电厂SCR脱硝数值模拟技术研究进展

选择性催化还原法(SCR)是应用最为广泛的电厂脱硝方法.本文阐述了目前国内外采用CFD软件进行SCR脱硝数值模拟的各项研究,探讨优化SCR脱硝设计的方法.     

烟气流场分布对SCR系统的影响及其优化措施

SCR脱硝系统作为燃煤电厂主要脱除NO_x的方式,SCR系统流场的分布直接影响系统的运行性能。某660 MW电厂SCR系统改造后出现了大范围积灰和磨损的情况,通过现场流场测试和CFD模拟验证,对系统的流场情况进行诊断,并通过CFD模拟优化提出改造方案并进行现场改造。改造后再次通过流场测试显示:流场分布大大改善,系统运行更加稳定。     

沿面放电氧活性物质注入协同SCR脱除烟气中NO_x

为了提高选择性催化还原(SCR)在低温区(200℃)的脱硝性能,提出利用插在烟道中的沿面放电反应器生成氧活性物质,部分氧化NO以实现低温快速SCR脱硝过程.同时,研究了氧活性物质注入实现快速SCR的脱硝性能,考察了氧活性物质注入降低二氧化硫和水蒸汽对SCR反应的影响.实验结果表明:在模拟烟气温度为150℃时,采用氧活性物质注入,部分氧化烟气中的NO以实现快速SCR反应条件下(NO/NO2浓度比为1),脱硝效率为51.9%,比标准SCR提升23%;当模拟烟气中存在SO2或H2O时,氧活性物质注入可有效降低SO2、H2O对SCR脱硝效率的影响.     

导流板对脱硝反应器运行的影响分析

在SCR脱硝系统中,流场均匀性的研究主要是通过计算流体动力学CFD与冷态试验模拟相结合的手段来进行,通过加设导流板对流场进行优化,从而为SCR工程设计提供最优流场建议。本文对多个SCR工程的现场安装和运行情况进行跟踪检查,监测出口NOx浓度和氨逃逸率,观察催化剂磨损情况和导流板积灰、变形现象,从多角度考察导流板的优化效果。     

SCR系统整流格栅支撑梁对流场的影响及优化措施

SCR脱硝系统是年前燃煤电厂脱除NO_x的主要方式。CFD模拟为SCR系统流场优化设计的必要手段。一般设计时会对整流格栅结构和支撑进行简化处理,造成实际安装的整流格栅支撑梁及某些结构引起催化剂前流场不均,进而造成催化剂的严重磨损。以某600 MW机组为例,针对实际运行磨损非常严重的情况,通过CFD模拟对整流格栅系统的支撑及密封结构进行详细模拟诊断,并进一步对其整流格栅结构进行优化设计。结果表明,改造后运行大大减少系统高速区分布,催化剂磨损程度明显降低。     

废弃SCR催化剂再生研究进展

针对烟气脱硝过程中产生的废弃SCR催化剂,分析了SCR催化剂使用现状,探讨了SCR催化剂脱硝原理、失活原因和再生方法,介绍了目前国内外对废弃SCR催化剂进行再生研究的进展,并提出了废弃SCR催化剂循环利用的思路。目前,市场上主流SCR催化剂主要成分为V_2O_5-WO_3/TiO_2,在使用中会因烧结、堵塞、中毒等原因导致SCR催化剂失活,对废弃SCR催化剂进行再生要从机理入手,应深入研究SCR催化剂失活原因,根据具体失活原因采取相应的再生方法。     

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.     

