循环流化床锅炉烟气再循环结合富氧低氮燃烧与SNCR联合脱硝节能技术
根据循环流化床(CFB)锅炉NOx生成的机理及主要分布区域。采用烟气再循环结合富氧低氮燃烧和SNCR脱硝技术相结合的工艺来**出口NOx含量。
自20世纪80年代以来，针对CFB锅炉内NOx的生成机理，许多学者进行了大量的研究并取得了不少有益的结论。
在燃煤锅炉产生的NOx中，NO具有更高的热力学稳定性，占整个NOx生成量的比例超过90%。宏观而言，燃煤过程中NOx的生成途径主要有热力型、燃料型和快速型3种。由于CFB锅炉燃烧温度较低(通常小于1000℃) ，不具备热力型NOx生成的高温条件(约1300℃) ，因此几乎没有热力型NOx生成，这也是CFB锅炉原始NOx排放水平偏低的主要原因。而快速型NOx一般只在CHi基团浓度较高且较为贫氧的环境中生成。因此，CFB锅炉中生成的NOx主要为煤中所含的氮元素经过复杂的化学过程转化而来的燃料型NOx。
NOx生成过程主要集中在CFB锅炉密相区，尤其是在给煤口附近。NOx随烟气沿CFB锅炉炉膛高度方向向**动，直*炉膛出口，质量浓度沿高度呈下降趋势。一方面，二次风的加入稀释了NOx质量浓度;同时，炉内高体积分数的CO和未燃尽焦炭都对NOx起到显著的还原作用。
a.烟气中含氧量与燃料型NOx关系
在一定范围内，通过提高过量空气系数改善燃烧效率，因为燃烧区域氧浓度的提高增加了燃烧效率及燃尽度，但过量空气系数超过1.15(2.5%)后继续增加对燃烧效率影响不大。同时，对于燃料型NOx，燃料氮的转变率随着过量空气系数的升高而升高，从而造成了燃料型NOx较高。
b.一次风风率过高与燃料型NOx关系
一、二次风的配比因不同形式的CFB锅炉的设计工况而不同，一般一次风率为50-60%之间，一次风经空预器预热后进入风室，经布风板、风帽进入锅炉密相区，保证燃烧需要。为减少NOx生成，在运行中密相区的实际过量空气系数为1%左右**，使密相区主要处于还原性气氛。二次风的作用是调节床压，保证燃烧**所需的氧气。一次风风率较高，使密相区的过量空气系数过高，床温偏高，从而使NOx大量生成。
国内CFB锅炉还有很多采用燃低反应活性燃料，单位时间燃烧速率低，因此需要更多的反应表面，造成物料中碳存量较高，所以炉膛内还原性较强，炉膛出口CO体积分数可达10000。已有研究表明，CO和NOx在焦炭表面发生的气固异相反应是NOx还原的*重要反应，该结论已在小型热态CFB试验台上得以验证。
因此,温度和氧化还原气氛是影响CFB锅炉中NOx生成及还原的主要因素。选择性催化还原脱硝技术遵循“一次风主调料层温度确保床温，二次风补充氧量紧跟负荷”这一基本要领。在可以**一次风率的情况下，提高二次风率增强分级**，无论对燃尽率提高、炉内减缓磨损、提高煤质适应性、保证炉效都有很大益处，可以提高烟气再循环量，达到超低排放的目的。
通过调整CFB锅炉的运行状态，改变以上各因素，就可以实现对锅炉NOx排放的控制。当CFB锅炉温度控制在900℃，且当煤种含氮量不高时(如低于0.7%)，可自然实现达标排放。
1 、实施低氮调整燃烧配风与SNCR烟气脱硝系统工艺概况
根据目前的煤质，炉NOx排放浓度为300-350 mg/Nm3，烟气汇合后烟囱中NOx排放浓度为350mg/Nm3左右，根据各台锅炉的燃烧工况和氮氧化物实际排放浓度等多项因素进行综合分析，对锅炉进行低氮燃烧优化，实施配风、调控等多方面的优化改造，指导低氮燃烧调整，以达到**阶段NOx控制目标，实施低氮调整燃烧配风调整后使锅炉出口NOx浓度**到300mg/Nm3--150mg/Nm3以下;同时建设一套SNCR烟气脱硝系统，采用10%浓度氨水为还原剂进行第二阶段脱硝，经过两个阶段的脱硝调控，*终将NOx浓度**到100mg/Nm3以下，满足电厂长期达标排放需要。
2、烟气再循环描述
2.1 烟气再循环的机理
烟气再循环是采用较多的控制NOx的有效方法之一，其原理是是在锅炉排烟前抽取一部分低温烟气直接送入炉内，或与一次风或二次风混合后送入炉内，这样不但可**燃烧温度，而且也**了氧气浓度，进而**了NOx的排放浓度。再循环烟气量与不采用烟气再循环时的烟气量之比，称为烟气再循环率。
