煤粉燃烧过程强化脱硝技术研究

为进一步提高炉内燃烧过程的脱硝效率,尤其是解决燃用挥发分低的贫煤和无烟煤时炉内NO_x排放浓度高的问题,基于高温燃尽区喷氨还原NO机理,提出了多级燃尽风布置区的高温强化还原区喷氨脱硝技术——多级强化还原煤粉燃烧技术(MERC)。借助50 kW下行燃烧炉,开展了氨氮比(RNSR)、还原剂与烟气混合程度、还原剂载气等关键技术参数对脱硝效率的影响,同时开展了MERC和SNCR对比试验研究,并进行了MERC技术的工程应用试验。结果表明:采用双支喷枪对喷能提高还原剂与炉内烟气的混合程度,双支喷枪对喷使脱硝效率从单支喷枪的45%提高到70%;空气作为载气,氨氮比超过1. 2时,NO浓度在500～700 mg/Nm~3,随着氨氮比增加,NO_x浓度先升后降;烟气作为载气时NO_x浓度大幅降低,仅为100 mg/Nm~3左右,因此还原剂的载气中含氧量越低,越有利于增强高温中喷氨还原NO的效果,还原剂载气需尽可能降低氧含量或采用无氧媒介。通过对比SNCR和MERC试验结果发现,氨氮比小于2时,常规SNCR的NH3耗量高于MERC;氨氮比超过2. 5后,NH3同NO的反应趋于饱和,过量的NH3同SO_2发生反应生成(NH4)2SO3和NH4HSO3,这是工程上出现SNCR过量喷尿素后造成空气预热器堵塞的原因。对某电厂125 MW燃煤锅炉进行低氮改造,由于该电厂1、2号锅炉燃用无烟煤+贫煤+烟煤的混煤,2015年低氮燃烧系统改造后一直存在锅炉出口NO_x浓度不稳定的情况,尾部脱硝装置入口最低在500 mg/m~3以下,最高为1 200 mg/m~3。为确保改造达到超低NO_x排放目标值,在原有燃烧优化试验+SNCR改造+SCR优化提效的设计方案的基础上增加了燃尽风前的尿素喷枪。结果表明:炉内脱硝效率高于65%,结合锅炉尾部SCR装置能实现烟囱位置NO_x浓度不高于30 mg/m~3的超低排放,达到了预期效果。     

330 MW发电机组贫煤燃烧NO_x排放特性及控制

针对330 MW贫煤锅炉开展了低氮燃烧系统的现场试验,研究了炉膛出口以及SCR前后的NO_x排放情况,还考查了NO_x浓度随烟道深度和锅炉负荷的变化情况。结果表明:炉膛出口的NO_x浓度基本维持在600 mg/m~3左右。NO_x排放浓度与取样位置有关,现场检测NO_x时要在断面合理布点。在炉内低氮燃烧+SCR共同控制下,贫煤锅炉在不同负荷下都可实现烟气出口NO_x浓度≤50 mg/m~3。SCR系统正常运行情况下脱硝效果较好,但存在氨耗量较大,催化剂堵塞、磨损、低负荷情况脱硝效率较低等问题,建议对于贫煤机组可以采用SNCR+SCR的联合脱硝方法,增加氨气在系统内停留时间,提高脱硝效率,避免氨逃逸。     

基于多层烟气再循环技术的链条锅炉NO_x排放研究

为了研究多层烟气再循环技术对链条锅炉NO_x排放的影响,在1台70 MW链条炉排热水锅炉中,采用上、中、下多级配风的烟气再循环技术进行NO_x排放改造。研究不同烟气再循环比率和不同循环烟气通入炉内位置对NO_x排放的影响。结果表明:当烟气再循环率为15%时,采用上、中、下多级配风式烟气再循环技术,链条炉的NO_x排放可达到最优,最高脱硝效率达20.3%。试验表明多级烟气再循环配风方式明显优于仅底部喷风,可有效降低NO_x排放。     

