高温主燃区还原性氛围下喷氨脱硝的试验研究

为研究煤粉燃烧过程中高温主燃区NH_3对NO_x还原效果的影响,采用尿素溶液为氨基还原剂,利用一维管式电加热沉降炉分析了氨剂对NO_x在不同反应条件下的还原特性。实验结果表明:主燃区温度为1 573 K时,在过量空气系数α≤0.95条件下,尿素溶液可有效的将主燃区烟气中NO_x还原为N_2,且脱硝效率都随氨氮比n增大而快速升高,当n1.75时,脱硝效率升高速度变缓;在还原性氛围中,相同n时,温度越高,脱硝效率越高,且高挥发分烟煤的脱硝效率大于低挥发分无烟煤所对应脱硝效率;试验条件下,神华烟煤的整体脱硝效率最高可达95%;单独喷水可降低NO_x浓度,但与喷氨工况相比,其降低幅度不明显。     

煤粉锅炉中主燃区喷氨协同SNCR深度脱硝的实验研究

常规SNCR(非选择性催化还原)是在850~1 100℃的烟气中喷入氨基还原剂,实现降低NO_x的目的。另外,SNCR也可以拓展到低氧的条件下,实现较高温度下脱硝,即主燃区喷氨技术。本文将主燃区喷氨技术应用到75 t/h四角切圆煤粉锅炉中,与OFA(空气分级)、SNCR协同实现深度脱硝,实验结果表明:在OFA基础上采用主燃区喷氨技术时,随着氨氮比NSR_1的增加,NO_x排放浓度有明显降低,最佳氨氮比NSR1=1.73,比单一用OFA时还原效率提高了21.9%,无氨逃逸产生;仅采用SNCR技术时,最佳氨氮比NSR_2=1.84,在OFA的基础上NO_x还原效率提高了40.4%,当NSR_21.84时出现氨逃逸现象;在SNCR脱硝效果有限的条件下,在主燃区喷入氨还原剂可进一步降低NOx排放,还原效率可提高17%,并无氨逃逸存在;在SNCR还原效果受限时,主燃区喷氨技术与SNCR协同可实现炉内深度脱硝,并避免氨逃逸问题。     

富燃料区喷氨降低NO_x排放浓度的热态试验研究

对某热电厂75 t/h煤粉锅炉进行了富燃料区喷氨技术改造,以降低NO_x排放浓度。在改造后的实际运行的煤粉锅炉上进行了热态试验,研究了氨氮比、O_2浓度和温度对脱硝效率的影响。试验结果表明:当氨氮比为1.5时,采用富燃区喷氨技术可在空气分级技术改造的基础上,将NO_x排放浓度降低至50%左右;当氨剂喷入位置处的温度超过1200℃时,会引起NO_x排放浓度的增加;当氨氮比为1.5、4角位置处喷射尿素时,空气分级联合富燃料区喷氨可以达到约70%的脱硝率。     

空气分级下主燃区喷氨还原NO_x实验研究

通过在煤粉燃烧实验台上进行测试,研究了空气分级下主燃区喷氨还原NO_x的特性规律及影响因素。结果表明:主燃区过量空气系数K_(SR1)是影响NO_x还原效果的关键因素,当K_(SR1)≤0.85时,K_(SR1)越大,NO_x还原效果越好;强还原性气氛(K_(SR1)=0.65)反而不利于NO_x的还原,最佳工况为K_(SR1)=0.85;当K_(SR1)≤0.85时,温度越高则NO_x还原效果越好;温度T为1 673 K时,NO_x还原效率最高为42.66%;温度越高越利于燃烧中OH、H等中间产物的生成,这是在无氧条件下NH_3还原NO的必要条件。     

煤粉炉高温还原性氛围下NH_3还原NO_x

在一台75,t/h煤粉炉上采用炉内空气分级和低氮燃烧器进行改造,在主燃区创造高温强还原性氛围,在该区域喷入氨还原剂,通过实验研究在高温强还原性气氛下NH_3还原NO_x的影响因素及效果,结果表明:当主燃区过量空气系数(37)11时,喷入尿素溶液后,NO_x体积分数明显低于仅采用空气分级时的工况,当(37)11.15时,则得到相反结果,在富氧条件下NH_3易生成NO_x;在(37)1=0.9时,四角处和侧墙处沿喷枪轴线方向氧体积分数均小于0.4%,,温度在1,200~1,300,℃,该氛围下NH_3可有效降低NO_x;喷射位置在炉膛四角时NO_x排放浓度明显低于在侧墙处,最佳氨氮摩尔比为1.73,且在侧墙处喷入尿素溶液,随着氨氮摩尔比的增加NO_x排放有明显上升趋势;在主燃烧区喷入尿素溶液((37)1=0.9,氨氮摩尔比为1.73)NO_x还原效率为66.5%,,比单独采用空气分级高35.27%,,零氨逃逸.     

