二甲胺废液用于循环流化床锅炉脱硝的工艺研究

欧阳连燚，曾再兴，苏标杰

（福建省福能龙安热电有限公司，福建 福鼎 355200）

摘  要：通过在150tV/h高温超高压循环流化床锅炉反复试验，证实质量浓度为3%～10%的二甲胺废液可以作为锅炉正常运行工况(分离器入口温度880~950℃）的脱硝还原剂，实现锅炉烟气NOx排放浓度<50mg/m³；同时在试验过程中发现锅炉在低负荷、启停炉等特殊工况下（分离器入口温度400~620℃），也可实现锅炉烟气NOx排放浓度<50mg/m³。研究比对二甲胺废液脱硝和氨水脱硝的副产物成分，证明锅炉采用二甲胺废液脱硝，石膏中的二氧化硅、磷、硫、氣等成分有轻微上升，飞灰中的硫、磷、氧、钙等成分也略为升高，浆液中的COD、铁、铝、砷、锌、铜等含量均有不同程度上升，但均不影响石膏、灰、渣、浆液品质，锅炉排放烟气无其他次危害产物，符合规范要求。

关键词：二甲胺废液;脱硝剂；锅炉效率;副产物；NOχ排放

0 引言

福建省福能龙安热电有限公司（以下简称“龙安热电”）配置4台循环流化床锅炉，均采用SNCR+SCR脱硝工艺。SNCR脱除NOx的机理是利用氨（NH₃）或尿素[CO（N₂H₂等还原剂，在喷射入锅炉之前进行机械雾化或者加热蒸发雾化，经过炉内高温烟气（880~950℃）加热分解为NH₃和NH₂，最后将烟气中的NOx还原成N₂和H₂O，正常运行工况下脱硝效率可达80%，但锅炉处于低负荷、启炉、停炉等特殊工况时，烟气温度低于最佳反应温度，导致脱硝效率<50%，甚至出现烟气 NOx含量>50mg/m³。

福鼎市龙安工业园区是以合成革产业为主，二甲基甲酰胺（DMF）是皮革生产中一种最为常用的有机溶剂。目前，国内外大部分合成革厂家产生的DMF废液处理工艺主要是通过回收工艺回收有用的溶剂，然后采用生化等方法进行净化处理，实现内部回用或使各指标达到国家规定的排放标准后再进行外排。在回收溶剂DMF时，产生的废水中的二甲胺（DMA）常常会以低浓度（0.1%~0.5%）残留在其中。这些废液会散发出恶臭，对周围环境产生严重污染，随意排放将对环境造成严重的污染，并威胁人类的身体健康。

仔细比对NH₃和DMA的化学分子式，可看出DMA是NH，的2个氢被甲基取代。经研究发现，甲胺类物质在中温条件下可分解产生H₂、CH₄、NH₃、HCN，具有SNCR还原剂的脱硝特性，同时适用于中温段（400~800℃）的脱硝特性，其最佳脱硝效率>80%。因此，探索研究采用DMA废液作为锅炉脱硝剂非常有意义。

1 DMA脱硝试验

1.1 原有脱硝工艺

龙安热电一期1～3号锅炉是华西能源股份有限公司生产的高温超高压循环流化床锅炉，额定蒸发量150t/h，蒸汽温度540℃，额定蒸汽压力13.7MPa，这3台锅炉分别于2017年3月、4月和2018年9月投入运行；4号锅炉是太原锅炉厂生产的亚临界超高温循环流化床锅炉，于2024年4月投人运行。4台锅炉烟气脱硝均采用SNCR+SCR工艺，脱硝还原剂为氨水。

研究选择3号锅炉作为试验对象，原有SNCR脱硝工艺流程：将质量浓度大约为20%的氨水与除盐水混合后，通过输送泵输送至氨水分配模块，分成10个支路，各支路的氨水与压力为0.3~0.5MPa的压缩空气混合后通过双流体喷枪喷人分离器人口烟道，氨水遇高温烟气热分解成NH₃，并与烟气中的NOx，进行反应生成N₂和H₂O，从而达到控制烟气NOx排放的目的。锅炉氨水喷射点布置10个点，其中左右两侧旋风分离器人口喉口处各布置4个喷氨点；左右中心筒上部位置各1个点，具体喷氨点布置示意图见图1。

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