循环流化床锅炉脱硝工艺经济性分析

循环流化床锅炉炉内低氮燃烧无法满足排放要求时,需要对排烟进行进一步净化。烟气净化工艺主要有SNCR脱硝和SCR脱硝。为了比较2种工艺的经济性,建立了技术经济分析模型,对比分析了满负荷时的经济技术指标。结果表明:脱硝剂价格、催化剂价格和年运行时间是影响脱硝成本的主要因素,尿素价格对SNCR脱硝成本的敏感度最大,液氨对SCR脱硝成本的敏感度大于催化剂价格。SNCR脱硝的运行成本和总成本相对较低时要求NO_x浓度分别低于140和228 mg/m~3。基于入口NO_x浓度200 mg/m~3,对SCR工艺和SNCR工艺的经济性比较表明,当尿素价格低于3 402元/t时,SNCR总成本较低;当液氨单价高于3 300元/t时,SNCR工艺总成本更经济;在催化剂和年运行时间研究波动范围内,SNCR总成本始终最低、最经济。SNCR-SCR联合脱硝工艺不具备经济优势,且入口NO_x浓度为151～273 mg/m~3时总成本最高。超低排放循环流化床锅炉技术可以改善SCR工艺和SNCR工艺的经济性,并使SNCR工艺的优势更为突出。     

高效煤粉工业锅炉低氮控制技术

借鉴国内外主流低氮减排技术,通过对原有技术优化升级,开发出新一代煤粉锅炉NOx联合控制技术,进一步发掘了煤粉燃烧器的低氮潜力,并将煤气化空气无级分级低氮燃烧与烟气再循环技术进行耦合。经工业试验验证,应用后锅炉尾气NOx排放可达200 mg/m3以下,结合SNCR烟气脱硝技术,NOx排放可降到100 mg/m3以下。通过以上低氮措施,煤粉锅炉系统NOx控制水平得到提升,满足并优于国家最新环保标准。     

煤矿链条锅炉烟气SNCR脱硝工艺设计

大气中氮氧化物严重影响人体健康和生态环境,根据《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271—2014)的要求,煤矿锅炉应采取脱硝措施。介绍了陕北某煤矿链条锅炉烟气SNCR脱硝的工艺设计。烟气经处理后氮氧化物排放浓度为140～200mg/m~3,脱硝效率23%～46%。结果表明,煤矿链条锅炉由于氮氧化物初始值不高,排放指标要求相对较低,宜采用SNCR脱硝工艺,充分发挥其设备简单、投资低、工期短的优点,未来还可作为超净排放的辅助手段,继续发挥功效。     

某80 t/h循环流化床锅炉低氮燃烧改造实践

对某循环流化床锅炉燃烧系统和低氮排放机理进行了分析,通过对一、二次风的风率和烟气再循环技术改造来增强分级燃烧效果,降低炉膛燃烧温度,减少烟气含氧量,从而遏制氮氧化物(NO_x)的形成。低氮燃烧改造实施后,辅助非选择性催化还原(SNCR)脱硝,使锅炉烟气达标排放。     

煤泥循环流化床锅炉通过试运行考核

正近日,中国科学院工程热物理研究所自主研发的循环流化床高温低氮燃烧技术的兴隆庄75 t/h煤泥锅炉示范项目顺利通过了168 h试运行考核,投入商业运行,锅炉满负荷下,NO_x原始排放浓度为38 mg/m~3,直接实现了低于50 mg/m~3的NO_x超低排放目标,锅炉热效率达到90%以上。采用该技术锅炉可节省烟气脱硝装置投资成本近400万元,年运行成本节省近30万元,技术推广到全国循环流化床工业锅炉,     

烧成系统中CO对SNCR系统运行效率 的影响及应对措施

分析了当烧成系统煤燃烧不完全对SNCR系统运行效率的影响,结果表明:煤燃烧不完全使得窑尾烟气中CO浓度上升,会明显降低SNCR系统的脱硝效率,必须通过大幅提高SNCR系统的氨氮比从而满足环保排放要求(320mg/m~3,标况下),这样不仅大幅提高了系统运行成本,而且造成烟囱氨逃逸增加。通过调节雾化压力、调整喷枪布置、脱硝反应区温度等措施来降低系统运行氨水耗量。结果表明:雾化压力、喷枪布置对系统氨水耗量几乎没有影响,降低反应区温度可显著减小系统氨氮比,同时保持排放满足环保要求,说明反应区CO的存在会拉低SNCR系统的最佳温度窗口。     

燃煤锅炉低温烟气氧化脱硝工程设计

对SCR法脱硝与低温氧化法脱硝技术进行了详细比较,综合运行成本及生产安全等考虑,宜都兴发3×30 t/h链条锅炉脱硝改造工程采用低温氧化法脱硝技术。该脱硝工程采用高效烟道反应器,改造后NO_x排放质量浓度从380 mg/m~3最大可降低到14 mg/m~3以下。脱硝效率大于90%,达到了超低排放标准。     