燃煤机组选择性催化还原脱硝特性试验

针对某1 000MW超超临界机组的选择性催化还原反应系统,采用数值计算与试验结合的方法研究了该机组选择性催化还原脱硝的性能。建立了燃煤机组燃烧后脱硝系统液氨蒸发器蒸汽质量流量模型;研究了脱硝效率对NH_3质量流量和蒸汽质量流量的影响,入口NO质量浓度对脱硝效率的影响,以及NH_3与NO_x物质的量比、氧气体积分数和反应温度对脱硝效率和SO_2/SO_3转化率的影响。结果表明:脱硝的温度范围为360～370℃,最佳反应温度为367℃;当脱硝效率为80%时,NH_3质量流量和蒸汽质量流量分别为446kg/h和275kg/h;脱硝效率随入口NO质量浓度的升高而提高;当NH_3与NO_x物质的量比为1时,脱硝效率为95.3%,为保证脱硝效率及氨逃逸率,NH_3与NO_x物质的量比应控制在1～1.2;随着氧气体积分数的提高,脱硝效率降低,而SO_2/SO_3转化率增大。     

SCR烟气脱硝系统喷氨适应性调整的试验分析

在选择性催化还原烟气脱硝技术中,为了使还原剂与NO_x充分混合,最理想的状况是使还原剂的质量浓度分布与NO_x的质量浓度分布相一致。主要介绍了锅炉SCR脱硝系统喷氨适应性调整试验的测点布置、测量方法、试验结果与分析等,通过实验可知,调整各喷氨支管手动阀开度可有效提高SCR喷氨适应性,降低氨逃逸量,降低出口NO_x质量浓度。     

基于RBF神经网络的SCR脱硝系统喷氨优化

为实现对电厂选择性催化还原(SCR)脱硝装置喷氨的优化控制,以广东某电厂350 MW锅炉为研究对象,采用径向基函数(RBF)神经网络法,以锅炉负荷、烟气体积流量、SCR烟气温度、脱硝进口NO_x 质量浓度以及喷氨质量流量等为输入变量,以SCR脱硝效率为输出变量,建立输入变量与输出变量之间的关系模型,实现对SCR脱硝效率及脱硝出口NO_x 质量浓度的预测.在满足NO_x 排放标准的前提下,以SCR系统运行成本最小为目标,利用Matlab对该模型进行仿真实验,寻求氨耗成本和电耗成本与NO_x 排放费用的临界点,得到最佳喷氨质量流量.结果表明:最佳喷氨质量流量计算值比实测值或高或低,但在满足NO_x 排放标准的前提下,其SCR系统运行成本呈降低趋势.     

等离子体煤制气还原氮氧化物的特性研究

以等离子体煤制气作为再燃气体,在一维加热炉试验系统上研究了再燃区温度、再燃区停留时间、再燃燃料比例、主烟气含氧量、再燃气体组分份额等因素对再燃降低NO_x排放的影响规律。试验结果表明:还原NO_x效率随着再燃燃料比的增大而提高;随着主烟气含氧量的增大而降低;随着反应温度的升高而提高,当温度升高一定程度时,存在热力型NO_x的生成;提高再燃区的停留时间有利于NO_x的降低,其最佳停留时间为0.6 s,研究结果为等离子体煤制气还原NO_x技术应用提供了研究基础和技术支撑。     

柴油机尿素SCR催化剂储氨特性与氨泄漏影响因素的试验研究

在一台满足国-Ⅳ排放标准的柴油机上对尿素选择性催化还原系统中的氨泄漏及储氨特性进行了试验研究。重点研究了空速、温度及储氨量对氨泄漏的影响。研究结果表明:20 000h-1空速下,从尿素起喷到该工况下最大转化效率所用时间随温度增加而减小;达到饱和储氨量的时间随温度升高呈减少趋势;各工况下饱和储氨量为1.23~8.56g,随温度升高呈下降趋势。250℃催化剂入口温度下,从尿素起喷到该工况下最大转化效率所用时间随空速增加而减少;达到饱和储氨量的时间随空速增加呈减少趋势;各工况下饱和储氨量为2.68~12.10g,随空速增加呈下降趋势。固定空速条件下,随氨氮比增加,NO_x转化效率呈升高趋势,但在250℃以下升幅并不明显;不同氨氮比下的氨泄漏量随催化剂入口温度的升高均呈先升高后降低的趋势。固定催化剂入口温度条件下,不同氨氮比下的氨泄漏量随空速的增加而升高。