尿素法SNCR对大型电站煤粉锅炉运行影响的工业试验

在660MW超临界W火焰锅炉上开展了工业试验,研究了尿素法选择性非催化还原脱硝（SNCR）投运对锅炉热效率、NO _x 排放、SCR入口烟道截面NO _x 分布及炉内烟气温度的影响。结果表明：SNCR系统喷入炉内的水汽化吸热是导致锅炉热效率降低的主要原因,喷入炉内水流量增加1.0t/h,锅炉热效率降低约0.05个百分点;稀释水流量影响尿素溶液在炉内的雾化和分配效果,在尿素用量相同条件下适当增加稀释水流量,SNCR脱硝效率会显著提高;相对于试验负荷下约2400t/h的烟气流量,SNCR喷入炉内的尿素溶液流量相对较少（占0.2%~0.5%）,因此,对炉内烟气温度影响并不明显。在一定范围内调整稀释水和尿素溶液流量对SCR入口烟道截面NO _x 分布的影响并不明显,但是过低的稀释水流量会影响炉内尿素混合效果,进而影响SCR入口NO _x 浓度在烟道截面深度方向上分布的均匀性。     

低氮燃烧器的NOx排放性能及运行优化

为降低锅炉氮氧化物（NO_x）排放浓度,综合利用烟气内外循环、旋流燃烧、稳焰技术等原理,本文设计出一种适合燃气锅炉的扩散式低氮燃烧器。在2.8MW燃气锅炉上进行了工业试验,同时展开了数值计算。通过工业试验及数值计算表明：燃料消耗量、过量空气系数和烟气外循环率都影响着NO_x的排放浓度,但三者影响程度不同。随着锅炉燃料消耗量的增加,NO_x排放浓度增加;随着过量空气系数的增加,NO_x排放浓度先增加而后降低;随着烟气外循环率的增加,NO_x排放浓度降低。针对本燃烧器,当烟气外循环率控制在28%～40%范围内,过量空气系数只需满足燃气充分燃烧,NO_x排放浓度都会低于30mg/m³;当烟气外循环率超过40%易出现燃烧不稳定现象,低于28%时,NO_x排放浓度会高于30mg/m³,不能满足排放要求。     

CO在成型催化剂上脱除NOx的反应动力学模型

采用实验和模拟相结合的方法研究了NO_x在固定床反应器中的吸附还原过程。选取商业常用的堇青石和TiO₂为主要的成型催化剂基体材料，以铜铁铈复合型金属氧化物为活性成分，制备了蜂窝成型催化剂，对蜂窝催化剂的吸附性能和脱硝还原活性进行测定。建立了固定床反应器中CO脱除NO_x的反应动力学模型，由于CO法脱硝反应的解耦分解，脱硝反应模型也由吸附模型和还原模型组成。吸附模型由固相和气相的微分质量平衡方程建立，还原模型由一组微分方程组成。通过固定床NO_x吸附曲线和不同温度下NO_x的转化率对模型中的关键参数进行了拟合，得到了CO在成型催化剂上脱除NO_x的反应动力学模型，该模型与实验数据吻合较好。在此基础上，模拟了其他条件下吸附过程的穿透曲线和还原反应的转化率。此模型能较好地揭示CO在蜂窝催化剂上还原NO_x的反应动力学，为CO法成型催化剂脱除NO_x的实验或者工程提供理论指导。     

富氧富水蒸气条件下燃烧高氮燃料的NOx排放特性

在富氧富水蒸气条件下，研究了富含氮的燃料白酒糟在流化床中燃烧时NO_x的排放特性。结果表明，在过量空气系数1.2条件下，水蒸气和O₂对NO_x的生成相互影响。当O₂浓度低于约35%时，向燃烧气中加入水蒸气能抑制NO_x生成，使烟气中NO_x的排放浓度和燃料N转化为NO_x的转化率降低；而当氧气浓度高于约35%时，加入水蒸气促进了NO_x生成，表明提高氧气浓度使得氧化作用起到主导地位。NO_x生成量随温度的升高先增加后减少，在较高氧气浓度下，NO_x生成量随温度升高而降低的转折点发生在较低的温度；燃烧气氛中添加水蒸气延迟了转折点的发生，使转折点发生在较高温度。     