20t/h链条炉低氮燃烧改造的工业试验

文章研究针对20 t/h链条炉实施的低氮燃烧改造技术,提出改善煤炭分布、烟气再循环、优化配风方式等措施,考察了炉膛温度、炉排转速、风机频率等因素对烟气含氧量和NO_X排放浓度的影响。结果表明:排除煤种和炉排分布等外因,改造后烟气含氧量下降了2%~3%,烟气NO_X排放浓度能达到200 mg/m~3以下。低氮燃烧技术是链条炉烟气NO_X控制技术的首选,但考虑到链条炉存在多变负荷和煤种频繁变化的特点,单靠低氮燃烧难以实现NO_X的长期达标排放。     

循环流化床锅炉SNCR脱硝技术优化改造

为实现循环流化床锅炉NO_x 排放达标,阐述了我国目前NO_x 控制方法及应用情况。以尿素、氨水为还原剂,结合我国西北某电厂循环流化床锅炉脱硝情况,介绍SNCR脱硝原理、主要工艺流程和设备组成等,分析了300 MW循环流化床锅炉使用SNCR脱硝的优势,结合循环流化床锅炉自身特点,对原有SNCR设备进行改造,并对改造后效果进行分析。结果表明,通过调整测点位置,优化控制逻辑,还原剂调节阀动作明显较之前更为准确,NO_x 排放更加稳定;将水平烟道的喷射方式由水平对射改造为错列对射,并错开0. 3 m距离,让更多烟气接触到还原剂,提高反应效率;通过改变运行方式,减少一次风量,加大上二次风的供应量,可减少10%的NO_x 原始排放量。改造后SNCR脱硝装置可控制NO_x 排放值低于50 mg/Nm~3(以NO2计,按O2浓度6%折算),脱硝效率高于85%,氨氮比不高于1. 8,氨逃逸数值由7×10~(-6)降为3×10~(-6),有效提升脱硝效率和系统稳定性。     

循环流化床锅炉低氮燃烧技术试验研究

为解决某130 t/h循环流化床(CFB)锅炉氮氧化物(NO_x)原始排放较高的问题,采取了分离器提效改造、增加烟气再循环(flue gas recirculation,FGR)、提高二次风入射高度等低氮燃烧改造措施,并且进行了燃烧调整试验。试验结果表明,额定负荷下,氧含量维持3.3%~3.8%,NO_x原始排放浓度由改造前300~350 mg/Nm~3降至245 mg/Nm~3;空预器前氧含量3.3%或3.8%时,脱硝氨水消耗量均呈上升趋势;氧含量2.2%时,氨水消耗量达400 kg/h,且反应器出口NO_x质量浓度为110 mg/Nm~3;中心筒出口烟温随FGR开度的增大而升高,氨水消耗量先降低后升高;中心筒出口烟温随上层二次风门的关小逐渐降低,氨水消耗量先降低后升高。结果表明,对于反应器出口NO_x排放,氧含量存在一个最佳范围;FGR开度与二次风入射位置均对燃料的后燃现象影响显著,后燃严重时会导致选择性非催化还原反应(SNCR)脱硝效率降低,甚至失效。     

循环流化床锅炉超低排放（低氮燃烧+SNCR）探索及实践

山东省某化工企业现有3台循环流化床锅炉,近几年来历经了两轮减排技改,锅炉排放烟气中的SO_2、烟尘指标已达超低排放要求,影响烟气达标排放的主要污染物是NO_X。为此,在对国内脱硝工艺和市场深入考察调研的基础上,综合考虑诸多因素,最终选取"低氮燃烧+SNCR"优化组合脱硝工艺于2019年9—10月先行对3#锅炉实施了超低排放改造。3#锅炉改造后的运行考核结果表明,烟气NO_X排放指标达到《火电厂大气污染物排放标准》(DB 37/664—2019)超低排放要求。鉴于"低氮燃烧+SNCR"优化组合工艺投资低、施工周期短、不增加占地、系统运行安全可靠、节能减排效益显著的技术优势,目前该企业正在对1#、 2#锅炉实施同样的改造。实践表明,"低氮燃烧+SNCR"优化组合脱硝工艺尤其适用于未预留脱硝装置场地的老锅炉改造,可作为中小型循环流化床锅炉脱硝超低排放技改的首选工艺路线。     

