某电厂600 MW机组烟气脱硝系统性能评价

对烟气脱硝系统进行性能评价,有助于脱硝系统寿命管理和安全运行。以某火电厂600 MW机组选择性催化还原（SCR）烟气脱硝系统为例,介绍了烟气脱硝系统的评价过程与评价方法。通过测试一系列基础参数,包括脱硝效率、反应温度、SO2/SO3转化率、氨逃逸率、催化剂压降、催化剂内烟气流速及飞灰浓度等,掌握了此台机组脱硝系统的主要性能。试验结果表明,该SCR脱硝系统性能良好。为防止高温下SO2/SO3转化率升高及高负荷下催化剂内烟气流速过高,对该脱硝系统的运行调整提出了建议。     

SCR脱硝催化剂宏观性能评估和寿命预测方法研究

针对实际烟气流场和飞灰沉积对选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂寿命预测有较大影响的问题,在对大量现场和实验室测试数据进行研究基础上,提出了用SCR脱硝反应器潜能来表征和衡量实际烟气条件下的催化剂整体宏观性能。结合催化剂活性表征方法,构建了SCR脱硝催化剂宏观性能评估和寿命预测方法,用反应器潜能劣化函数宏观预测催化剂剩余寿命,再通过每层催化剂活性劣化函数,可得到具体的催化剂增加、更换或再生方案。以某1 000 MW机组为例,对NOx超低排放改造方案进行了比选,结果表明：低氮燃烧改造和旧催化剂再生均是提高脱硝装置性能的经济有效方法,二者相结合,效果最佳。     

SCR脱硝催化剂寿命管理研究

催化剂是燃煤电站SCR脱硝系统的核心,其在运行过程中会缓慢失活,及时更换失活催化剂或者加装新催化剂是保证SCR脱硝系统高效经济运行的关键。以氨逃逸量为评判标准,基于SCR反应器的基础模型和催化剂失活模型,建立了符合脱硝工况实际的催化剂寿命管理模型。该模型以氨氮摩尔比小于1的真实工况为建模条件,综合考虑了反应器入口氨氮摩尔比以及反应器内部各层催化剂入口氨氮摩尔比变化,经与实际催化剂失活时间进行比较,证明所建模型准确,假设催化剂运行工况恰当。在此基础上,根据催化剂更换或者加装情况,给出12种可能的催化剂管理方案,并以催化剂使用寿命为评价标准,从中获得了最优方案。     

基于数值模拟的1000MW燃煤机组SCR脱硝系统设计

烟气和NH3在反应器内速度场和浓度场分布是否均匀直接影响SCR技术的脱硝效率。采用FLUENT软件、结合多孔介质模型和组分输运方程对某1000 MW燃煤机组SCR脱硝系统进行数值模拟,获得了4种方案的速度场和浓度场。结果表明:加装导流叶栅和整流格栅,反应器内第一层催化剂入口断面烟气速度不均匀性小于15%。在获得最佳流场的前提下,涡流混合器保证了氨与烟气在反应器中的充分掺混。通过冷态模型试验验证了数值模拟的可靠性,数值计算有效地指导了SCR脱硝系统的设计。     

燃煤电厂运行中脱硝催化剂的性能检测评价与分析

选择性催化还原（SCR）脱硝催化剂的性能直接影响SCR脱硝系统的脱硝效率和运行状况。对某燃煤电厂SCR脱硝装置系统运行28 000 h催化剂的外观、理化特性和工艺特性进行了检测与分析。结果表明,该催化剂整体性能保持较好,但其活性与新催化剂活性之比K/K₀值已低于催化剂化学寿命期满时的阈值,为满足脱硝系统的达标排放,需及时更换催化剂或对催化剂进行再生处理。根据运行中脱硝催化剂的性能检测与分析结果,对脱硝系统的优化和经济运行提出了合理的建议。     

不同运行时间烟气脱硝催化剂性能对比分析

为研究运行时间对商用SCR烟气脱硝催化剂性能的影响,采用多种分析仪器对厦门某燃煤电厂SCR脱硝反应器中运行了10 080、25 145、30 288、40 368 h的催化剂（V2O5（WO3）/TiO2）进行试验与分析。试验结果表明：（1）SCR脱硝催化剂在运行30 000余小时后,SCR脱硝装置的脱硝效率低于60%,已不能满足燃煤电厂脱硝要求,需对催化剂进行更换或活性再生处理。（2）运行时间的增加会对催化剂孔道及内部介孔产生影响,从而间接影响脱硝效率。（3）随运行时间的延长,催化剂表面活性组分有一定的流失;催化剂表面水溶性离子和重金属元素均有增加的趋势。（4）4种催化剂试样表面未产生明显的活性组分与助催化剂二者的团聚,并且催化剂载体在运行了40 000余小时后仍保持锐钛矿晶型。     