中试平台SCR低温催化剂测试与氨逃逸分布特征

目前燃煤机组低负荷运行的情况越来越多,研究机组低负荷运行时NO_x控制技术可有效降低燃煤机组的NO_x排放浓度。本文利用已建成的20000m³/h的实际燃煤烟气的污染物脱除试验平台,安装低温段脱硝催化剂整体模块,测试该催化剂的性能指标,现场取样并重点分析氨逃逸和转化率指标,得出实际烟气条件下氨逃逸分布特征。结果表明：该低温脱硝催化剂的低温段在290~250℃范围内,脱硝效率可达到80%,脱硝出口NO_x可控制在50mg/m³（标准）以内,甚至20mg/m³以内,氨逃逸最高为1.68mg/m³,小于标准要求值2.28mg/m³,SO₂/SO₃转化率最高为0.73%,小于标准要求值1%,满足运行要求。文中进一步研究了氨逃逸浓度沿程分布情况,经测试表明,290℃时沿程氨逃逸浓度不断降低,除尘器前降低32.2%,除尘器后降低65.5%。     

内/外烟气再循环对天然气燃烧NOx生成的影响

烟气再循环作为一种有效抑制NO_x生成的技术,广泛应用于化工、制药和酿酒等行业的天然气低氮燃烧过程,其作用机理是学术界和工业界关注的热点。本文根据内/外烟气再循环的作用不同,设计了弱/强内烟气再循环两种扩散式燃烧器,结合外烟气再循环技术,在0.8MW中试实验台上研究了内/外烟气再循环对天然气燃烧过程NO_x生成的影响规律,同时开展了Fluent数值模拟。结果表明：内烟气再循环能够有效抑制NO_x的生成,同时保证燃烧稳定。相同工况下,带内烟气再循环燃烧器初始排放远低于传统低氮燃烧器。同时结合外烟气再循环技术,可使NO_x排放量维持在30mg/m³以下。Fluent模拟结果显示了外烟气再循环能够显著地降低天然气燃烧火焰区的温度和O₂浓度。其中温度的降低对于NO_x生成的抑制起到了决定性的作用。当NO_x降低到约30mg/m³时,快速型NO_x对整体NO_x生成的贡献超过热力型NO_x,此情况下必须考虑对快速型NO_x进行抑制。     

330MW锅炉配风方式对NOx排放浓度和锅炉经济性的影响分析

针对某电厂330MW锅炉进行了配风方式及总风量的研究,分析了配风方式及总风量的变化对NO_x排放浓度和锅炉经济性的影响。结果表明：在机组负荷一定的条件下,改变配风方式,当机组负荷为250MW时,工况T2与工况T1的锅炉效率相差不多,NO_x排放浓度下降了40mg/m³;当机组负荷为300MW时,工况T4比工况T3的锅炉效率高了0.28%,NO_x排放浓度下降了20mg/m³。在机组负荷及其他运行参数基本不变的条件下,改变总风量,当机组负荷为300MW时,工况T6比工况T5的锅炉效率高了0.19%,NO_x排放浓度下降了40mg/m³;当机组负荷为250MW时,工况T9比工况T7的锅炉效率高了0.16%,NO_x排放浓度升高了40mg/m³。当机组负荷为190MW时,工况T12比工况T10的锅炉效率高了0.24%,NO_x排放浓度下降了60mg/m³。     

15000m3/h耐火材料厂焙烧窑炉烟气低温脱硝工程实验

耐火材料是一种必要的工业炉衬基础材料，经过高温煅烧制得，空气中的N₂高温氧化形成NO_x，且窑炉烟气中NO_x浓度根据生产工段的变化而波动。目前国内在耐火材料焙烧窑炉烟气NO_x脱除方面的工艺少有报道。为解决这一问题，本文首次提出将选择性催化还原（SCR）法运用到耐火材料焙烧窑炉烟气脱硝工程实验中，根据特定工况烟气参数，通过调整反应参数得到了最佳工艺条件。系统地考察了烟气温度、氨氮比和空速对脱硝效率的影响。研究结果表明，当烟气温度为165°C、氨氮比为1.3、空速为2000h^-1时，脱硝效果最佳，脱硝率可达到90%。对于耐火材料焙烧窑炉烟气脱硝治理推广具有较好的前瞻性。     