煤粉锅炉低氮燃烧及SNCR联合脱硝技术研究

为了解决煤粉锅炉脱硝改造中遇到的NO_x浓度高、受空间约束等问题,选取包钢热电厂1台130 t/h煤粉锅炉为研究对象,从技术原理、改造难点等方面分析,提出了适合煤粉锅炉脱硝改造的"低氮燃烧+SNCR"工艺路线:对主燃烧器进行低氮燃烧改造,降低主燃烧器标高,增加高位燃尽风口;炉膛上方设置多层喷枪,上下错落布置;脱硝还原剂采用尿素;选用大流量单孔喷嘴。结果表明:该路线综合脱硝率70%,NO_x排放质量浓度小于180 mg/Nm~3,达到了环保要求。     

生物质锅炉烟气脱硝工艺技术研究

收集整理了生物质成型燃料锅炉大气污染物排放的国家标准和部分省市的地方标准,统计了6个生物质焚烧锅炉的燃料工业分析和灰分分析数据,对生物质锅炉的排放标准、燃料特性、烟气特性进行了研究,调研了可供生物质锅炉烟气脱硝选择的7种技术,并重点介绍了选择性催化还原技术(SCR)及其3种布置形式。通过对7种脱硝工艺及其优缺点进行细致的分析与研究,建议在NO_x排放浓度要求不严的区域,优先选用低氮燃烧技术、选择性非催化还原技术(SNCR)(或替代技术)者两者结合;在要求NO_x实现超低排放的区域,可选用低氮燃烧技术、SNCR技术(或替代技术)、SCR技术或多种联合脱硝技术。     

SNCR+SCR脱硝效果的影响因素分析

SNCR+SCR联合脱硝是当前中小型循环流化床锅炉烟气脱硝的主要工艺选择。本文从SNCR+SCR联合脱硝实际运行效果出发,分析了不同锅炉运行状态下NO_x的排放情况。主要结论如下:SNCR+SCR脱硝工艺能够满足当前NO_x脱硝超低排放要求,但仍要注意氨逃逸问题。烟气含氧量的适当增加有助于SNCR+SCR脱硝;炉膛温度上升导致NO_x初始生成量上升,在喷氨控制不佳的情况,NO_x排放浓度上升。氨的投加量并不是越多越好,需建立合理的氨投加控制方法,实现NO_x的稳定排放。     

SNCR脱硝技术在液态排渣煤粉工业锅炉中的应用

为了检验选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术在高效低NO_x液态排渣煤粉工业锅炉中的应用效果，本文在一台8.4MW有机热载体锅炉炉膛内开展了SNCR脱硝技术工业化试验研究。选用尿素作为还原剂，搭建了工业化SNCR脱硝试验平台。在10%、15%、20%三种浓度尿素溶液下进行了不同尿素溶液喷射量、不同氧含量、不同锅炉负荷下的SNCR脱硝试验研究。试验结果表明，提出的“低NO_x燃烧+SNCR脱硝”耦合技术方案是可行的，SNCR脱硝效率在80%以上，完全能够达到烟气中NO_x低于50mg/m³的超低排放要求。     

水泥企业脱硝减排SNCR工艺

SNCR比较经济的脱硝效率是在55%以下,如控制SNCR脱硝效率达到60%甚至更高的脱硝效率,SNCR运行投入成本会大幅度增加,因此水泥企业烟气脱硝片面追求SNCR脱硝效率只会大幅增加脱硝成本和二次污染,选择基本措施(采用优化窑和分解炉的燃烧制度、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中NOx的生成量)+选择性非催化还原技术才能保证在NOx的排放浓度减少最经济。源头消减才能更经济更好地满足《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)规定的大气污染物特别排放限值要求。     

CFB锅炉SNCR脱硝技术常见问题及对策

为降低火电燃煤机组烟气NO_x排放,介绍了循环流化床(Circulating Fluidized bed,简称CFB)锅炉选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction,简称SNCR)脱硝系统原理和方法,对该技术在CFB锅炉应用中存在的问题进行归纳,为该技术的推广应用提供支持。以国产330 MW CFB锅炉的SNCR脱硝法为例,分析了该脱硝法的工艺特点,对工程应用中出现的脱硝效率偏低、氨水耗量大、氨逃逸浓度高等问题进行分析,提出改变喷枪布置位置、锅炉低氮燃烧优化、喷枪雾化效果优化等对策。工程应用表明,CFB锅炉SNCR脱硝技术成熟,脱硝效率完全满足环保要求。