選擇性非催化還原系統(tǒng)對垃圾焚燒發(fā)電廠鍋爐腐蝕的影響

選擇性非催化還原(SNCR)系統(tǒng)能有效減少垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣中NOx排放濃度。但SNCR系統(tǒng)以尿素為還原劑，會對鍋爐水冷壁產(chǎn)生腐蝕，大大降低了水冷壁的使用壽命。因此，對SNCR系統(tǒng)腐蝕鍋爐水冷壁的問題進(jìn)行了綜述，并提出了短期和長期治理的方法。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國民生活質(zhì)量的日益提高，垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)體系的更加完善，城市生活垃圾收集量越來越多，并且每年還在以一定的速度快速增長。城市生活垃圾不僅量多，而且所含組分構(gòu)成復(fù)雜，如不合理處置，隨意放置，嚴(yán)重影響城市市容，甚至出現(xiàn)垃圾圍城現(xiàn)象，并且會造成環(huán)境污染問題。

目前，我國城市生活垃圾的處理方式主要以填埋、焚燒、堆肥等方式進(jìn)行處理。過去，比較常見的是垃圾填埋方式。然而，傳統(tǒng)的垃圾填埋處理不僅占用大量土地，還存在二次污染、病毒傳播、高濃度垃圾滲濾液等問題。

垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)雖然出現(xiàn)較晚，但近年發(fā)展十分迅速。垃圾焚燒發(fā)電具有減量化、無害化、資源化等優(yōu)勢，是目前國際上垃圾處置最流行的方式之一。

1選擇性非催化還原系統(tǒng)

城市生活垃圾中含有大量含氮化合物，焚燒過程中會產(chǎn)生大量含有NOx的煙氣，會造成大氣污染。目前常用的降低鍋爐NOx的排放主要為煙氣脫硝技術(shù)和低NOx燃燒控制技術(shù)。垃圾焚燒發(fā)電廠所常用的煙氣脫硝技術(shù)包括選擇性非催化還原SNCR技術(shù)以及選擇性催化還原SCR技術(shù)，兩者可以有效降低NOx的排放濃度。

SNCR技術(shù)與SCR技術(shù)都可達(dá)到我國現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電廠氮氧化物的排放控制標(biāo)準(zhǔn)。

但兩者對比，SNCR技術(shù)系統(tǒng)簡單，不需要催化劑，占地面積小，投資較少，能量消耗小，運(yùn)行成本低，并且對現(xiàn)有垃圾焚燒電廠鍋爐的改造也較簡單，是目前采用較多的煙氣脫硝技術(shù)。但如果未來對NOx的排放限制進(jìn)一步降低，SNCR則不再能滿足需求，需要采用成本更高的SCR技術(shù)或SNCR/SCR技術(shù)。

SNCR技術(shù)主要方法是將尿素或氨水等作為還原劑，以水溶液作為載體，在爐膛適當(dāng)?shù)奈恢脟娙肽蛩鼗虬彼芤海惯^熱煙氣(900~1100℃之間)中的NOx與溶液中的還原劑發(fā)生反應(yīng)，生成氮?dú)狻⑺投趸?。反?yīng)過程如下：

NH2CONH2+2NO+1/2O2→2N2+CO2+2H2O(1)

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(2)

尿素因?yàn)槠溥\(yùn)輸、存儲以及使用都較氨水更加簡單安全，并且尿素不易燃燒和爆炸，在SNCR脫硝技術(shù)中被更為頻繁的選中和使用。此外，噴射尿素溶液作為還原劑，在鍋爐爐膛中穿透性更好，能與煙氣有較好的混合效果，脫硝效率更高，所以更適用于大中型鍋爐的脫硝。

2鍋爐腐蝕問題

城市生活垃圾焚燒爐與常規(guī)的燃煤鍋爐相對，燃料含有大量的塑料、橡膠、化工制品等，成分復(fù)雜多變，焚燒爐內(nèi)的燃燒工況也十分復(fù)雜。垃圾焚燒鍋爐內(nèi)高溫?zé)煔庵胁粌H含有各種酸性氣體和鹽類蒸汽，伴隨著煙氣的還有大量成分復(fù)雜的飛灰顆粒。這種情況下鍋爐腐蝕情況凸顯了出來，解決腐蝕問題成了垃圾焚燒發(fā)電廠能夠有效穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵問題之一。

鍋爐腐蝕一般可分為低溫腐蝕、高溫腐蝕和SNCR腐蝕。低溫腐蝕多出現(xiàn)在溫度為135℃的區(qū)域，是由凝結(jié)的硫酸和含氯氣體引起，這類腐蝕對溫度變化很敏感，因此在設(shè)計(jì)鍋爐時要盡量避免出現(xiàn)低溫區(qū)域。高溫腐蝕相對復(fù)雜，只出現(xiàn)在蒸汽鍋爐的被加熱的表面。如蒸發(fā)加熱表面和過熱器的管壁，高溫腐蝕可以通過使用高合金材料得到緩解。SNCR腐蝕隨著SNCR脫硝技術(shù)的普遍應(yīng)用而成為垃圾焚燒發(fā)電廠鍋爐腐蝕的又一個重要原因。

3SNCR系統(tǒng)對鍋爐水冷壁的腐蝕影響

3.1SNCR腐蝕

在發(fā)電廠SNCR系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)使用SNCR系統(tǒng)的鍋爐水冷壁出現(xiàn)了嚴(yán)重的腐蝕問題，其腐蝕特征是：(1)水冷壁金屬表面沒有腐蝕產(chǎn)物;(2)腐蝕部位出現(xiàn)不規(guī)則坑洞。SNCR腐蝕會引起鍋爐水冷壁泄漏，甚至造成被動停爐，影響了發(fā)電廠的正常運(yùn)行。

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