影响火电厂烟气脱硝效率的主要因素研究

火电厂氮氧化物排放控制是"十二五"期间我国环境污染治理的重点和难点,选择性催化还原脱硝是未来我国烟气脱硝技术的主流。主要研究了影响火电厂SCR烟气脱硝系统脱硝效率的主要因素,定性分析了反应温度、NH3/NOx摩尔比、入口NOx浓度及接触时间等主要参数与脱硝效率之间的关系。     

利用CFD流场分析对锅炉SCR脱硝烟道接口直角弯头改造

由于部分火电厂燃煤锅炉采用低氮改造+SNCR或SCR脱硝技术的氮氧化物排放浓度达不到现行超低排放标准,因此就必须采用脱硝效率更高SCR脱硝技术对原有系统进行改造,由于SCR对烟气温度要求和厂区场地限制,SCR脱硝系统烟气的引出和接入位置空间狭小(2m～4m),进出烟道甚至要共用烟道壁板,这样就产生烟气偏流和烟道内积灰现象。本文首先以某燃煤锅炉烟气脱硝工程的直角弯头改造为研究对象,采用FLUENT数值模拟方法研究直角弯头烟气的流动分布,在此基础上,对导流板进行优化设计,直角弯头在改造前积灰严重,影响锅炉工况,经改造后积灰状况得到极大改善,保证了系统正常运行。     

SCR脱硝工艺计算实例分析

NOx是世界上主要的大气污染物之一,随着火电行业的不断发展,我国NOx的排放量不断增加。对此,我国陆续出台一系列指标,严格控制NOx的排放。NOx控制技术较多,其中,SCR技术最为成熟、应用范围最广,具有处理效率高、反应温度低、运行可靠等优点。SCR工艺计算中,关键工艺计算主要包括脱硝效率、还原剂消耗量、稀释风量、催化剂体积和SCR反应器尺寸。本文简要介绍了SCR的工作原理,并以乌鲁木齐市某热电厂为例,详细介绍SCR关键工艺的计算方法。     

基于BAT-OOPN理论的煤电机组超低排放限值研究

应用由经典Petri网发展而来的面向对象Petri网的理论和方法,将Petri网移植引入绥电超低排放(BAT)工艺中,对绥电超低排放(BAT)数值模拟进行研究。结果表明,在置信水平为99%时,颗粒物、SO2、NOx的浓度正态分布均值置信区间为颗粒物(4.0,4.9),SO2(10.9,14.2),NOx(35.1,39.1);最佳排放质量浓度为:颗粒物1.7 mg/m~3,SO22.0 mg/m~3,NOx19.8 mg/m~3;最差排放质量浓度为:颗粒物7.5 mg/m~3,SO231.0 mg/m~3,NOx47.9 mg/m~3。根据最佳排放浓度指出污染物削减潜力以及绥电减排的空间,可以根据最差排放浓度进行污染源预警;依据仿真结果并结合现有的排放标准,拟定燃煤电厂超低排放限值为颗粒物5.0mg/m~3,SO215 mg/m~3,NOx40 mg/m~3。     

SCR脱硝装置关键断面的流场试验及系统优化

选择性催化还原脱硝是NO X治理最佳技术,其脱硝效率、氨逃逸率与关键断面的流场状况密切相关。以某300 MW机组SCR脱硝装置为对象,在锅炉冷态通风条件下,对SCR反应器入口导流板出口、上层及中层催化剂床层上方0.5 m处3个断面进行流场测试,结果表明:沿烟气流动方向,3个断面A/B侧相对偏差系数分别为0.33/0.40、0.27/0.29、0.16/0.18,均呈现甲乙侧均匀,而前后墙差异大的特点。由于格栅、床层的整流作用,后续烟气流动的均匀性不断改善。通过建立全尺寸三维计算模型,CFD数值模拟优化结果显示,对非等距布置后墙的18个整流格栅逐渐加高,可使上层催化剂床层上方0.5 m处速度偏差从27.0%降到12.2%。     

