超低排放下燃煤电厂氨排放特征

燃煤电厂采用SCR(选择性催化还原)脱硝过程消耗大量的氨,同时存在氨逃逸和氨排放问题.为了掌握超低排放燃煤机组的氨排放程度、脱硝氨逃逸情况以及各环保设施对氨的协同脱除能力,为燃煤电厂氨减排政策制定和氨减排技术研发提供支持.在京津冀大气污染传输通道城市中选取11个城市中的14台机组,采用例如DL/T 260—2012《燃煤电厂烟含脱硝装置性能验收试验规范》的标准方法用稀硫酸吸收烟气中的氨再结合分光光度测试方法,对环保设施多个位置的烟气中氨进行浓度测试.结果表明:①氨排放浓度介于0.05~3.27 mg/m3之间,平均约0.95 mg/m3,通过烟气排入大气中氨的浓度不高;②测试的14台机组中有7台机组(约50%)脱硝氨逃逸值高于设计值(2.28 mg/m3),说明脱硝氨逃逸超过设计值呈普遍现象,个别电厂脱硝氨逃逸严重,氨逃逸亟待解决;③环保设施对逃逸氨具有较好的协同脱除能力,平均脱除率约为64.86%.建议对于SCR脱硝氨逃逸严重的机组,对SCR出口烟道截面氮氧化物(NO_x)实施网格式测试,在此基础上实施精细化精准喷氨、优化流场、提高SCR脱硝运行水平(或采用专业化运维),从源头上减少氨耗量,降低系统能耗和氨排放.      

SCR脱硝机组空气预热器堵塞治理建议

燃煤机组安装SCR脱硝装置后,空气预热器堵塞成为普遍现象,严重影响机组的安全性、经济性。通过对空气预热器堵塞物成分分析,提出治理空气预热器堵塞技术路线,结合实际运行中出现的问题,探寻SCR脱硝机组氨逃逸率高、SO_3浓度高、排烟温度低的原因,并且分析这些因素对空气预热器堵塞程度的影响,建议从保持催化剂活性,确保NO_x浓度,氨逃逸率均匀分布,防止氨过喷,降低入炉煤含硫量,提高锅炉排烟温度等方面,综合治理空气预热器堵塞,并提出详细的建议。     

水泥炉窑中低温催化脱硝技术中试性能

利用中低温SCR脱硝技术路线对水泥窑炉进行深度脱硝,设计建设了烟气处理量为10000m³/h的SCR中试实验装置,考察了在SNCR装置后烟气中未能反应的NH₃进一步在SCR（selective catalytic reduction）装置的脱硝效果,并分析了不同入口NO_x浓度对脱硝率的影响.结果表明,所研究的水泥厂仅采用SNCR（selective non-catalytic reduction）和低氮燃烧技术,能够将烟气中的NO_x控制在100~135mg/Nm³,在不喷氨的状态下SCR系统的脱硝效率可达到50%以上,说明SNCR反应存在着一定懂得氨逃逸;在SCR系统补充喷射氨气后,SCR脱硝效率有显著的提升,可提到至80%以上.通过低氮燃烧、SNCR与SCR等脱硝技术的联合使用,可将水泥炉窑烟气中NO_x的排放浓度控制在50mg/Nm³以内,满足超低排放要求;将经过较长时间稳定运行后催化剂从系统中取出,进行成分、孔径分布和脱硝活性对比,结果表明催化剂内部微孔会被部分堵塞,导致比表面积降低,但经吹扫处理催化剂的脱硝效率可恢复,说明催化剂在水泥窑炉烟气条件下长期运行未出现中毒现象.     

燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术探讨

烟气脱硝是目前世界上最为常见的减少NO_x排放的方法,而燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)的应用更为广泛。本文就从催化剂设计、喷氨量控制、实际应用案例三个方面入手,针对燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术展开实际的探讨。     

引入化学反应的600MW火电机组烟气SCR脱硝性能模拟

以600 MW火电机组现有SCR脱硝装置为研究对象,应用CFD软件完成建立模型、划分网格、选择数学模型、设置边界条件、模拟计算等工作,最终得出SCR脱硝系统流速分布及Cv值、压力损失、NH3分布及逃逸浓度等结果。结果表明:SCR脱硝系统流速分布均匀、偏差符合设计要求,NH3与烟气混合均匀,氨逃逸浓度低。     

