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.      

一种SCR脱硝装置喷氨混合系统的结构优化设计

氮氧化合物是主要的大气污染物之一,已经成为我国大气污染控制的重点。SCR(selective catalytic reduction)烟气脱硝技术因其脱硝效率高、运行稳定而成为目前应用最为广泛的烟气脱硝技术。当前SCR烟气脱硝工程存在的主要问题之一是氨气的逃逸率过高,喷氨混合系统的混合强度和均匀度是影响氨气逃逸率的重要因素。针对该问题采用计算流体动力学的方法优化设计了一种SCR脱硝装置喷氨混合系统,采用该种喷氨混合系统可以有效提高氨气与烟气在催化剂表面的混合均匀度,使氨气与烟气中的氮氧化物在催化剂表面充分反应,有效降低氨气逃逸率,同时降低SCR脱硝工程成本。     

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。     

某600MW燃煤电厂SCR蜂窝式脱硝催化剂性能检测与分析

脱硝催化剂性能检测与评估是SCR脱硝系统运行管理的一项重要工作,本研究对某600MW燃煤电厂在役蜂窝式脱硝催化剂性能进行了检测、分析,掌握了催化剂样品整体性能现状。检查了催化剂外观情况,对催化剂理化特性(微观比表面积、化学成分、机械性能(磨损率、抗压强度))、工艺特性(脱硝效率、活性、氨逃逸、SO2/SO3转化率)进行了检测。结果表明催化剂存在孔道及微孔堵塞、活性下降现象,活性下降约19%,超过设计值。通过对催化剂性能的检测分析,提出了SCR脱硝系统后续优化运行建议。     

选择性催化还原（SCR）脱硝系统技术参数优化方法的初探

在高温高尘条件下的选择性催化还原（SCR）脱硝系统在实际应用当中还存在着各种问题,如果调整不当会产生脱硝效率不达标、氨气的逃逸率偏高、也会对运行设备造成不必要的安全隐患,因此在投运初期对SCR脱硝系统进行优化是十分必要的。本文主要介绍了几种SCR脱硝系统技术参数的优化方法,并对脱硝系统优化前后的效果进行对比。     

氨法脱硫+低温SCR脱硝工艺在焦炉烟气净化中的应用

以某化工厂焦炉烟气脱硫脱硝工程为例,分析了工艺选择思路、技术原理、系统流程及处理效果。选择低温SCR脱硝技术,以氨气作为还原剂,在SCR反应器内发生选择性催化还原反应,脱硝效率可达89.8%。以氨水作为脱硫剂,在脱硫塔中以逆流喷淋方式和自下而上的烟气接触发生反应,脱硫效率可达98.8%。低温SCR脱硝+氨法脱硫工艺运行稳定,净化后烟气中的二氧化硫、氮氧化物、粉尘颗粒物等污染物含量均达到《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求。     

600 MW燃煤机组脱硝超低排放性能对比评估

对燃煤机组脱硝超低排放进行改造前后的性能对比评估与研究,可为当前正在进行的超低排放改造提供指导与借鉴。以已实现脱硝超低排放的某600 MW燃煤机组SCR脱硝装置为例,评估了该机组脱硝装置超低排放改造前后的脱硝效率、入出口NO_x浓度分布、出口速度分布、氨逃逸、SO_2/SO_3转化率、系统阻力等运行参数,掌握了此台机组脱硝装置主要性能。试验结果表明,该机组SCR脱硝装置在进行超低排放改造后整体性能良好,较改造前各方面性能指标均有所改善,但仍存在流场不均、局部流速过高过低等问题,并相应提出了意见及建议。     

乙烯裂解炉烟气SCR脱硝工艺研究与应用

通过建立乙烯裂解炉及SCR脱硝反应器CFD流场模拟计算模型,完成了上流式一体化脱硝反应器及低压降喷氨内构件开发。工业运行结果表明,在空速5 300 h-1的条件下,烟气中NOx可由109～148 mg/m~3降低至40 mg/m~3以下(最低10 mg/m~3以下,脱硝效率 93%以上),整个脱硝系统压降小于300 Pa,氨逃逸未检出,乙烯裂解炉及脱硝反应器运行稳定,对乙烯裂解炉未造成影响。排放烟气中的NOx不但满足现行标准,也为将来更严格标准预留了空间。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

