全负荷无氨生物脱硝技术

适用于各种大中小型锅炉脱硝

一 技术背景

    针对锅炉在低负荷运行时，普遍存在的SNCR/SCR脱硝系统因入口烟温过低，难以达到NO_X≤50mg/Nm³超低排放标准的难题，山东奥能电力科技有限公司组织业内专家和工程技术人员，借鉴吸收石油化工行业应用新型生物非催化还原剂的成功经验，多方论证实验，悉心研究出新型生物非催化还原( BSNCR)脱硝技术，先后在30余台小型锅炉成功运行。

    通过理论计算和在小型机组锅炉成功试用，证明新型 BSNCR脱硝技术具有全负荷脱硝功能，脱硝范围优于SNCR/SCR脱硝技术，能够满足机组全负荷状态下NO_X0mg/Nm³以上任意超低排放标准的要求。

二 技术优势及特点

1.无氨运行，彻底解决液氨的运输、储存、使用安全问题

     2 .全负荷脱硝运行，不需进行提高低负荷入口烟温改造

     3. 彻底杜绝氨逃逸及其不良影响

     4.系统设备体积小,空间适应性强

     5.脱硝还原剂性质稳定

     6.具备脱除部分S0₂的有利副反应

     7.系统阻力小，减少了引风机的工作电流及运行费用

     8.无需再加装催化剂

     9.脱硝效率高，新型BSNCR脱硝效率均可稳定在90%以上

三 与传统脱硝技术对比

四 反应机理

新型生物钙基非催化选择还原脱硝工艺，是山东奧能电力科技有限公司组织业内科研院校合作研究的一项新型脱硝技术，在锅炉内600~1000℃的温度区间内喷入新型生物钙基还原剂，能在0.1~0.2S内高温分解成多种高还原性自由基团，与NO_X优先反应，将NO_X还原成N₂和H₂O。NO_X电负性最高，然后是O₂，其他不反应。正常运行时，脱硝效率可达90%以上，并可脱除部分SO₂，以减轻后续脱硫系统的负荷。

第一步，原料高温裂解生成有效基团：

    生物钙主要成分：乙酸钙Ca(COOCH₂CH₃)₂，丙酸钙Ca(COOCH₂CH₂CH₃)₂，丙烯酸乙酯CH₃COOCH=CH₂CH₃，草酸钙Ca(COO)₂。

    生物钙混合物中，钙的高温活性很好，在650℃以上既能快速解离出来形成游离态钙离子，同时形成游离态有机酸根自由基团，然后游离态钙离子具有很强的催化作用，能够把长碳链有机物，在650～1000℃高温下裂解生成单碳或双碳的游离态有效基团。反应式如下：

Ca(COOCH₂CH₂CH₃)₂ = Ca²⁺+2COOCH₂CH₂CH₃^-

Ca(COOCH₂CH₃)₂ = Ca²⁺+2COOCH₂CH₃^-

(CaOOCCOO)_n = nCa²⁺+nOOCCOO^2-

2COOCH₂CH₃^- Ca²⁺ (-CH₃)+3(-CH₂-)+2OCO^-+(-H)

2COOCH₂CH₂CH₃^- Ca²⁺ (-CH₃)+5(-CH₂-)+2OCO^-+(-H)

CH₃COOCH=CH₂CH₃Ca²⁺(-CH₃)+(-CH₂-)+C₂H₂+(-COOH)+(-H)

OOCCOO^2- Ca²⁺ 2OCO^-

综合反应式：

         CaTN-Ca+(-CH₃)+(-CH₂)+(-C₂H)+(-H)+HOCO+HCCO+NCO+H₂O…

第二步，有效基团分别同NO_X反应在600～1000℃下反应，当温度在650℃以下时有效基团活性减弱：

(-CH₂-)+2(-CH₃)+10NO=5N₂+4H₂O+3CO₂

2(-CH₂-)+6NO=3N₂+2H₂O+2CO₂

2(-C₂H₂-)+10NO=5N₂+2H₂O+4CO₂

4(-H)+2NO=N₂+H₂O

4(-HCCO-)+18NO=9N₂+2H₂O+8CO₂

4(-COOH)+10NO=5N₂+2H₂O+4CO₂

Ca²⁺+2OCO^-+2(-H)+SO₂=CaSO₃+2CO₂+H₂O

2Ca²⁺+4HOCO^-+2SO₂+2NO=N₂+2CaSO₄+4CO₂+2H₂O

新型还原剂溶液储存在还原剂储罐中，根据锅炉负荷、NO_X浓度和水平烟道中的温度，由控制系统通过输送泵、计量装置输送至两级喷射系统，同低压蒸汽混合，以雾化状态均匀喷入烟道中，与烟气接触后，在0.1~0.2S内完成还原反应，脱除NO_X，生成N₂、CO₂、CaSO₄，CaSO₄随烟气进入除尘器脱除。

在50 %以上常规负荷时，高温区的烟气温度约在900~1030℃，低温区的烟气温度约在800~980℃，由控制系统通过输送泵、计量装置精准分配还原剂至两级喷射系统，完成NO_X的达标排放。

在20%以上超低负荷时，高温区的烟气温度约在730~900℃，低温区的烟气温度约在630~800℃，考虑到反应时间，高温区更为适宜，控制系统将通过计量装置、调节阀分配更多的还原剂进入高温区，完成NO_X的达标排放，实现全负荷脱硝。

五 工艺流程

     本工艺首先在锅炉炉膛或水平烟道选择适合生物还原剂反应的温度区间，布置多个专用喷射装置，实现脱硝反应在炉膛或烟道内的无隙覆盖。制备好的生物钙基还原剂，通过储罐经输送泵送至计量分配模块，再精确分配到毎个喷射装置，然后喷入锅炉炉膛或水平烟道，在650~1000℃左右高温下发生裂解反应，分解后的还原剂与烟气中NO_X发生还原反应，实现NO_X的超低排放。

六 新型生物钙基脱硝工艺的创新

	1.全负荷负荷脱硝技术的创新 新型BSNCR满足机组超低负荷脱硝要求，替代原有SNCR/SCR脱硝系统，解决其存在的氨逃逸、耗能高、气阻大等问题，创建“灵活性改造”全负荷无氨脱硝的有效途径。

2 .新型生物还原剂的创新

    新型生物还原剂脱硝效率高，两级脱硝系统无需额外催化剂，效率便可达到90%以上，能够满足全负荷状态下NO_X的超低排放要求。

3 .脱硝兼顾脱硫的创新

    在有效解决低负荷脱硝难题的同时，提高低负荷运行的脱硝能力，同时发挥以全负荷脱硝兼顾脱硫的双重功能，SO₂脱除率可达5%左右，可减轻后续脱硫系统的负担。

4 .新型无氨还原流程的创新

    在炉膛或水平烟道的适宜温区位置安装多级专用喷射装置，扩大反应区间，提高工艺稳定性，避免超低负荷时温度过低对脱硝效率的影响。

七 新型生物还原剂的物性

    生物钙主要物性：

       熔   点：-15~-18℃

       沸   点：150~300℃

       密   度：1.06~1.19kg/m³

       浓    度：75%~80%（质量比）

       运动粘度( 20℃)： 3.8 ～8.6 mm²/s

	八 专利证书