添加剂对秸秆成型燃料燃烧特性的影响

生物质成型燃料作为生物质能源的主要利用方式，优化其燃烧性能具有重要意义。在秸秆成型燃料中添加CaO、Ca(OH)₂、SiO₂、Al₂O₃、尿素、粉煤灰等常见添加剂，研究了其对SO₂、NO_x释放规律的影响。研究表明：提高钙硫比且降低含水量，能够降低SO₂、NO_x释放量。Al₂O₃的催化助燃作用增加了SO₂、NO_x的释放，粉煤灰与秸秆熔融烧结增强了异相脱硝。添加SiO₂的成型燃料促进了钙硅酸盐复合物的生成，从而减少SO₂的释放。通过分析不同SiO₂添加量时的燃烧情况发现，添加量5%时，脱硫脱硝效果最好。在成型燃料燃烧15 s后添加尿素，尿素高温热解产生的还原性气体能够与SO₂、NO_x反应从而减少硫、氮氧化物的释放。温度升高促进熔融反应和异相脱硝反应，阻碍了焦炭中N的燃烧使NO_x释放量大幅降低。     

水泥窑协同处置垃圾衍生燃料对NOx和SO2生成转化的影响

利用水泥窑协同处置垃圾衍生燃料是目前发展趋势之一,但实际处置过程中存在着污染物排放不稳定的问题,因此本文以湖北某水泥厂处置的垃圾衍生燃料为研究对象,利用高温管式炉开展试验,研究了五种垃圾衍生燃料在500~900 ℃的燃烧环境下燃烧产物NO_x、SO₂的释放特点。试验结果表明:垃圾衍生燃料在不同温度下燃烧过程中NO_x的浓度峰值在低温下(500~600 ℃)受温度影响更大,且呈倍数增大,在高温下(700~900 ℃)NO_x的浓度峰值受温度影响较小;900 ℃时NO_x的转化率低、燃烧速率快,建议为垃圾衍生燃料投放温度;不同种类垃圾衍生燃料燃烧过程中NO_x的转化率随着燃烧温度的变化呈“倒V型”,而SO₂的转化率随着燃烧温度的变化呈“正V型”,NO_x和SO₂在生成过程中起相互抑制的作用。     

低温催化脱硝技术的研究进展

面对日益严重的环境问题,燃煤烟气催化脱硝技术得到了较快发展。针对目前应用较为广泛的选择性催化还原脱硝技术,本文从催化脱硝技术的机理出发综述了低温催化脱硝方面的研究进展,将低温催化脱硝技术分成两大类:低温氨法选择性催化还原脱硝技术和低温非氨法催化脱硝技术。在低温氨法选择性催化还原脱硝技中总结了金属氧化物催化剂、分子筛催化剂以及碳基催化剂等的反应机理和反应过程,揭示了影响脱硝效率的各种因素;低温非氨法催化脱硝技术中从反应方式出发,总结了NO_x催化裂解技术、HC-SCR技术、NO_x吸附-还原技术以及CO催化脱硝技术的研究进展,并对反应影响因素进行了综述。探索了各种催化剂的优势和不足之处:低温NH₃-SCR技术具有选择性高、效率高的特点但是其还原剂价格较贵且存储运输较为困难;低温非氨法催化脱硝技术选择性差、效率低,但是还原剂价格低廉、易于制备,且在工艺方面改进时可以达到要求的效率。在此基础上本文展望了未来低温催化脱硝的研究方向:在降低脱硝成本的情况下改善催化脱硝工艺,大力发展氮氧化物吸附还原等技术。     