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。     

火电厂SCR脱硝催化剂技术研究进展

选择性催化还原(SCR)法是目前火电厂处理烟气中NOx的主要方法。本文对SCR技术及脱硝催化剂进行了综述,重点介绍了SCR脱硝工艺的影响因素、SCR在火电机组实际运行中的问题及解决策略、SCR催化剂的失活及处理方案。     

SCR烟气脱硝系统物料能量平衡模拟与辅助设计

SCR(selective catalyst reduction选择性催化还原法)脱硝技术是火电厂烟气脱硝技术的主流技术之一,其物料平衡的计算是指导实践及进行工艺设计的重要手段。根据SCR烟气脱硝的技术原理,结合工程实践经验,开发了SCR烟气脱硝物料平衡程序,对SCR系统的主要工艺参数进行了模拟计算,并开发了各设备的辅助设计功能。     

选择催化还原（SCR）脱硝技术的特征

选择性催化还原（SCR）技术是目前燃煤电厂应用最多且最成熟的烟气脱硝技术。本文介绍了SCR烟气脱硝技术的特征,对影响SCR法脱硝效率的多种因素进行了简要分析。     

全尺寸SCR烟气脱硝评价系统的研发

全尺寸SCR烟气脱硝评价系统是以天然气燃烧尾气为基础模拟实际工程的烟气条件,相比电加热升温更加贴近工况条件;利用NH_3催化氧化实现了NO气体的供给,大幅度降低了运行成本;整套系统可实现烟气温度、风量、污染物浓度可调。实验结果表明:空速、NO浓度和系统温度波动较小,长时间稳定运行,且SO_2浓度的改变可以敏感地反映到脱硝效率上,因此适合对全尺寸蜂窝SCR催化剂进行活性评价,研究工业催化剂运行过程中遇到的各种问题。     

利用NH3选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术研究进展

介绍了利用NH3选择性催化还原（sCR）烟气脱硝技术的机理、动力学模拟以及着重介绍了用于SCR过程中的各种催化剂的研究进展,最后分析了在SCR脱硝过程中的主要影响因素。并展望了今后脱硝过程中的方向,是进一步探讨各种催化剂的催化机理,从而研究更为合适的催化剂。     

SCR运行状况监测指标研究及远程监测技术的实现

在对选择性催化还原(SCR)脱硝工艺和反应原理进行概述的基础上,着重研究SCR运行的各影响因素,最终确定SCR运行状况远程监测指标,并分析各监测指标的具体作用,应用可靠的监测数据远程传输技术,建立SCR运行状况远程监测平台,为统计火电厂SCR运行效率、NOx排放量和加强SCR监管提供技术支持。     

典型燃煤电厂废SCR催化剂解析及环境管理思考

目的提出废烟气脱硝催化剂成分解析、产生量预测及处理处置的对策。方法用ICP方法对烟气选择性催化还原脱硝过程中产生的大量废SCR催化剂化学成分等进行分析。采用数学模型对废SCR产生量进行估算,并在此基础上给出将废SCR催化剂列入危废名单的原因。结果在燃煤电厂装机容量的基础上进行理论推算,我国将从2017年开始大量产生SCR催化剂固体废弃物,并会逐年增加,在2020年以后逐步稳定在25×104~30×104 m3/a。废SCR催化剂中Ti的含量最高,约占23.3%~46.2%。W,V,Mo,Ba是SCR催化剂中的活性组分,并且不同SCR催化剂中活性组分的含量并不相同。钒的含量对废SCR催化剂的潜在判定影响较大。SCR催化剂可能会吸附砷、汞、镉等重金属以及各种飞灰成分等物质,从而增加了废SCR催化剂的化学成分。依据《国家危险废物名录》第二条的相关规定,鉴于废烟气脱硝催化剂不排除具有危险特性,且不处理或处理不当可能对环境或者人体健康造成有害影响。基于此,本研究团队将烟气脱硝过程中产生的废钒钛系催化剂建议纳入危险废物统一管理。结论废SCR催化剂是我国近期出现并将长期存在的一种脱硝危废,尚缺乏符合国情的处理处置经验。为了建设"天蓝、地绿、水清"的美丽中国,需要继续探索可行的废SCR催化剂的监督和管理措施,完善各项标准和法规,最终实现对废SCR催化剂进行有效的监管。     