基于线性控制的SCR脱硝分区喷氨工业性试验

为了分析SCR脱硝分区喷氨技术的应用效果,采用1 000 MW、750 MW、500 MW三种工况的分区喷氨脱硝装置进行工业性试验。结果表明:A侧反应器和B侧反应器出口NOx相对标准偏差≤19.7%,氨逃逸率小于2.28 mg/m3(标态、干基、6%O2),出口NOx排放浓度小时均值小于50 mg/m3(标态、干基、6%O2);在锅炉燃烧较为稳定的情况下,基于出口NOx浓度场线性反馈控制的分区喷氨技术可以实现SCR出口全截面NOx浓度的均匀分布。     

燃煤电厂SCR脱硝系统数值模拟研究进展

我国现役燃煤电厂完成超低排放改造后部分出现NO_x排放不达标的现象,为解决燃煤电厂该工程实际难题,对燃煤电厂SCR脱硝系统数值模拟研究现状进行了综述并开展了横向对比研究。结果表明:为进一步提高SCR脱硝系统数值模拟精确度,应采用非均匀的烟气入口边界条件和采用考虑基于灰层抑制的焦炭燃烧模型;导流板改造应加入对导流板厚度与烟道内烟气流动特性关系之间的考虑;喷氨系统及混合器改造是导致改造成本及引风机能耗较高的重要原因,对工程改造与改造后能耗增加的成本和节省催化剂成本间的对比研究是未来研究的热点。基于上述结论,提出了燃煤电厂SCR脱硝系统工程改造的技术路线,以期为工程实际提供理论指导及技术支撑。     

600 MW燃煤机组多变截面SCR脱硝系统流场及喷氨优化

流场均匀性对脱硝效率有重要影响,喷氨格栅(AIG)上游和催化剂入口标准速度偏差是衡量流场均匀性的重要指标。采用FLUENT6.3软件对某600 MW超临界燃煤机组的SCR烟气脱硝系统内流场进行数值模拟,主要针对空塔布置时,在烟道多变截面和弯头处出现的流场充满度差、低速三角区、高速冲刷区和低速回流区进行优化。模拟结果显示,采用不同倾角的"直板"、"圆弧"型、"平直—圆弧—平直"型和"圆弧—平直"型导流板可以有效抑制烟道弯头处烟气速度分离的现象。将AIG上游标准速度偏差从空塔时的58.60%降低到9.43%,催化剂入口速度偏差从空塔时的86.31%降到8.60%。提高了NH_3与烟气的混合效果,氨氮摩尔比维持0.81左右,脱硝效率从69.76%提高到92.37%,NH3逃逸率由1.9×10~(-5)降低到2.9×10~(-6)。     

BCH-TX脱硝助剂在催化裂化装置的应用

催化裂化装置催化剂再生系统排放的烟气包含二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物,是炼油厂的主要污染源。随着脱硫脱硝装置的投入运行,负荷高、压降大、氨逃逸等新问题陆续出现,对装置长周期运转带来威胁。为了降低催化裂化再生烟气脱硫脱硝设备负荷,减少脱硝系统的喷氨量,在催化裂化装置再生系统中应用BCH-TX脱硝助剂后,对催化剂活性产品性质和收率基本无影响;当脱硝助剂维持在催化剂总藏量的2.08%左右时,再生烟入口NOx质量浓度可降至300 mg/m³以下。     

SCR脱硝技术在水泥窑烟气治理中的应用进展

基于水泥窑烟气氮氧化物治理的SCR脱硝技术和水泥生产配套问题,分析了水泥窑烟气特点和治理难点.综述了目前关于水泥窑烟气4种SCR脱硝技术工艺流程和布置,比较了不同SCR脱硝技术的适应性和优缺点,并对SCR脱硝技术在水泥窑的工程应用、中试及研究成果进行了介绍.对水泥窑SCR脱硝过程中出现的高粉尘、粒度小、催化剂中毒问题进行了详细分析,提出了解决方法,最后从满足水泥窑氮氧化物治理工业应用的角度,对水泥窑烟气治理SCR脱硝技术和催化剂进行了展望.     

