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精誠合作加持各行業

SINCERE COOPERATION TO SUPPORT VARIOUS INDUSTRIES

生物質鍋爐煙氣脫硝

Denitrification of flue gas from biomass boiler

新能源行業

煙氣特點

Smoke characteristics

一、溫度波動較大

1、生物質燃料的燃燒特性決定了煙氣溫度的不穩定性。生物質燃料的水分含量、密度、熱值等因素變化較大，導致燃燒過程中爐膛溫度波動頻繁。一般來說，生物質鍋爐的煙氣溫度在 120℃至 200℃之間，但在某些情況下，可能會更高或更低。

2、生物質鍋爐的負荷變化也會影響煙氣溫度。當鍋爐負荷增加時，燃燒強度增大，煙氣溫度升高；反之，負荷降低時，煙氣溫度下降。這種溫度波動給煙氣處理設備的設計和運行帶來了一定的挑戰。

二、成分復雜

1、含顆粒物

生物質燃燒會產生大量的煙塵、飛灰等顆粒物。這些顆粒物的粒徑分布較廣，主要成分包括未完全燃燒的生物質顆粒、炭黑、灰分等。顆粒物的存在不僅會對環境造成污染，影響空氣質量，還會對人體健康產生危害。同時，顆粒物會在煙道、除塵器等設備中沉積，影響設備的正常運行和使用壽命。

2、含酸性氣體

主要有二氧化硫（SO?）、氮氧化物（NO?）和氯化氫（HCl）等。生物質中含有的硫、氮、氯等元素在燃燒過程中會生成相應的酸性氣體。例如，含硫的生物質會生成二氧化硫；空氣中的氮氣在高溫下與氧氣反應生成氮氧化物；含氯的生物質會生成氯化氫。這些酸性氣體如果未經處理直接排放到大氣中，會形成酸雨，對土壤、水體、植被等造成嚴重的破壞。

3、含二氧化碳（CO?）

生物質燃燒會產生大量的二氧化碳，它是主要的溫室氣體之一。雖然生物質被認為是一種相對清潔的能源，但燃燒過程中仍然會排放一定量的二氧化碳，對全球氣候變化產生影響。

三、水分含量較高

1、生物質燃料本身通常含有較高的水分，在燃燒過程中，水分蒸發會增加煙氣中的水蒸氣含量。一般來說，生物質鍋爐煙氣中的水分含量可達到 10% 至 20% 甚至更高。

2、高水分含量的煙氣容易在煙道、除塵器等設備中冷凝，形成冷凝水。冷凝水會與煙氣中的酸性氣體反應，生成腐蝕性物質，對設備造成腐蝕。同時，冷凝水的存在還會影響除塵器的除塵效果和設備的運行穩定性。

四、流量較大

1、生物質鍋爐通常用于供熱、發電等領域，其容量較大，因此產生的煙氣流量也比較可觀。大型生物質鍋爐的煙氣流量每小時可達數萬立方米甚至更高。

2、煙氣流量的大小與生物質燃料的燃燒效率、鍋爐的負荷等因素有關。燃燒效率越高，煙氣流量相對越小；鍋爐負荷增加時，煙氣流量也會相應增大。

五、具有一定的腐蝕性

1、由于煙氣中含有酸性氣體、水蒸氣等腐蝕性物質，在一定的溫度和濕度條件下，會對煙道、除塵器、脫硫脫硝設備等產生腐蝕作用。特別是在低溫部位，如煙囪底部、煙道的冷凝水聚集區域，腐蝕問題更為突出。

2、生物質燃料中的雜質，如鉀、鈉等堿金屬元素，在燃燒過程中會揮發并與酸性氣體反應，生成低熔點的化合物，這些化合物會在受熱面上沉積，形成積灰和結渣，進一步加劇腐蝕的程度。

技術介紹

technology introduction

SCR DeNOx裝置主要包括一個裝催化劑的反應器，噴吹系統和還原劑注入系統。其基本原理是把符合要求的還原劑噴入到煙道中被熱煙氣蒸發成氨氣和水蒸氣，與原煙氣充分混合后進入反應器內，在催化劑的作用下，并在有氧氣的條件下，氨氣選擇性地與煙氣中的NOx（主要是NO、NO₂）發生化學反應，生成無害的氮氣（N₂）和水（H₂O）。主要反應化學方程式為：

4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O

6NO₂ + 8NH₃ → 7N₂ + 12H₂O

2NO₂ + 4NH₃ + O₂ → 3N₂ + 6H₂O

生物質鍋爐的主要燃料為：木柴、稻殼、棕櫚殼和生物質顆粒，燃料存在熱值低、堿金屬含量高，故生物質鍋爐爐膛溫度遠低于燃煤鍋爐，最高不超
850℃，而生物質燃料燃燒產生的NO_X居多，需要進行脫除處理，目前主要有兩條技術路線。

一種是采用后置脫硝，在脫硫除塵后對煙氣進行脫硝處理（需要設置GGH、采用低溫催化劑、配套熱風爐）。但這種方法建設運行成本均很高。其優點是進入催化劑內的粉塵低、
SO₂濃度低，催化劑的運行不易堵塞及中毒失活。

一種是采用前置脫硝，在鍋爐高溫過熱器之后設置SCR反應器，此方法的優點是建設、運行成本低，催化劑活性好，處理效率高，但飛灰中的焦油、堿金屬、以及粉塵粘性大對催化劑的使用有很大影響，不能穩定保證廠區的穩定聯產。針對此問題，根據已投運項目，特別設計了針對性的技術方案。

工藝路線

process route

技術特點

technical feature

系統簡單：SNCR 技術不需要催化劑，系統結構相對簡單，主要由還原劑儲存和輸送系統、噴射系統組成。這使得設備投資成本較低，安裝和維護相對容易。
建設周期短：由于系統簡單，安裝調試時間短，能夠快速投入使用，滿足生物質鍋爐的運行需求。
操作方便：運行過程中操作相對簡便，不需要對催化劑進行復雜的管理和維護。只需要控制好還原劑的噴射量和噴射位置，即可實現一定的脫硝效果。
成本較低：與其他脫硝技術相比，SNCR 技術的運行成本相對較低。還原劑（如氨水、尿素等）的消耗較少，且不需要昂貴的催化劑更換費用。
脫硝效率高：SCR 技術通過催化劑的作用，能夠實現較高的脫硝效率，一般可達到 70% – 95%。對于生物質鍋爐煙氣中的氮氧化物，能夠有效地降低其排放濃度，滿足嚴格的環保要求。
適用范圍廣：SCR 技術對不同類型的生物質鍋爐和煙氣參數變化具有較好的適應性。無論是大型還是小型生物質鍋爐，都可以通過合理設計和調整催化劑的類型和參數，實現良好的脫硝效果。
運行穩定：一旦催化劑活性和運行參數調整合適，SCR 系統能夠在較長時間內保持穩定的脫硝效果。對煙氣中氮氧化物濃度的波動也有較好的抗干擾能力。