车用柴油机选择性催化还原技术研究进展

选择性催化还原技术(SCR)是目前唯一可以同时改善柴油机排放和燃油经济性的氮氧化物(NOX)净化技术,而以NH3作为还原剂的SCR技术(NH3-SCR)又是目前最成熟,最具推广前景的SCR技术。文章详细阐述了用于车用柴油机的NH3-SCR技术的反应机理,介绍了温度对SCR反应的影响;列举了典型SCR系统的主要部件并介绍了各部分的功能,以及法规中对车用尿素水溶液(AdBlue)主要指标的规定;总结了目前应用较多的开环、闭环两种控制策略的工作流程及特点,并且分析了各自的优缺点;在柴油机后处理系统集成的角度对SCR与颗粒捕集器(DPF)的两种整合方案进行了分析,对比了两种方案的优缺点;最后分析了SCR技术目前存在的几个问题。     

SCR装置对焦炉煤气燃烧废气中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的协同脱除

研究了某大型焦化厂的选择性催化还原(SCR)装置对焦炉煤气燃烧废气中典型非故意产生持久性有机污染物(UPPOPs)的脱除效果,对SCR装置入口和出口废气和SCR装置降尘中二英(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)和多氯萘(PCNs)的全部异构体进行了分析.结果表明,SCR装置对总PCDD/Fs的脱除效率最高,为94.6%,对总PCBs和总PCNs的脱除率分别为74.7%和78.4%.SCR装置入口和出口废气中UP-POPs同系物的分布模式明显不同,入口处以高氯取代为主,出口处以低氯取代为主.SCR装置对高氯取代UP-POPs有更好的脱除效果.催化还原和催化氧化降解同时发生是SCR装置脱除废气中UP-POPs的重要机制.     

过渡金属元素掺杂改性SCR对零价汞的催化氧化性能

为提高商用SCR催化剂对Hg0(零价汞)的催化氧化活性,研究了过渡金属对其进行掺杂改性的方法,并利用固定床反应平台考察了不同试验条件下改性催化剂对Hg0的氧化效率. 结果表明:Y、Zn、Ni和Zr等过渡金属的掺杂可明显抑制SCR催化剂的催化活性,而Fe、Cu掺杂改性SCR催化剂对Hg0的催化氧化性能有显著提升. 在反应温度为350 ℃、空速比为370 000 h-1、φ(HCl)为1×10-5的条件下,Fe、Cu掺杂改性的SCR催化剂对Hg0的氧化效率均能达到90%以上,并且Fe掺杂改性后的SCR催化剂的脱硝性能也未受到明显影响. 借助XRD和XPS等表征手段,对反应前后Fe掺杂改性SCR催化剂进行了研究,表明Fe改性SCR催化剂遵循Mars-Maessen和Langmuir-Hinshelwood机制,可明显提高对Hg0的催化氧化效率,因此,应用前景较好.      

浅析燃煤电厂SCR催化剂砷中毒对脱硝系统的影响

SCR催化剂砷中毒是燃煤电厂脱硝系统运行中常见的问题,通过对烟气中As来源和催化剂砷中毒机理的介绍,结合某燃煤电厂300MW机组实例进行分析,总结出SCR催化剂砷中毒对电厂脱硝系统和下游设备造成的影响,并给出了降低SCR催化剂砷中毒影响的建议。     

钒钛系SCR脱硝催化剂砷中毒研究进展

砷中毒是SCR脱硝催化剂失活的重要原因之一。本文阐述了SCR脱硝催化剂的砷中毒机理,介绍了最近SCR脱硝催化剂砷中毒理论及再生方法的研究进展。并且,列举了砷中毒脱硝催化剂的主要再生技术,对比了不同再生方法的原理和优缺点。并对脱硝催化剂的再生研究前景进行了展望。