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[摘要]本文采用石灰石為脫硫劑，試驗了爐內(nèi)脫硫對NOx的協(xié)同控制效果。結(jié)果表明，采用爐內(nèi)脫硫技術(shù)，在石灰石投放量為180kg/h時，能將SO2控制在達標范圍，協(xié)同控制NOx的效率達到59%。石灰石的投放位置選擇在爐膛更低的位置有利于提高石灰石在密相區(qū)的停留時間，進而取得較好的協(xié)同控制NOx的效果。通過爐內(nèi)脫硫協(xié)同控制NOx，效果優(yōu)于煙氣再循環(huán)。

[關(guān)鍵詞]二氧化硫;氮氧化物;爐內(nèi)脫硫;協(xié)同控制

1引言

隨著國家對環(huán)境保護工作的日益重視，作為主要氣體污染物的SO2和NOx的控制已引起廣泛關(guān)注[1]。目前用于脫硫的方式一般有干法、半干法、濕法，三種脫硫方式各有優(yōu)缺點[2-3]。

用于控制NOx的方式一般有低氮燃燒技術(shù)、SNCR和SCR[4-5]，低氮燃燒技術(shù)雖然成本稍低，但NOx控制效果差。SNCR和SCR著重對已生成的NOx進行控制，控制效果可達到90%，但投資大，運行費用高，且會對后續(xù)生產(chǎn)工序產(chǎn)生影響[6]。

總的來說，相對成熟的氣體污染物控制技術(shù)都是針對單一污染物進行單獨控制，均有一套相對獨立的系統(tǒng)及工藝流程，普遍存在設(shè)備復雜、占地面積大、投資和運行費用高等問題[7]。

氣體污染物的控制成本給電廠、垃圾焚燒廠等廢氣排放量大的企業(yè)帶來了沉重的經(jīng)濟壓力，很多企業(yè)因無法達標排放遭遇被關(guān)停的結(jié)局。因此探索性價比高的污染物控制方法，尤其是能同時控制SO2和NOx的技術(shù)已迫在眉睫[8]。

目前也有一些研究針對SO2和NOx的協(xié)同處置展開，但尚處于實驗室階段[9-12]。為此本文在特種廢物流化床焚燒爐上進行了一系列的脫硫脫硝試驗研究，發(fā)現(xiàn)了一種在脫除SO2的同時能協(xié)同控制NOx排放的方法，并且探索了控制NOx的制約因素。從而為電廠、垃圾焚燒廠等企業(yè)控制氣體污染物提供一定的參考。

2實驗部分

2.1材料和儀器

2.1.1材料

某石化企業(yè)廢渣(含碳濾餅，含水率83%，含碳量15%)，輔助燃料神華煙煤(含水率15%，灰份15%，熱值4500kcal/kg)，石灰石(300目，工業(yè)級，CaCO3含量≥95%)。

2.1.2儀器

特種廢物流化床焚燒爐(型號為TG-9/1.25-FZ-100，副產(chǎn)蒸汽壓力1.25MPa，蒸汽量9t/h，廢渣處理量100t/d，福建省環(huán)境工程有限公司與浙江大學熱能工程研究所共同開發(fā))、耐壓式稱重給煤機(型號為JQC-30，輸送量10t/h，功率2.2kW，徐州奕隆機械設(shè)備制造有限公司)、無軸螺旋給料機(型號WLA460，輸送能力6t/h，功率2.2kW，徐州奕隆機械設(shè)備制造有限公司)、羅茨風機(型號SRZ-5×5(Z)-8，百事德機械有限公司)、雙流體噴槍(型號為BL-FM5-55-SiC，噴水量1.5~2t/h，濟寧博林噴霧設(shè)備有限公司)、星型卸料閥(型號為YJB-2B，輸送量2L/r，功率0.55kW，昊天環(huán)保)、煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)(型號為YX-CEMS，宇星科技(深圳)發(fā)展有限公司)、DCS操作系統(tǒng)(浙大中控JX-300XP)

2.2實驗方法

特種廢物流化床焚燒爐總高為12.5m，下部為密相區(qū)(下煤口與下渣口均設(shè)置在密相區(qū)，其中下渣口位置較下煤口高90cm)，上部為稀相區(qū)，焚燒爐設(shè)計時采用分級送風設(shè)計，脫硫劑石灰石通過氣力輸送系統(tǒng)輸送至焚燒爐。

試驗過程中均焚燒某石化企業(yè)的廢渣，采用神華煙煤作為焚燒過程中的助燃物，生產(chǎn)負荷控制在9t/h，密相區(qū)溫度控制在820~870℃，脫硫采用爐內(nèi)噴鈣—尾部脫硫塔內(nèi)噴水增濕工藝。煙氣再循環(huán)為將脫硫除塵后的部分煙氣引入一次風入口(循環(huán)量為20%)，代替部分一次風。

本文試驗了不同石灰石投放量和石灰石的投放位置對NOx排放的影響，并與煙氣再循環(huán)做對比，試驗過程中通過煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)觀察排放情況。對于特種廢物流化床焚燒爐，NOx排放標準為≤500mg/Nm3，SO2排放標準為≤200mg/Nm3。

3結(jié)果與討論

3.1脫硫劑的投量對NOx的影響

如圖1所示，為焚燒某石化企業(yè)的廢渣時三種不同的石灰石投量下NOx的排放濃度趨勢圖，石灰石的投放點選擇在下煤口，各取工況穩(wěn)定后的一小時排放數(shù)據(jù)予以比較。當不投石灰石，也不采取其他控制NOx的方式時，僅依靠焚燒爐本身的分級送風設(shè)計，NOx的小時平均濃度為662mg/Nm3，此時NOx的波動幅度較大(波動幅度超過100mg/Nm3)。

當投用石灰石，使SO2達標排放時(此時石灰石的投放速度約為180kg/h)，NOx的平均小時濃度為270mg/Nm3，對NOx的控制率達到59%。減少石灰石的投放量至100kg/h，NOx的平均小時濃度為390mg/Nm3，此時對于廢物焚燒爐來說，盡管SO2未達到排放標準，但對NOx的控制率也達到41%。