武钢有限热能电站锅炉烟气净化工艺选择与应用

根据目前钢铁行业超低排放改造要求,燃气锅炉烟气污染物排放浓度的控制标准是颗粒物、SO₂、NO_x排放质量浓度小时均值分别不高于5、35、50 mg/m³。通过对武钢有限热能电站2台220 t/h高温高压燃气锅炉的烟气净化工艺的选择和论证,最终采用低氮燃烧+SCR脱硝+钙基固定床干法脱硫除尘工艺,实现热能电站锅炉的超低排放改造,为其他燃气锅炉的烟气净化治理提供参考和借鉴。     

基于烧结矿催化还原的烧结烟气脱硝试验研究

以烧结矿为催化剂对烧结烟气进行选择性催化还原(SCR)脱硝,研究了反应温度、NH3/NO物质的量比、空速和烧结矿粒径对烧结烟气SCR脱硝的影响.结果表明:烧结矿催化还原烧结烟气脱硝效果明显;烧结矿SCR脱硝的适宜窗口温度为350 ～ 450℃;随NH3/NO物质的量比增大、烧结矿粒径减小、空速(气体流速/催化剂体积)降低,脱硝效率提高;在反应温度为450℃、NH3/NO物质的量比为1.0、空速为3000h-1的条件下,用粒径为0.2～ 1.0 mm的烧结矿脱除烧结烟气中的NO,可以将NO质量浓度从400 mg/m3降到约260 mg/m3.     

玻璃熔窑烟气 SCR 脱硝试验研究

以液氨作为还原剂,在日产500 t的浮法玻璃熔窑上进行选择性催化还原(SCR)脱硝工艺的试验研究。该烟气氮氧化物的原始质量浓度为1 930 mg/m3,通过SCR试验装置,在实际烟气工况下,考查了反应温度、空速、氨氮摩尔比等因素对脱硝效率的影响,综合考虑经济因素,确定了该工艺最佳工况温度为382℃,空速为5 000 h-1,氨氮摩尔比为0.9。试验结果显示,在最佳工况条件下,脱硝效率可达到82.81%,出口处NOX质量浓度为332 mg/m3,NH3质量浓度小于1.0 mg/m3,远低于排放标准中限定的NH3质量浓度(2.5mg/m3)。     

配方型吸附剂脱硫脱硝的实验研究

通过溶胶-凝胶法制得(V_2O_5-WO_3/TiO_2)SCR催化剂,以质量配比为3 1的活性焦和载银沸石为载体制备负载V_2O_5-WO_3/TiO_2得到活性焦-载银沸石配方型吸附剂,利用X射线光电子能谱仪和X射线多晶衍射仪对SCR催化剂进行表征。在固定床实验系统上进行该配方型吸附剂的脱硫脱硝的实验研究。实验结果表明,SO_2质量浓度为3 428 mg/m3、温度为120℃、O_2体积分数为6%、H_2O体积分数为8%的条件下,脱硫效率达到66.67%;当温度升高时,脱硫效率降低;SO_2质量浓度升高时,SO_2脱除效率呈现先增加后降低的趋势;氧气体积分数对SO_2的脱除有较大影响。NO质量浓度为821 mg/m3、温度为180℃、O_2体积分数为6%、NH_3/NO为1的条件下,NO脱除效率达到53.8%;温度升高,脱硝效率增加;NO的质量浓度对NO脱除效率影响不大;NH_3/NO是影响脱硝的一个重要因素,脱硝效率与其比值呈正相关。     

煤电大气污染物超低排放技术集成与建议

当前,我国电力行业烟气治理主要问题包括烟尘有超标排放现象、脱硫系统因煤质大幅波动带来的运行不稳定问题、部分存在"石膏雨"现象、低负荷条件下的脱硝系统运行问题、系统运行管理存在问题等。针对燃煤电厂大气污染物超低排放,提出了烟尘控制、SO2控制及NOx控制技术的集成,其中湿式电除尘是技术集成的核心。同时,针对燃煤电厂大气污染物超低排放技术的实行条件和保障,从重点区域规划范围内电厂环保措施、燃煤电厂环保电价政策、电厂运行管理三方面提出对策建议。     

