热风炉广泛应用于钢铁、石化、建材、干燥等行业,为工艺过程提供高温热风。热风炉燃料以天然气、煤气或重油为主,烟气温度高(300-600℃)、NOx浓度高(尤其是燃气热风炉可达800-1500mg/Nm³)。本文介绍热风炉脱硝的技术方案和选型要点。
天然气热风炉:燃烧温度1300-1500℃, NOx原始浓度800-1500mg/Nm³(热力型NOx为主);煤气热风炉(高炉煤气/焦炉煤气): NOx 400-800mg/Nm³;燃油热风炉:NOx 600-1200mg/Nm³;烟气量通常1000-50000Nm³/h,烟气不含粉尘(燃气)或低粉尘(燃油)。
燃气热风炉优先采用SCR工艺:在余热锅炉或空气预热器后取风(温度300-450℃),正好落在SCR常规催化剂工作窗口。脱硝效率可达90%以上,出口NOx≤100mg/Nm³。以10t/h天然气热风炉为例,烟气量12000Nm³/h,入口NOx 1000mg/Nm³,SCR设计效率85%,出口≤150mg/Nm³,催化剂用量6m²(2层)。
分级燃烧+SNCR组合:适用于无法在余热回收下游取风的场合(温度低于300℃)。通过分级燃烧降低30-50% NOx生成,再配合SNCR达标。以20t/h煤气热风炉为例,采用20%过量空气燃烧+SNCR尿素,效率55%,出口≤360mg/Nm³。
取风位置选择:优先从空气预热器后取风(温度300-450℃),避免高温高尘段;若空气预热器后温度低于280℃,需设置烟气加热器(GGH)或采用低温催化剂。催化剂选型:天然气烟气含SO₂极低(≤50mg/Nm³),可直接选用常规钒钛系催化剂,设计寿命20000h以上。系统组成:SCR反应器+催化剂层+喷氨系统+稀释风机+控制柜。
案例:江苏某建材厂15t/h天然气热风炉,烟气量18000Nm³/h,入口NOx 1100mg/Nm³。要求排放≤200mg/Nm³。采用SCR脱硝系统,取风温度350-400℃。催化剂:蜂窝式18孔,2层布置,共12m³;液氨作为还原剂,消耗约2.5kg/h。运行结果:出口NOx稳定在150-180mg/Nm³,氨逃逸≤2ppm,系统压降约850Pa。
1. 燃气热风炉负荷变化频繁(±30%),SCR系统需具备快速调节能力;2. 天然气含硫极低,但若使用含硫重油需考虑SO₂对催化剂的影响;3. 小型热风炉(<5t/h)优先考虑SNCR,投资更低;4. 系统设计应考虑防爆要求(燃气场合)。
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