燃煤电站脱硝系统氨逃逸及其衍生细颗粒物排放特征综述

综述了硫酸铵盐在不同环境下的形成/转化机理以及氨逃逸对燃煤PM2.5排放特征的影响,论述了氨逃逸、SCR运行参数和烟气组分等因素对硫酸铵盐形成特征的影响,分析了氨逃逸对沿程设备安全运行的影响。最后,对今后氨逃逸及其衍生细颗粒物深度减排的研究方向进行了展望,指出探索硫酸铵盐在烟风系统中的迁移转化规律及实现氨逃逸主动控制具有重要意义。     

燃煤电厂逃逸氨迁移转化特性研究进展

我国燃煤电厂实施超低排放改造后,逃逸氨超标现象日渐凸显。过大的逃逸氨给烟气处理设施的正常运行和大气环境带来消极影响,逃逸氨的控制与排放已成为今后燃煤电厂大气污染防治方面的工作重点之一。本文分析了燃煤电厂逃逸氨的产生来源,综述了逃逸氨的排放特性,包括逃逸氨在各环保设施中的排放浓度和主要形态。分析了逃逸氨在脱硝及其下游烟气处理设施中的迁移转化,以及影响各烟气处理设施对逃逸氨捕集效率的因素。最后基于污染物排放因子研究现状,展望了未来燃煤电厂逃逸氨控制的研究方向有：推进燃煤电厂逃逸氨监测和排放标准的制定与落实,优化工艺条件促进现有烟气处理系统对逃逸氨的协同脱除作用,跟踪含氨副产物如粉煤灰、脱硫废水和石膏等在后续处理过程中的氨再释放情况。     

660MW燃煤机组SCR流场模拟优化与喷氨优化运行

以某电厂660 MW亚临界燃煤机组SCR烟气脱硝系统为研究对象,对SCR反应器内烟气流动以及喷氨分布均匀性进行数值模拟研究。通过对比首层催化剂前烟气速度分布及NH_3浓度分布,研究了SCR反应器内均流部件对烟气流场均匀特性的影响,并且在数值模拟的基础上对喷氨方式进行了优化调整研究。研究结果表明:优化调整烟道内均流部件对速度、浓度均匀性有显著改善作用;通过分析流场不均匀性得到的分区喷氨方法能够进一步优化NH_3在烟道中分布;现场试验验证了调节喷氨格栅阀门可降低SCR反应器出口NO_x浓度。本文研究可为燃煤机组SCR系统导流板优化及实际电厂喷氨优化调试提供参考。     

煤粉锅炉SCR出口氨逃逸浓度控制探讨

以145t/h煤粉锅炉为例,分析归纳SCR脱硝系统氨逃逸浓度的主要影响因素,通过对SCR反应器入口氮氧化物浓度、锅炉燃尽风、锅炉负荷、氨水喷枪、氨支管流量等方面进行优化控制,降低锅炉烟气中氨逃逸浓度,实现锅炉长周期稳定运行。     

防止600MW机组空预器严重堵塞的控制措施

600MW机组回转式空预器发生堵塞是电厂普遍存在的一个现象。主要原因是在冬天气温低的情况下,脱硝系统中的逃逸出的氨(NH_3)与烟气中的三氧化硫(SO_3)反应生成硫酸氢铵(NH_4HSO_4),液态硫酸氢铵捕捉飞灰能力极强,与烟气中的飞灰粒子相结合,当温度低时形成固态结合物附着于空预器冷端传热元件上,造成空预器堵塞。主要分析了600MW机组空预器堵塞的原因:脱硝系统氨逃逸率大、入炉煤含硫量高、空预器冷端综合温度低,并提出了有效地控制措施。     