烟气再循环法**NOx排放的**与燃料品种和烟气再循环量有关。经验表明，NOx的**率随着烟气再循环率的增加而增加，而且与燃料种类和燃烧温度有关，燃烧温度越高，烟气再循环率对NOx**率的影响越大。
烟气再循环率一般控制在10-20%。当采用更高的烟气再循环率时，燃烧会不稳定，未**燃烧热损失会增加。
2.2 目前烟气再循环存在问题
烟气再循环是把烟气回流到一次风，理论上烟气中含有二氧化碳含量在15%左右，这部分二氧化碳回流后与煤中的碳反应生成一氧化碳，一氧化碳来还原氮氧化物，也叫还原脱氮。根据一氧化碳脱氮原理实际运行在950℃以上**会更好。
根据烟气再循环脱氮实际运行工况，出现的问题是沸下温度低，燃烧不**，需要将二次风风量提高，来满足燃烧，虽然运行工况进行调整但是仍未达到燃烧理想工况。出现飞灰含碳量高
a.二次风风量提高分离器分离效率较低
二次风风量提高CFB锅炉旋风分离器的分离效率低下，返料量下降，返料对于床料的冷却能力**，从而导致原有的热平衡打破，造成流化床的床温较高，为**床温，需要**风量，从而进一步导致过量空气系数增大，能耗上升。
d.烟气再循环脱氮炉膛**区缺氧
CFB锅炉存在着炉膛**区缺氧的问题，究其原因除了高密度物料颗粒群对二次风射流的阻挡作用外，也存在贴壁流垂直下泻覆盖水冷壁、每个层面颗粒水平移动不够均匀、各转弯变化区域涡流干扰和垂直上移速度的不均匀影响。这种**区缺氧会**燃料燃尽**和脱硫剂化学反应的效率，直接导致De-NOx炉内过程的优化受到限制，不能有效实现低温燃烧时的**低氮。
e.烟气再循环脱氮床温不均匀性
事实上，整个床面上各个床温测点偏差较大是普遍存在的CFB锅炉共有问题，一般的CFB锅炉床温偏差都在70℃以上，**的可以达到150℃以上，这也造成了物料燃尽和石灰石脱硫，以及低氮燃烧的困难。
床温的不均匀性，肯定会造成局部温度峰值，局部超高床温是产生NOx急剧增加的元凶，其生成能力是合理床温下的数倍甚*数量级增加。
富氧燃烧与烟气再循环的结合
1）由于NOx的**率随着烟气再循环率的增加而增加，富氧燃烧可提高燃烧效率及燃尽度。富氧燃烧后可增加烟气再循环量，进一步增加氮氧化物的还原反应。
2）大部分循环流化床锅炉密相区床料(床压)分布极其不均匀，为保证燃烧**就必然增大流化风量，富氧加入的设计初衷是为了打破密相区上不快速喘流床的状态，打破现有流场不均匀状态，使一次风中的烟气量**，起到**流化的作用，增加二次风氧浓度，风量不增加的情况下，也可以提高燃料的燃尽度。
3）由于循环流化床烟气再循环中需要二次风补充氧量去促进燃烧，就需要增加二次风的风量，但燃烧会导致飞灰含碳量的提高。二次风中应用富氧可无需增加二次风风量，使氮气量减少，氧浓度提高，这样飞灰含碳量会**。
烟气再循环与富氧燃烧和SNCR的结合是解决氨法脱销有关问题方法
选择性催化还原脱硝在炉膛内850~1150℃这一狭窄的温度范围内进行，在无催化剂作用下，NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NO，基本上不与烟气中的O2作用，据此发展了SNCR法。
在850~1150℃范围内，NH3还原NO的主要反应为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2
当温度更高时，(1150℃)NH3则会被氧化成NO，即：
4NH3+502→4NO+6H2O
实验证明，低于850℃时，NH3的反应不**，会造成所谓的“氨逸出”，而温度过高（1150℃），NH3氧化NO的量增加，导致NOX排放浓度增大，所以SNCR方法的温度控制是*关重要的。
关于在脱硝剂脱硝过程中，“氨逃逸”问题不仅造成“二次污染”，而且，**影响锅炉尾部烟道省煤器、空预器等受热面，造成受热面的腐蚀和泄漏，严重影响设备正常运行。其二，大量“氨逃逸”会造成除尘器湿度超标，造成布袋除尘器布袋粘灰，阻力增加，如湿度超过布袋除尘器保护值，保护动作，烟气通过除尘器旁路进入脱硫，造成烟尘超标。三、“氨逃逸”过大，在脱硫塔内过量氨气与二氧化硫反应，生成亚硫酸氢铵，脱硫长时间运行，形成的亚硫酸氢铵影