燃煤电站氮氧化物超低排放关键问题与对策研究

燃煤电站烟气执行超低排放标准后,对脱硝设施的运行、维护和管理等方面提出了更高的要求。通过对近期燃煤电站脱硝系统运行过程中出现的喷氨系统调整、氨逃逸测量、流场与测试仪表测点匹配、运行负荷适应性、控制系统适应性以及催化剂管理等方面问题进行了总结分析,并提出相应的应对策略,可在燃煤电站机组运行和维护过程中获取有益的参考。     

球团烟气SNCR/SCR联合脱硝喷枪位置优化设计

介绍了以氨水为还原剂，SNCR/SCR联合脱硝在某年产120万t链篦机-回转窑球团烟气上的模拟应用。利用CFD技术重点分析了链篦机PH段及SCR反应器内烟气流场，探索喷枪最佳安装位置。结果表明，在链篦机PH段B区开孔，标高为22.1 m/21.5 m是相对较好的布置方式；在SCR反应器入口烟道段，喷枪应安装至烟道中部，间隔1.2 m，效果最佳。该模拟研究为今后球团烟气的改造提供了理论基础。     

油田燃气加热炉低氮改造方案设计

为满足地方环保指标要求,某油田需对场站内的燃气加热炉进行低氮改造.经过对各种常用脱硝方案的比选,最终采用低氮燃烧器+烟气再循环技术方案,实现加热炉排放烟气中NOx质量浓度≤30 mg/m3.该技术方案及改造后处理办法为类似加热炉低氮改造工程提供了借鉴.     

低负荷掺烟对燃煤锅炉NO_X生成及SCR脱硝控制的研究

以某2×330 MW亚临界燃煤锅炉为研究对象,应用数值模拟研究了低负荷下两种一次风掺烟烟气再循环方案对炉内煤粉燃烧以及NOX生成规律的影响,耦合锅炉热力计算研究了SCR入口烟温的变化规律。计算结果表明,合理掺烟方式以及掺烟比能有效降低炉膛出口NOX浓度,提高SCR入口烟温,但掺烟比例过大会影响炉内煤粉正常燃烧;较优的掺烟方案为一次风掺烟20%,同时维持空气量不变,此时炉膛出口NOX排放质量浓度降低了18.29 mg/m3,SCR入口烟温提高了15℃。采用一次风掺烟能有效控制低负荷下锅炉NO_x生成及烟气中的排放。     

街区建筑物对城市交通隧道废气排放的影响

采用大气边界层模式和随机游动扩散模式相连接的模拟方法,对上海市拟建的交通隧道排气口附近街道建筑物区域的气流分布和废气排放物浓度场进行了数值模拟分析,设计了6种方案,并按不同的废气排放形式,分别分析了街区的地面污染物质量浓度分布.结果表明,在建筑物存在的情况下,排风口造成的地面污染物质量浓度的最高值会很大,可达0.44 mg/m3,若换成排风塔,则为0.13 mg/m3; 没有建筑物的情况下,由排风口和排风塔造成的地面污染物最高质量浓度分别为0.11 mg/m3,0.4 mg/m3.当风速增大,质量浓度会降低,最大值分别从0.44 mg/m3降为0.2 mg/m3,和从0.13 mg/m3降为0.1mg/m3.分析表明,建筑物附近的气流特征对污染物扩散会起引导作用: 垂直方向上,导致污染物从高空被带入地面; 水平方向上,使得污染物在下风向堆积; 当风速增大时,地面污染物质量浓度值降低.同时研究表明,对排风塔污染物散布起主要作用的是水平方向的气流结构,而对排风口的污染物散布起主要作用的则是其附近建筑物的背风侧的气流下洗效应和水平流场,因此建筑物背风侧有可能成为重污染区.     