聚乙二醇二甲醚抑制脱碳吸收剂中氨逃逸的实验及原理分析

CO₂作为主要的温室气体,其减排问题引起全球范围的广泛关注,开展适合我国国情的燃煤电厂CO₂减排技术研究至关重要。氨法脱除电厂烟气中CO₂具有低成本、高脱除效率等特点,但该技术面临的一个很大问题是氨的逃逸。针对氨法脱碳过程中氨逃逸问题展开实验研究,采用鼓泡吸收反应器研究了聚乙二醇二甲醚（NHD）对氨逃逸的抑制效果以及氨水和NHD浓度对氨逃逸的影响,并分析了NHD抑制氨逃逸的机理。结果表明,NHD对氨逃逸具有一定的抑制作用,同时在一定程度上提高了脱碳效率。添加5%NHD后,氨逃逸量降低24.86%,CO₂的脱除效率增加10%左右。研究结果对进一步开展氨法捕集CO₂研究有较大的参考价值。     

燃煤烟气中SO3与NH4HSO4生成特性及其控制方法研究进展

在燃煤烟气中选择性催化还原（SCR）技术由于脱硝效率高、选择性好被广泛应用,然而SCR催化剂的催化作用会使烟气中的SO₂氧化成SO₃,SO₃会与NH₃等反应生成硫酸氢铵（ABS）和硫酸铵（AS）,当烟气温度低于硫酸铵盐的凝结温度时,其会沉积在催化剂、空预器及其附属设备上,引发诸多严重的问题,对电厂的运行和环境造成了不利影响。本文综述了燃煤烟气中SO₃与硫酸氢铵的生成特性及其控制方法最新进展,分析了SO₃在锅炉和SCR系统中的形成机理、迁徙转化特性,阐述了控制SO₃与硫酸氢铵生成的方法,介绍了不同活性组分对催化剂表面SO₃和硫酸氢铵生成的影响。最后提出了开发新型催化剂是燃煤烟气中SO₃与硫酸氢铵生成控制的重点研究方向。     

水泥窑深度脱硝工艺及关键性能参数探讨

由于脱硝反应器安装位置的烟气温度及粉尘浓度不同,水泥窑尾烟气SCR脱硝分为高温高尘、高温中尘、中温中尘工艺路线,通过分析得出每种工艺路线所适应的工程条件。介绍了高温高尘工艺路线对水泥窑后续设备的影响。重点分析了与催化剂有关的SCR脱硝性能参数,并探讨了水泥窑尾烟气SCR脱硝效率、氨逃逸、SO2转化率、催化剂化学寿命、反应器入口烟气流场均匀性等参数的合理数值。     

NH3-SCR工艺中硫酸铵盐的生成与分解机理研究进展

以氨为还原剂的选择性催化还原（NH₃-SCR）脱硝法具有脱硝效率高、选择性好和技术完善等优点,是目前应用最广泛的燃煤电厂等行业的烟气脱硝技术。然而,烟气中的SO₂流经SCR催化剂时,在V₂O₅的催化作用下部分氧化为SO₃,随后与NH₃和水蒸气反应生成硫酸氢铵和硫酸铵。当烟气温度低于硫酸铵盐的凝结温度时,会沉积在催化剂、空预器及其附属设备上,引发诸多严重的问题。本文首先介绍了硫酸铵盐的形成机理,随后从反应物浓度和反应温度等角度概括了影响硫酸铵盐生成的因素,分析了硫酸铵盐的沉积及其所带来的危害。然后介绍了硫酸铵盐的分解机理,重点分析了催化剂与硫酸氢铵之间的相互作用,指出了这种相互作用对硫酸氢铵分解的影响,由此提出了控制硫酸铵盐生成的措施。最后指出,系统研究NH₃-SCR工艺中硫酸铵盐的生成与分解机理将为催化剂的失活与再生、低温SCR催化剂的开发和燃煤机组等相关设备的设计和运行优化等提供理论依据。     

氨法碳捕集中氨逃逸抑制机制研究进展

氨法碳捕集技术具有低成本、高脱除效率等特点,在电厂烟气CO_2脱除领域具有很大的应用前景,但氨逃逸是制约该技术推广应用的主要障碍。基于此,本文综述了近年来氨逃逸抑制技术及其应用方面的进展。首先阐述了吸收-解吸过程氨逃逸传递过程理论,分析了氨逃逸影响因素;其后,重点回顾了代表性氨逃逸抑制技术,包括水(酸)洗、添加剂、参数优化以及流程改进等,并且分析了各技术之间的优缺点。最后,就氨逃逸抑制技术的发展趋势进行了展望,指出氨逃逸抑制技术的系统集成是发展趋势,同时,低成本、低能耗、高效率抑制剂是未来应用研究的重点之一。     