氨法烟气脱硫工程中注氨的方式与方法

介绍了氨法脱硫在安徽金源热电厂的应用中,通过合理的注氨方式来提高脱硫效率,若注氨位置或注氨控制方式不当会引起出口烟气逸氨超标。该项目采用的新型氨法脱硫工艺是将氨分别注入吸收塔及铵盐氧化罐,并通过控制溶液的pH值来控制脱硫系统注氨量,并采用变频注氨泵使注氨量能快速、准确地根据入口二氧化硫含量调节注氨流量,使氨法脱硫能经济有效地运行。     

游离氨(FA)对氨氧化过程氨逃逸影响试验

为探究高游离氨(FA)对氨氧化过程氨逃逸的影响.本试验采用序批式活性污泥反应器(SBR),以短程硝化污泥为研究对象,基于批次试验,考察不同FA浓度梯度下,氨氧化过程氨逃逸的变化规律.结果表明,当0.62 mg·L~(-1)FA7.7mg·L~(-1)时,水中游离态氨(NH_3)和水分子(H_2O)结合,生成较稳定的NH_3·H_2O,几乎未发生氨逃逸.当FA浓度较高时(FA687.1 mg·L~(-1)),氨氮未被氧化成氧化态氮[曝气结束时氧化态氮(NO_x~--N)浓度0.1 mg·L~(-1)],但总氮(TN)损失量却达到了269.7 mg·L~(-1),因此,NH_3·H_2O通过挥发作用使得NH_3从水中逸出.在较高FA浓度条件下,氨根离子(NH_4~+)会以NH_3形式被吹脱,从而发生氨逃逸.在226.6 mg·L~(-1)≤FA≤711.8 mg·L~(-1)范围内,氨逃逸速率(FEV)随着FA浓度的增加而增加.     

氨水精馏法制液氨工艺及其在污水汽提装置的应用

阐述了氨水精馏法制液氨工艺的技术经济特点，分析了炼厂生产液氨的质量问题，指出了采用“氨水精馏法制液氨工艺”是含硫含氨污水汽提装置提高经济效益、社会效益的有效途径     

氨氧化菌混培物在微量NO2气氛下的氨代谢特性

用普通活性污泥经120d富集,得到氨氧化菌混培物,氨氧化菌浓度提高300倍.在NO2/O2混合气氛下进行氨氧化试验,结果表明,无分子氧时,氨氧化菌能以NO2为电子受体氧化氨,并产生NO;加入氧气后,氨氧化速率明显提高,最高速率[33(mol NH4 -N/(g MLSS(h)]发生在混合气体中NO2和O2浓度分别为1.79(mol/L和9.38mmol/L时;在NO2浓度为0.89～1.79(mol/L范围内,O2能够强化基于NO2的氨氧化反应,当NO2浓度增大至6.71(mol/L时,氨氧化速率却降低.部分NO被O2氧化,使得反应器出口气体中NO2浓度高于进口.试验过程中产生约20%氮损失,这与氨氧化和厌氧氨氧化相互耦合产生气态含氮产物(N2、NO、N2O)有关.     

环状扩散采样管的研制及其在大气氨测定中的应用

为解决采样过程中气体与颗粒物之间的相互干扰的问题。在国内首次研制出新型大气痕量气体采样装置－环状扩散管,并应用于采集大气中的氨。在大气条件下对氨的收集效率可达９７％,检测限为０．１５μｇ／ｍ＾３,与滤膜法和湿式环状扩散管进行了对比实验。结果表明三者基本一致,从１９８５年到１９９２年,在４－５月份测定了北京中关村地区大氨浓度,其变化范围４．６－４０μｇ／ｍ＾３,平均浓度１７μｇ／ｍ＾３。     

