选择性非催化还原系统对垃圾焚烧发电厂锅炉腐蚀的影响

选择性非催化还原(SNCR)系统能有效减少垃圾焚烧发电厂烟气中NOx排放浓度。但SNCR系统以尿素为还原剂，会对锅炉水冷壁产生腐蚀，大大降低了水冷壁的使用寿命。因此，对SNCR系统腐蚀锅炉水冷壁的问题进行了综述，并提出了短期和长期治理的方法。

随着我国经济的快速发展，国民生活质量的日益提高，垃圾收集转运体系的更加完善，城市生活垃圾收集量越来越多，并且每年还在以一定的速度快速增长。城市生活垃圾不仅量多，而且所含组分构成复杂，如不合理处置，随意放置，严重影响城市市容，甚至出现垃圾围城现象，并且会造成环境污染问题。

目前，我国城市生活垃圾的处理方式主要以填埋、焚烧、堆肥等方式进行处理。过去，比较常见的是垃圾填埋方式。然而，传统的垃圾填埋处理不仅占用大量土地，还存在二次污染、病毒传播、高浓度垃圾渗滤液等问题。

垃圾焚烧发电技术虽然出现较晚，但近年发展十分迅速。垃圾焚烧发电具有减量化、无害化、资源化等优势，是目前国际上垃圾处置最流行的方式之一。

1选择性非催化还原系统

城市生活垃圾中含有大量含氮化合物，焚烧过程中会产生大量含有NOx的烟气，会造成大气污染。目前常用的降低锅炉NOx的排放主要为烟气脱硝技术和低NOx燃烧控制技术。垃圾焚烧发电厂所常用的烟气脱硝技术包括选择性非催化还原SNCR技术以及选择性催化还原SCR技术，两者可以有效降低NOx的排放浓度。

SNCR技术与SCR技术都可达到我国现有垃圾焚烧发电厂氮氧化物的排放控制标准。

但两者对比，SNCR技术系统简单，不需要催化剂，占地面积小，投资较少，能量消耗小，运行成本低，并且对现有垃圾焚烧电厂锅炉的改造也较简单，是目前采用较多的烟气脱硝技术。但如果未来对NOx的排放限制进一步降低，SNCR则不再能满足需求，需要采用成本更高的SCR技术或SNCR/SCR技术。

SNCR技术主要方法是将尿素或氨水等作为还原剂，以水溶液作为载体，在炉膛适当的位置喷入尿素或氨水溶液，使过热烟气(900~1100℃之间)中的NOx与溶液中的还原剂发生反应，生成氮气、水和二氧化碳。反应过程如下：

NH2CONH2+2NO+1/2O2→2N2+CO2+2H2O(1)

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(2)

尿素因为其运输、存储以及使用都较氨水更加简单安全，并且尿素不易燃烧和爆炸，在SNCR脱硝技术中被更为频繁的选中和使用。此外，喷射尿素溶液作为还原剂，在锅炉炉膛中穿透性更好，能与烟气有较好的混合效果，脱硝效率更高，所以更适用于大中型锅炉的脱硝。

2锅炉腐蚀问题

城市生活垃圾焚烧炉与常规的燃煤锅炉相对，燃料含有大量的塑料、橡胶、化工制品等，成分复杂多变，焚烧炉内的燃烧工况也十分复杂。垃圾焚烧锅炉内高温烟气中不仅含有各种酸性气体和盐类蒸汽，伴随着烟气的还有大量成分复杂的飞灰颗粒。这种情况下锅炉腐蚀情况凸显了出来，解决腐蚀问题成了垃圾焚烧发电厂能够有效稳定运行的关键问题之一。

锅炉腐蚀一般可分为低温腐蚀、高温腐蚀和SNCR腐蚀。低温腐蚀多出现在温度为135℃的区域，是由凝结的硫酸和含氯气体引起，这类腐蚀对温度变化很敏感，因此在设计锅炉时要尽量避免出现低温区域。高温腐蚀相对复杂，只出现在蒸汽锅炉的被加热的表面。如蒸发加热表面和过热器的管壁，高温腐蚀可以通过使用高合金材料得到缓解。SNCR腐蚀随着SNCR脱硝技术的普遍应用而成为垃圾焚烧发电厂锅炉腐蚀的又一个重要原因。

3SNCR系统对锅炉水冷壁的腐蚀影响

3.1SNCR腐蚀

在发电厂SNCR系统实际运行过程中，发现使用SNCR系统的锅炉水冷壁出现了严重的腐蚀问题，其腐蚀特征是：(1)水冷壁金属表面没有腐蚀产物;(2)腐蚀部位出现不规则坑洞。SNCR腐蚀会引起锅炉水冷壁泄漏，甚至造成被动停炉，影响了发电厂的正常运行。

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