烟气充分混勻情况下,氧化率达9 0 % 以上,且运行稳定,工业应用业绩多。〇3 氧化脱硝适宜温度为5 0 〜180 °c ,且对so2浓度无要求,可安装于低温烟气段,no% 氧化后需再增加碱性物质吸收系统,吸收氧化后的氮氧化物。
2.2 脱硫技术方案
生物质锅炉烟气属于低so2浓度烟气,常用的方法有炉内喷钙、炉外循环流化床喷钙(炉外喷钙)、炉外湿法等脱硫技术。各种方案都能实现排放指标要求,成本控制是关键,湿法脱硫中的双碱法、氨法、镁法运行成本都较低,其中氨法直接产生硫酸铵化肥,可与除尘器收集下来的灰混和成复合肥,回归农田;而双碱法、镁法产生的混盐处理有一定难度。
3 结论1 ) 与燃煤烟气相比,生物质锅炉的炉膛温度差别大、烟气含水量高、烟尘碱金属含量高、二氧化硫、氮氧化物浓度低、波动大,其对脱硫脱硝方案的选择都有较大影响。
2 ) 对烟气污染物排放指标要求不高的地区,炉内喷钙、炉外喷钙、低氮燃烧、sncr技术是十分适用的脱硫脱硝技术;对烟气污染物排放指标要求高的地区,脱硝采用低氮燃烧、sncr、o3氧化的组合、脱硫采用湿法脱硫的技术方案比较合适,其中脱硫脱硝一体化的技术方案更有优势。
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