负压蒸氨法处理油母页岩高浓度氨氮废水的试验

通过对抚顺某炼油厂在油母页岩干馏过程中产生的高浓度氨氮废水进行负压蒸氨试验,总结出压力、水温、pH、水力停留时间等相关参数对蒸氨效率的影响。     

氨氧化菌混培物在O2/微量NO2下的氨氧化动力学

运用序批式试验,在无分子氧条件下,确定了好氧氨氧化菌的NO₂型氨氧化动力学方程,得到了最大氨氧化速率［q_NO2,max=0.144　mg·(mg·h)^-1］、二氧化氮半饱和常数(k_NO2=0.821 μmol·L^-1）和二氧化氮抑制性常数（k_i=1.721 μmol·L^-1）.在微量NO₂气体中添加2% O₂氧气后,氨氧化速率明显提高,最大氨氧化速率发生在体积分数2% O₂和50×10^-6 NO₂的条件下,达到0.198 　mg·(mg·h)^-1.在21%　O₂和微量NO₂条件下,氨氧化速率继续大幅度提高;在21%　O₂和100×10^-6　NO₂时氨氧化速率达到0.477 　mg·(mg·h)^-1,比无NO₂空气曝气条件下氨氧化速率高3倍.提出了NO₂表观强化氨氧化函数的概念,建立了在O₂和微量NO₂混合气体下的氨氧化动力学方程,利用2%　O₂和微量NO₂条件下的实验结果验证了动力学方程,讨论了NO₂强化氨氧化的机理.     

厌氧消化过程氨抑制研究进展

厌氧消化作为一种可获得能源的可持续生物处理技术,在实际工程中得到了广泛应用。在厌氧消化过程中,氨抑制被认为是影响其整体效能的重要因素。虽然氮是厌氧消化系统中微生物新陈代谢所必须的元素,但是厌氧消化体系中过高的氨氮往往会抑制微生物的正常生命活动,尤其是产甲烷菌。重点介绍了国内外厌氧消化氨抑制最新的机理研究,详细阐述了其主要的影响因素和消除措施,包括微生物驯化、p H值调节、温度控制及C/N比调节等,为厌氧消化技术工程应用的未来研究提供一定的借鉴和参考。     

总氨氮在餐厨垃圾厌氧消化系统中的积累及其抑制作用

为研究总氨氮(TAN)在餐厨垃圾中温干式厌氧消化系统内的积累及抑制作用,在单相完全搅拌式(CSTR)反应器内进行餐厨垃圾中温厌氧消化,反应器在3 g·L-1·d-1(以VS计)的负荷下连续运行230余天,期间不断监测TAN及其余物化指标的变化.试验结果表明,TAN在系统内的积累呈现先快后慢的趋势,且不会持续积累,而是积累到一定程度后会保持稳定.游离氨(FAN)是氨抑制中起主导作用的因素,FAN大于150 mg·L-1时就会影响到系统效率;大于200 mg·L-1时会影响系统稳定性;大于300 mg·L-1后会产生强烈抑制,引发稳态型抑制,甚至导致系统出现泡沫.此外,氨抑制会影响系统产气动力学,导致产气速率降低,产气量减少.寻找合理的措施消除氨抑制对保障系统稳定运行具有重要意义.     

湖泊沉积物中氨氧化微生物的amoA基因数量

采用定量PCR方法测定了4个湖泊沉积物中氨氧化微生物的amoA基因数量,并分析了其与环境因子之间的关系. 结果表明:小南湖AOA(氨氧化古菌)和AOB(氨氧化细菌)的amoA基因数量最多,分别达2.1×104和2.8×103copies/g(以干质量计,下同);梁子湖仅检测到了AOA amoA基因的存在,平均值为4.9×103copies/g. 东湖和汤逊湖的AOA amoA基因数量比较接近,约为3.0×103copies/g,然而AOB的amoA基因数量在这2个湖泊中仅分别为37和86copies/g;在这些采样点中,AOA的amoA基因数量是AOB的3~278倍. 统计分析发现,随着湖泊营养水平和间隙水中ρ(NH₄+)的上升,AOA和AOB的amoA基因数量均呈增加趋势,但ρ(NH₄+)增加对AOB的促进作用要大于AOA,导致AOA和AOB的amoA基因数量比值与间隙水中ρ(NH₄+)呈显著负相关. pH上升对2类氨氧化微生物的抑制作用则与ρ(NH₄+)增加对它们的促进作用相反. 沉积物中amoA基因数量与间隙水中ρ(NO₂-)无显著相关性,但与ρ(NO₃-)呈显著正相关. 由于ρ(NH₄+)与ρ(DO)之间呈显著负相关,因此认为ρ(DO)与氨氧化微生物amoA基因数量之间的显著负相关可能更多的是对ρ(NH₄+)与氨氧化微生物amoA基因数量之间紧密关系的一种间接反应.