某燃煤电厂300MW机组SCR烟气脱硝装置结构优化

SCR烟气脱硝装置中烟气流场的分布及还原剂（NH3）与NOx的混合效果对脱硝效果起着重要作用,因此,采用数值模拟技术对于初步设计的SCR烟气脱硝装置进行结构优化是目前国内外SCR烟气脱硝装置设计必不可少的一部分。本研究采用Fluent软件对某燃煤电厂300MW机组SCR烟气脱硝装置内的烟气流动、第一层催化剂入口NH3与NOx的混合和系统压降等方面进行模拟,结果表明：BMCR工况下,结构优化后的SCR烟气脱硝装置AIG上（下）游、第一层催化剂入口和装置出口截面烟气流速相对标准偏差不超过15%;第一层催化剂入口截面NH3/NOx摩尔比相对标准偏差不超过10%;第一层催化剂入口截面烟气进入最大偏差角度处于±10°范围之间;系统压降低于800Pa。合理的设计导流板能够起到抑制弯管以及变截面所引起的流场分离现象、消除大旋流的产生使烟气更加流畅地进入催化剂等作用。     

水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺优化方法

为了提高SCR脱硝效率,以水泥窑尾系统为研究对象,提出烟气SCR脱硝工艺优化方法。依据SCR脱硝工艺脱硝方式,选择的V2O5-TiO2成分催化剂,从脱硝控制、反应机理、反应物扩散三个方面,确定水泥窑尾系统烟气SCR脱硝工艺脱硝的反应原理;计算SCR脱硝工艺脱硝的效率,结合SCR脱硝工艺反应原理,提取SCR脱硝工艺中影响SCR脱硝工艺脱硝效率的烟气温度和流速、氨氮供应量、催化剂性能等因素;采用最小二乘支持向量机,设定优化函数,优化SCR脱硝工艺的烟气温度和流速、氨氮供应量、催化剂性能。设定SCR脱硝工艺试验参数值,应用试验结果：平均供氨流量在设定值范围±0.3 m3/h上下波动,SCR反应器入口NOx浓度,在设定值的上0.4 mg/m3、下0.3 mg/m3范围内波动,SCR出口NOx浓度在设定值上下R0.5 mg/m3波动,对于脱硝过程控制能力高,经脱硝效率计算公式计算,优化后的SCR脱硝工艺脱硝效率提高了3.75%。     

玻璃工厂烟气SCR脱硝工艺中氨系统设计

讨论分析了玻璃工厂烟气SCR脱硝工艺中氨系统的设计,着重论述了氨系统安全性要求及消防设计要点。并从工程实例出发,更加直观地展现了SCR工艺氨系统的设计布置方法。为玻璃工厂同类工程提供技术参考和依据,提高玻璃企业的生产安全性和可靠性。     