SCR脱硝反应活化能和指前因子分析

为研究SCR脱硝反应活化能等动力学参数,制备了不同钒含量以及含钨(W)、铈(Ce)、FeSO_4的SCR脱硝催化剂。测定了催化剂的NO转化率,根据Eley-Rideal机理,推算反应化学反应速率常数k、活化能E_a和指前因子A,以及E_a和A的补偿效应。发现SCR脱硝反应活化能随着钒含量的增加而降低,催化剂表面钒氧物种的聚合程度越高,每个活性位参与SCR脱硝反应的活性越低。钨能降低SCR脱硝反应活化能,钨和钒参与脱硝反应时具有协同作用。同样质量百分含量条件下,脱硝反应活化能大小依次为:钒<铈<铁(FeSO_4)。钒质量分数在0.2%～0.6%时,商业SCR脱硝催化剂的活化能可取45.4 kJ/mol,只需要测定1个温度点的NO转化率,就可以预测该催化剂在一定温度范围内的NO转化率。     

700 t/d浮法玻璃窑脱硝技术工艺比选

由于对浮法玻璃窑烟气排放标准的提高,玻璃窑烟气需要进行脱硝系统的增设。文章介绍了目前国内重油浮法玻璃窑的烟气状况及主要脱硝方式。针对某700 t/d重油浮法玻璃窑烟气脱硝项目,对比了几种SCR脱硝布置方式,并通过综合考虑对原有余热锅炉影响程度、施工难度及运行费用等条件后,最终选择了适应于该现场的合理方案。最终方案因对余热锅炉热效率影响小,同时作为相对独立工艺系统无需对余热锅炉进行过多改造而确定为在余热锅炉前增设中高温SCR。     

燃煤电厂烟气脱硝装置的仿真设计研究

文章以选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝系统为研究对象,通过对系统工艺特点和反应机理的研究,建立了一系列仿真数学模型,并以这些模型为基础,设计开发了SCR烟气脱硝系统的仿真设计软件。软件最终编译成可安装的应用软件包,能够脱离开发环境在Windows系统下独立运行。     

基于CFD的SCR脱硝装置内构件的优化设计研究

导流板、整流格栅、喷氨格栅等内构件的型式和布置是保证SCR系统脱硝性能的关键。以CFD数值试验为手段,得出了一典型SCR系统内部导流板、整流格栅和喷氨格栅的优化设计方案,证明了分步优化SCR系统内构件的可行性,得出了SCR系统内构件设置的一些规律。     

SNCR/SCR联合脱硝在燃煤锅炉上的模拟应用

文章介绍了以尿素为还原剂的SNCR/SCR联合脱硝技术在某造纸厂动力锅炉上的应用。利用烟气流场模拟技术重点分析了对75 t/h煤粉炉进行SNCR改造及确定最佳设备参数。经模拟确定在锅炉标高16 m和17 m处各安放尿素喷头为最佳位置方案。通过调试运行,探索出本工艺的最佳运行方式,在负荷65~75 t/h条件下,通过调节尿素喷入量,都能确保NO_x排放量达到排放标准,氨逃逸低于5×10~(-6)。也从实际工程应用中在此证明了联合脱硝技术在中小型燃煤机组烟气脱硝的可行性,具有很深的推广意义。     

火电厂烟气脱硝SCR法应用研究

本文简要论述了SCR法工艺原理,从技术和运行费用角度比较了尿素和纯氨两种常见的催化剂的适用范围,并就SCR烟气脱硝工程中常见问题,提出了具体的解决对策,以供国内电力部门在脱硝工程技术选择时参考。     

低温磁性铁基SCR烟气脱硝的实验研究

在流化床反应器中,以磁性铁氧化物(Fe3O4、γ-Fe2O3)颗粒为床料,氨为还原剂,进行了中低温SCR烟气脱硝实验研究,然后对反应辅加磁场,初步研究磁场对磁性γ-Fe2O3催化剂SCR脱硝的影响,并对床料进行了XRD分析.结果表明,Fe3O4的SCR活性较差,γ-Fe2O3的SCR活性较佳,在250℃其催化脱硝效率能达到90%,但在250℃以上Fe2O3会对氨的氧化起作用,因而在250℃及以下的邻近温度区间是最佳催化温度区间.此外,在150~290℃,外加磁场能促进γ-Fe2O3对NO的吸附,提高脱硝效率,使250℃时的脱硝效率达到95%左右,但在290℃以上,则会降低脱硝效率.为了抑制氨的氧化,发挥磁场对γ-Fe2O3脱硝的作用,适合在200~250℃低温区间内采用γ-Fe2O3催化剂进行SCR脱硝.