某330 MW机组烟气脱硝系统超低排放性能诊断与分析

超低排放改造后,一些电厂NO_x排放未达到预期目标。为解决此类问题,以某330MW超低排放机组为例,对运行了15500h的烟气脱硝装置进行现场勘查、运行资料收集,并对运行催化剂进行取样检测,逐一排查NO_x超标排放的原因。研究结果表明：SCR脱硝系统设计裕量低,催化剂主活性成分V₂O₅含量偏低,催化剂微孔数与活性点位数减少导致脱硝效率下降,加之反应器入口NO_x浓度偏高、负荷变化频繁、喷氨响应不及时,造成SCR脱硝装置出口NO_x浓度超过50mg/m³。建议加强锅炉优化运行,尽量避免入口NO_x浓度大幅度波动,提高喷氨响应速度,并应新增1层催化剂,将现有2层催化剂进行再生,以确保NO_x排放浓度稳定达标。     

2×75t/h煤粉锅炉烟气SNCR+SCR混合脱硝工艺设计及应用

结合山西某热电厂2×75 t/h煤粉锅炉烟气脱硝工程实例,详细阐述了SNCR工艺系统、SCR反应器、喷枪安装、锅炉尾部烟道改造,并对运行效果进行分析。结果表明,SNCR+SCR混合脱硝工艺具有较高的脱硝效率,SCR反应器设置1层催化剂,配合SNCR工艺,脱硝效率可达75%左右,适用于NO_x含量较高的中小型燃煤锅炉烟气脱硝,满足环保排放要求。     

宽负荷SCR脱硝系统的全负荷拓展技术探索

为了实现选择性催化还原(SCR)脱硝系统全负荷运行,减少环境污染,机组启动过程中使用宽负荷SCR脱硝系统进行全负荷脱硝系统试验:通过锅水循环泵(简称锅水泵)流量调节阀和锅水泵出水调节阀控制省煤器再循环流量,同时通过省煤器水旁路调节阀控制省煤器旁路流量,在保证设备、系统安全的前提下,减少了启动过程中省煤器的吸热量,提高了SCR脱硝反应器入口烟温,使得并网前SCR脱硝反应器入口烟温达到脱硝催化剂最低温度要求,从而投入SCR脱硝系统运行。     

选择催化还原(SCR)脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用(上)

针对燃煤电厂采用高尘选择催化还原(SCR)脱硝装置时可能遇到的问题进行分析,并对设计SCR反应器和选择适合的催化剂方面提出了建议。在选择催化剂时,针对中国煤要考虑催化剂活性位潜在积灰,以及飞灰中高CaO含量所引起的催化剂的失活。以台山电厂600 MW机组和阳城电厂600 MW机组及美国肯塔基州Elmer Smith电站150 MW机组的SCR脱硝工程为例进行了说明。     

选择催化还原(SCR)脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用(下)

针对燃煤电厂采用高尘选择催化还原(SCR)脱硝装置时可能遇到的问题进行分析,并对设计SCR反应器和选择适合的催化剂方面提出了建议。在选择催化剂时,针对中国煤,要考虑催化剂活性位潜在积灰以及飞灰中高CaO含量所引起的催化剂的失活。以台山电厂600MW机组和阳城电厂600MW机组及美国肯塔基州Elmer Smith电站150MW机组的SCR脱硝工程为例进行了说明。     

W型锅炉SCR脱硝装置积灰原因分析与治理

某电厂W型火焰锅炉燃用高灰分无烟煤,SCR脱硝反应器催化剂、导流板、整流格栅、支撑钢梁积灰严重,造成了流场不均匀和催化剂堵塞,影响了SCR脱硝系统的性能。根据运行经验和CFD技术,分析得出SCR脱硝装置积灰的原因是设计不合理、催化剂选型不合理、流场不均、吹灰效果不佳、长期低负荷运行和燃煤灰分远超设计值。通过采用烟气流场优化及1∶10物理模型试验,对导流板、整流格栅和顶部烟道进行了改造,同时将蜂窝式催化剂更换为板式催化剂,加装声波吹灰器。改造后运行3个月,对脱硝装置进行内部检查,反应器水平烟道、导流板积灰明显减少,整流层未见积灰,催化剂表面和孔隙无积灰、堵塞现象,证明所采取的各项措施有效解决了SCR反应器内积灰、催化剂堵塞问题。     

失活SCR烟气脱硝催化剂再生工艺工业试验研究

SCR烟气脱硝催化剂在广泛使用的同时,失活催化剂大量产生。对失活催化剂进行再生,经济和环保意义重大。以某燃煤电厂运行了近25000h的失活SCR烟气脱硝催化剂为研究对象,在分析催化剂失活原理基础上,对催化剂再生过程中主要影响因素（压缩空气吹灰压力、超声清洗时间、清洗液硫酸浓度等）进行研究,并介绍失活催化剂再生处理步骤,包括清灰、预清洗、深度清洗、活性组分负载、热处理等。各类检测结果表明,采用所研发的方案进行再生,失活催化剂中碱金属、碱土金属及硫酸盐等污染物被有效清除,催化剂通孔率高达98.7%,比表面积明显恢复,相对活性提升至99%,抗压强度及单层催化剂SO₂/SO₃转化率符合使用要求,即失活脱硝催化剂各理化、工艺性能及其机械强度得到了有效恢复,可以再安装于脱硝反应器中继续使用。     