工业MnOx颗粒催化剂的制备及其低温脱硝应用研究

以工业硫酸锰为前体，通过沉淀、洗涤、挤出、煅烧步骤批量制备了高活性颗粒状低温MnO_x脱硝催化剂（?5 mm×30 mm）。针对天然气冷热电三联供高含水低含硫烟气开展应用示范，研究催化剂在不同工况下的脱硝性能与长周期活性稳定性，结果表明：在入口NO_x浓度850~1000 mg/m3、床层温度145~175℃、空速4405 h^-1工况条件下，脱硝率达到87.88%～97.47%，连续运行1180 h后脱硝效率有约3%的微弱衰减。对长周期运行后催化剂进行取样，进行XRD、BET、SEM表征及活性测试结果表明：该催化剂在该高湿烟气长时间运行中发生了一定程度的晶型转变，颗粒烧结、尺寸变大以及比表面积降低，导致其脱硝活性降低。该研究结果将为高活性锰基催化剂的制备及其低温脱硝工业应用提供参考和借鉴。     

Preparation and industrial application of MnOx particle catalyst for low temperature denitration

Powder nano-manganese oxide (MnO_x) material with excellent low-temperature denitration activity was prepared by precipitation-calcination method with manganese sulfate as precursor. The industrial catalyst of ?5 mm×30 mm granular MnO_x was successfully produced by continuous extrusion molding technology. The produced industrial catalyst was applied in the denitration purification of low-temperature flue gas from cold, hot & electric triple supply(CCHP) system on the conditions of 5000 m³/h gas flow, 850—1000 mg/m³ inlet NO_x and the temperature from 145 to175℃. The NO conversion can achieve to 87.88%—97.47% under the GHSV of 4405 h^-1, and 3% decline of denitration efficiency was observed after use for 1180 hours. The laboratory test also confirmed the reduced activity for the used sample. Moreover, XRD, BET and SEM results showed the crystal transition, increased particle size and decreased surface area for the used MnO_x sample, which accounted for the observed decline of denitration efficiency after long term use on the industrial conditions. The results of this study will provide references for the preparation of highly active manganese-based catalysts and their industrial application in low-temperature denitrification.     

SNCR烟气脱硝技术在330MW级CFB锅炉的应用

针对1180t／hCFB锅炉采用华能清能院选择性非催化还原（SNCR）脱硝专利技术,结合CFB锅炉炉内低NOx燃烧控制技术,NOx排放量由改造前的300mg／m3可有效控制在50mg／m3以下,脱硝效率达80％以上,对应氨氮比低于1．5,氨逃逸值可控制在1．5mg／m3以下,系统自动化投入率100％。通过对SNCR系统运行参数优化,得到较佳尿素给入浓度及合理的氨氮比控制参数,提高了脱硝系统的运行经济性、稳定性。该项技术首次成功应用于330MW等级CFB锅炉,为中国大型CFB锅炉实现高环保标准的氮氧化物减排探明了方向。     

被动NOx吸附剂在柴油车冷启动排放控制中的研究进展

机动车尾气是氮氧化物（NO_x）重要来源之一,常见柴油车尾气NO_x处理技术对冷启动阶段NO_x减排效果较差,被动NO_x吸附剂（PNA）应运而生。PNA可低温吸附存储NO_x、高温脱附释放NO_x,释放的NO_x经过下游NO_x处理单元[选择性催化还原（SCR）或NO_x储存还原（NSR）]被彻底净化。本文综述了近年来PNA材料在低温冷启动过程中净化NO_x的研究进展,对不同类型PNA材料进行结构及性能比对,其中Pd/分子筛表现出良好的低温NO_x吸附-脱附性能、抗硫性以及水热稳定性,成为PNA优选。深入讨论了Pd/分子筛存储NO_x机制以及影响因素。此外,分析了PNA在低温吸附-脱附NO_x中面临的问题并展望其前景,指出提高具有优异抗水性能的NO_x吸附位点数量及Pd物种分散程度是开发高性能PNA的重要前提。     

燃煤锅炉低氮燃烧改造联合SNCR脱硝技术应用

文章介绍了3台65 t/h自然循环式煤粉锅炉采用低氮燃烧改造+SNCR脱硝技术脱硝的应用实例,监测数据表明,该技术成熟可靠,综合脱硝效率约为70%,同时采用已有液氨做SNCR脱硝的还原剂,节省了投资,具有良好的环境效益和经济效益。