350MW机组锅炉SCR脱硝系统优化

准东煤田是我国目前最大的整装煤田,但准东煤在锅炉燃烧过程中易发生结焦问题,一般掺烧高岭土缓解结焦。某燃用准东煤350 MW机组,锅炉燃煤掺烧高岭土后烟气携带灰尘颗粒及灰尘量增大,出现SCR脱硝系统烟道积灰严重和喷氨量明显偏大问题,同时在空气预热器形成硫酸氢氨堵塞,使机组不能长周期稳定运行。通过与国内同类型多台机组锅炉对比后发现,脱硝系统均存在易产生积灰的脱硝转向室、催化剂上方及空气预热器入口斜坡积灰状况等情况。针对存在的问题,通过建立改造前、后的模型计算分析,进行了导流板布置的优化设计、CFD流场分布、优化SCR系统导流板设计、声波与蒸汽吹灰器结合吹灰和氨注射栅格优化升级等工作,应用德图480风速仪实测风速试验,发现脱硝烟道原导流板设计不合理及施工安装偏差;原导流板水平段跨距大,支撑不足,造成导流板压塌变形,影响烟气流场分布;锅炉所烧煤质为高钠煤,为防止锅炉结焦掺烧高岭土后,增加了烟气飞灰颗粒及灰尘量,飞灰具有很大黏性,易沉积在烟道导流板及烟道壁面上。因此,提出对脱硝内部各处导流板进行优化改造,对脱硝系统烟道易产生积灰的部位增加声波吹灰器,对喷氨格栅喷嘴数量及氨空混合器升级,同时开展锅炉SCR脱硝喷氨热态优化调整试验工作。通过开展相关工作,SCR烟气系统的烟气流场相对标准偏差优化5%,相同负荷下液氨消耗量降低45%,彻底解决脱硝系统积灰和空气预热器堵塞问题,实现机组满负荷达标稳定运行。锅炉长期运行半年后停炉检查,发现前期脱硝系统烟道高达1 m的积灰部位彻底解决,催化剂表面干净无杂物,解决了脱硝系统积灰问题,同时配合提高空气预热器冷端综合温度的措施,彻底解决锅炉空气预热器堵塞问题。同时,经济效益显著,每年可以分别节约液氨费用70万元,节约风机电耗费用100万元,节约检修清理积灰及检修费用80万元,节约空气预热器冲洗治理费用20万元,综合节约费用270万元/a,达到预期效果实现机组长周期安全经济稳定运行。     

低温SCR脱硝催化剂研究进展

氮氧化物NOx(NO, NO2和N2O)是全球大气污染的主要污染物之一,引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题,严重影响人们的生存环境和生活质量,引起了世界各国的广泛关注。针对固定源和移动源燃烧排放,各国制定了日益严格的排放标准。目前主要的脱硝技术分为选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、氧化脱硝和活性炭吸附脱硝等。SNCR的应用有较高的条件,影响其成功运行的主要因素有温度、氨氮比、氨气在烟气中的分布和停留时间等,故SNCR的工业应用存在一定的局限性。SCR脱硝技术比其它脱硝技术应用更广泛,其中脱硝多安排于除尘脱硫后,此时温度多处于100?250℃之间。为提高SCR脱硝性能,低温SCR脱除NOx是目前研究最热门的烟气脱硝技术。本工作综述了近年来低温SCR脱硝催化剂的研究进展,介绍了锰基催化剂、钒基催化剂及碳基催化剂的发展现状,对单组分Mn基催化剂、负载型Mn基催化剂和复合型Mn基催化剂进行了综述,从V基催化剂的制备对脱销的影响和脱硝机理进行了表述,综述了过渡金属掺杂对C基催化剂的影响,阐述了烟气中H2O和SO2对催化反应的影响及低温SCR反应的脱硝机理,对低温SCR催化剂进行了总结并对其未来发展进行了展望。     

硫酸氢铵在钒基选择性催化还原催化剂表面的生成、作用及防治

电厂燃煤锅炉低负荷运行导致脱硝装置烟气温度偏低,硫酸氢铵中毒影响低温脱硝催化剂的长期稳定运行。本文分析了硫酸氢铵的形成机理及其对选择性催化还原（selective catalytic reduction,SCR）催化剂的影响,提出控制烟气中SO₃浓度是减缓甚至避免SCR催化剂中毒的关键。文章从工艺和催化剂设计角度详细总结和分析了脱硝装置前端和脱硝装置中SO₃的控制方法,并总结了硫酸氢铵中毒催化剂的再生方法及其优缺点。分析表明,通过喷入碱性吸收剂降低脱硝装置前端SO₃浓度的工艺和对催化剂组分及结构进行合理设计以减少脱硝装置中SO₃生成的方法具有很强的实用性,是未来研究发展的重要方向。低温条件下长期运行难免导致催化剂失活,而在线升温是恢复中毒催化剂活性的良好方法,在工程设计中应考虑相应工艺。