超低排放形势下SCR脱硝工程改造现状的调查

为达到“煤电节能减排升级与改造行动计划（2014—2020年）”要求,超低排放改造工作在燃煤电厂全面展开。对49个电厂已完成烟气超低排放改造的132台机组安装的SCR脱硝催化剂现状进行了调查,对脱硝机组的类型、烟气温度、入口粉尘浓度、入口NO_x浓度和超低排放要求下脱硝催化剂的改造方案进行了统计和分析,并对超低排放改造前后SCR脱硝催化剂不同催化剂层间体积的变化进行了比较,同时结合部分改造案例分析了超低排放改造设计过程中值得注意和改进的事项,以进一步保障脱硝系统的达标排放和安全经济运行,给后续开展烟气脱硝超低排放改造机组的设计和建设提供借鉴。     

烟气脱硝SCR装置运行性能评估

对某台600MW机组锅炉烟气脱硝SCR装置的性能和催化剂特性进行了评估。结果表明,机组满负荷时脱硝装置的最高脱硝效率仅有65%,飞灰的硫酸钙及其它物质造成催化剂堵塞阻碍NOx和NH3向活性颗粒的扩散,是导致催化剂活性下降,脱硝效率降低的主要原因。对此,可通过化学清洗及再生以恢复催化剂活性。     

燃煤电厂实际烟气脱硝催化剂性能检测中试平台建设与应用

为准确掌握SCR(选择性催化还原)脱硝催化剂各阶段时期脱硝性能,合理地对脱硝催化剂进行全寿命管理,依托某发电厂3号机组搭建了利用发电厂实际烟气的SCR脱硝催化剂性能检测和寿命管理中试平台,以在国内某装机容量为330 MW的燃煤机组脱硝系统上运行20 000 h的脱硝催化剂和与其结构、成分相同的新鲜脱硝催化剂作为样本,在该中试平台进行脱硝效率、氨逃逸率、 SO2/SO3转化率、压降等性能指标的检测,可为发电厂脱硝系统的应用性、安全性和经济性提供保障。     

某330MW机组SCR脱硝系统运行优化调整试验分析

通过对某330 MW机组选择性催化还原法(SCR)脱硝系统进行运行优化调整试验分析,阐述在不同负荷下的系统脱硝率、氨逃逸浓度、SO2/SO3转换率、系统入口烟气流场、系统阻力、系统温降及温度场等运行特性,为后期机组运行排放达到环保指标,提高脱硝效率并减少氨逃逸,实现对喷氨系统进行精确调整提供技术依据和必要的数据,也为其他SCR系统进行优化调整试验研究提供借鉴的思路。     

新建300 MW机组SCR烟气脱硝装置影响研究

根据SCR烟气脱硝技术在某电厂新建300 MW机组上的设计和使用情况,阐述了SCR烟气脱硝装置在该电厂的工艺概况、布置方式和主要设计参数,分析了该装置对机组经济性、其它设备及系统的影响,提出了相应的解决措施.实践证明,该炉燃用煤种变化大、催化剂高含尘布置方式、不设置反应器烟气旁路、锅炉点火及稳燃用减压渣油的特点容易造成纯氨消耗量大、氨逃逸率高、SO3和NH3负作用、催化剂失去活性及老化等问题.     

V2O5-WO3/TiO2基催化剂SCR法脱硝试验研究

以工业级锐钛型TiO2为载体制备了V2O5-WO3/TiO2脱硝催化剂,通过BET、XRD、SEM等方法对微观结构进行表征.并在SCR反应器中测试其脱硝性能.自制催化剂比表面积较小,晶相仍为锐钛型,温度为330-4000℃、O2浓度大于1%、NH3/NO为0.9～1、空速比为24 000 h-1,脱硝效率达到80%以上,N2O生成率,NH3逃逸率及SO2氧化率均能够满足电厂脱硝的要求,并且因工业级TiO2粉体价格较低可降低催化剂成本.     

燃气轮机与燃煤机组SCR脱硝催化剂特性比较

通过对燃气轮机组（以下简称“燃气机组”）与燃煤机组在NO_x排放政策要求及SCR工艺中催化剂特性方面的对比,论述了在燃气机组应用SCR脱硝技术的必要性,分析了燃气与燃煤机组SCR脱硝工艺在催化剂布置、结构、成分及脱硝效率等方面的特性差异。研究结果表明,燃气机组因SCR工艺烟气温度低、基准氧含量高,入口烟气中NO_x、SO₂和粉尘含量少,催化剂通常布置于余热锅炉内部中压蒸发器之后,设计脱硝效率一般为30%~70%,适应于宽松的氨逃逸控制策略。燃气机组脱硝催化剂通常单元孔数高于40×40、长度短于350 mm,活性组分（V₂O₅）与助催化剂成分（WO₃）含量常规显著高于燃煤烟气脱硝催化剂,并且燃气机组SCR工艺中催化剂的化学失活与机械受损速率较慢,具有较长的使用寿命。此外,燃气机组脱硝催化剂的检测方法应有别于现行标准中对于燃煤机组脱硝催化剂的常规检测要求。