TSLCDM长袋低压脉冲布袋除尘器及其应用

为了使电炉烟气治理过程中污染源的排放达到国家排放标准,提出一种TSLCDM长袋低压脉冲除尘器(简称TSLCDM除尘器)。通过对该除尘器结构、除尘原理以及不同工况下除尘效率和过滤阻力的分析,得到该除尘器的除尘效率>99.9%,压力损失<1200 Pa,最终排出的烟气含尘质量浓度约5.54 mg/m3,满足了国家的超低排放要求,以泉州某公司电炉项目除尘系统为研究对象,证明了该新型脉冲布袋除尘器在电炉烟气治理除尘系统的应用效果,具有很好的经济和环境效益。     

硫化矿活性矿浆烟气脱硫技术适用性探析

重点进行SO_2浓度、液气比、浆液浓度、pH值对脱硫效率影响的试验研究,验证硫化矿活性矿浆脱硫技术的适用性。结果表明,该技术适用于低浓度烟气脱硫工艺,pH值在6.0~6.5,液气比在8~10 L/m3范围内,实现了高脱硫效率、低能耗、安全稳定运行,为行业内低浓度SO_2烟气脱硫开辟了新的途径。     

城市污水处理厂初沉系统沉淀分离特性模拟

利用COMSOL软件模拟和分析了城市污水处理厂辐流式初沉系统三维流态及悬浮颗粒浓度分布状况,并探究颗粒物不同粒径(0.5×10-4m、1×10-4m、2 × 10-4m、3 × 10-4 m)、挡板不同位置(2.5 m、3.0 m、3.5 m、4.0 m)和挡板不同长度(1 m、2 m、3 m),对初沉系统沉淀效果的影响.研究结果表明:1)悬浮颗粒粒径大小对初沉系统内流场和浓度场影响较大,平均粒径愈大,相应的沉淀效果愈好;2)挡板与进水口中心的距离L和挡板长度H对系统的沉淀效果影响明显,当L=2.5 m,H=2 m时,模拟沉淀效果为最优.通过研究掌握初沉系统沉淀和分离特性,并指出可通过优化挡板的位置及长度,构建更为合理的初沉系统运行工况,对进一步指导和优化初沉系统设计革新和建造运行具有一定的实际意义.     

催化裂化再生烟气净化新工艺的应用

全球石油产品需求量日益增加,石油资源劣质化趋势严重,高硫、高氮原油的炼制不可避免。为促进我国劣质原油炼化产业更快、更好的发展,中钢集团天澄环保科技股份有限公司自主研发了"高效袋式除尘+臭氧脱硝+钠法脱硫"的新工艺,并以EPC总承包方式承建60万t/a及80万t/a催化裂化装置建设两套示范工程。装置投产后,催化裂化装置外排烟气污染物浓度大大降低,粉尘、SO_2、NO_x质量浓度分别由1 000、2 000、350 mg/m~3降至17、17、32 mg/m~3,远低于国家排放标准。装置具有良好的操作特性,且运行稳定,能够满足炼化行业长周期运行的要求。     

选煤厂暗道多热源叠加作用对通风排尘特性的影响

为探究选煤厂输煤暗道多热源叠加作用对粉尘颗粒瞬态扩散的影响,采用热-流-固三场耦合理论,利用Fluent软件对通风排尘供暖过程中空间温度分布情况和粉尘颗粒瞬态扩散过程进行模拟研究,并在平朔安家岭选煤厂2125暗道进行试验。模拟结果表明:在内部热源辐射散热的影响下,暗道空间内靠近热源区域形成了明显的温度梯度;热泳力加剧了粉尘颗粒沉积效果,粉尘颗粒更易积聚在设备表面或地面,下部区域粉尘质量浓度高达394 mg/m3。现场试验表明:暗道空间各测点温度的模拟值与实测值基本吻合,验证了热-流-固耦合方法分析封闭空间内多污染热源通风供暖排尘过程中热源散热、气流场流动和粉尘颗粒动力场的三场耦合关系是正确的;明确暗道空间粉尘颗粒逸散特征,对提高降尘效果具有重要意义。