水泥厂SCR脱硝反应器入口段流场数值模拟研究

为了提高脱硝效率,必须保证SCR脱硝反应器入口段烟气流速均匀分布,使烟气和催化剂均匀接触,进而使催化效率提高。利用计算流体力学软件FLUENT对SCR脱硝反应器入口段进行数值模拟,在模拟研究空塔时烟道内流场的基础上,有针对性地设置导流板进行优化,摸索出最佳的导流板布置形式,分析烟气速度分布和氨质量分数分布情况,结果表明:导流板的加入使SCR脱硝反应器烟道流场有明显改善,烟气进入第一层催化剂前的速度相对标准偏差为8.2%,氨质量分数相对标准偏差为3.5%,均满足行业标准。     

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。     

水泥厂SCR脱硝反应器入口段流场数值模拟研究

为了提高脱硝效率,必须保证SCR脱硝反应器入口段烟气流速均匀分布,使烟气和催化剂均匀接触,进而使催化效率提高。本文利用流体力学计算软件Fluent对SCR脱硝反应器入口段进行了数值模拟,在模拟研究空塔时烟道内流场的基础上,有针对性地设置导流板进行优化,摸索出最佳的导流板布置形式,分析了烟气速度分布和氨质量分数分布情况。结果表明:导流板的加入使SCR脱硝反应器烟道流场有明显改善,烟气进入第一层催化剂前的速度相对标准偏差为8.2%,氨质量分数相对标准偏差为3.5%,均满足行业标准。     

高温除尘脱硝一体化技术开发及流场模拟研究

相对于高温高尘区SCR脱硝工艺,高温低尘布置的SCR工艺在保护催化剂和空气预热器方面具有明显优势。因此提出了一种高温除尘脱硝一体化技术,将高温电袋复合除尘器和SCR脱硝反应器有机结合,对比分析了下进上出、侧进侧出和上进下出3种脱硝反应器形式,下进上出布置形式以其结构简单、经济性高等优点成为优选结构形式。以某350 MW机组为对象,采用Fluent软件对其高温除尘脱硝一体化装置开展了数值模拟研究,分析了装置内的流场分布情况,并提出了优化设计方案。结果表明,通过改进烟道结构和设计导流措施(烟道导流板、整流格栅、孔板开孔率、灰斗阻流板等)减小了烟道内涡流、改善了装置内的流场分布。优化后,喷氨入口、第一电场入口、首层催化剂入口和空预器入口的速度分布变异系数由优化前的27.1%、38.8%、17.6%、22.4%降低为12.1%、22.3%、5.5%、11.3%,首层催化剂入口的氨浓度分布变异系数和入射烟气角度由优化前的15.0%、172°降低为3.8%、5.3°,满足相关的流场技术要求,为工程设计提供可靠的指导依据。     

循环流化床垃圾炉积灰结焦机理及控制方法

随着我国社会经济的发展和人民物质生活水平的提高,城市生活及工业垃圾越来越多。我国生活垃圾特点所导致的焚烧炉积灰和结焦严重影响焚烧炉的连续运行。因此,必须对垃圾焚烧炉积灰结焦过程机理进行研究。以150 t/h循环流化床垃圾焚烧锅炉为研究对象,通过现场勘查采样、燃料及飞灰成分及特性分析及理论模拟,计算了空气预热器部位可燃物含量,研究了高低温区域积灰结焦的主要原因,最后提出了燃料调整、锅炉运行以及改造设备等方面的控制对策。锅炉发生二次再燃时,整个空气预热器内至少存在约3 t可燃物,同时中心筒内结焦已使筒体内径减少约一半。垃圾等燃料粒径大、密度小,易燃烧不充分,TGA试验可表明,低于300℃时,其分解速率较慢。未燃烧完全的垃圾燃料易在降温过程中形成焦油类有机物,而其在低温区域的黏性是空气预热器部位积灰的主要原因。燃料中的碱金属及碱土金属Na、K、Ca等与Cl、S、O形成的低温共熔体则是中心筒部位结焦的主要原因。中心筒加强筋所产生的速度变化和二次回流都会增加颗粒撞击到壁面的可能性,可能是初期诱发结焦的关键性因素之一。控制对策主要包括:完善现有垃圾燃料的给料系统;加强蒸汽吹灰,在空气预热器部位增加部分脉冲吹灰器;在空气预热器位置增加惰性气体保护系统;控制垃圾燃料的掺烧比例;改变中心筒运行温度和提高烟气流速;添加除焦剂,MgO、Fe2O3粉末或高岭土;保证空气和燃料的良好混合避免在高温过热器以及水冷管束位置形成还原性气氛。     

水泥窑SCR脱硝反应器入口烟气均流扩散的数值模拟研究

为解决上进下出布置形式的SCR反应器入口烟道内流场分布不均匀、催化剂层中心区域磨损以及靠近烟道壁面区域积灰等问题，本研究以天津振兴产能为2 000 t/d二线水泥窑的中温中尘SCR脱硝装置为研究对象进行了流场模拟及流场优化。通过Ansys fluent软件对全尺寸SCR反应器烟道内的流场分布特性进行了模拟，提出了在反应器扩张段烟道进口位置设置一组导流格栅、在扩张段烟道中间位置设置一层均布板及第二组导流格栅的流场优化方案，优化方案中导流格栅起到引导烟气扩散流动的辅助作用，均布板起到了主要的均流作用，本研究通过仿真试验的方式选取50%开孔率、60°错排圆孔、孔径60 mm作为均布板的最优参数，优化方案通过工程案例进行了可行性验证。计算结果显示优化方案对系统压损的负担较小，能有效提高烟气分布均匀性，实现催化剂入口速度分布Cv<15%的技术要求。优化改造后现场实测结果显示，催化剂入口速度分布均匀性由Cv=48.5%，优化到Cv=14.5%，系统阻力仅增加91.5 Pa，脱硝效率提高了11.2%达到86.4%。     

SCR脱硝装置危险危害与安全防控分析

介绍了SCR脱硝工艺原理、系统组成,分析了SCR脱硝装置的主要危险有害因素-火灾、爆炸、中毒、窒息、高温烫伤、噪声、粉尘;指出氨泄漏和喷入锅炉烟道的气氨与空气的混合气中的氨气含量超过5%,是导致SCR脱硝装置发生火灾、爆炸、中毒的主要因素;针对SCR脱硝工艺设施的设计、制造、施工及生产安全管理,提出了相应的安全防控措施。     

锅炉烟气脱硝催化剂积灰堵塞分析及处理

介绍SCR脱硝工艺原理及流程,从锅炉结渣、反应器入口烟气流场、反应器吹灰系统设计、锅炉烟气灰分含量和黏度各方面,分析脱硝催化剂积灰堵塞原因,提出并实施相应处理措施,有效缓解了催化剂积灰堵塞现象,确保了锅炉装置安、稳、长、满、优运行。     

脱硝高温烟气旁路系统设计注意事项探析

机组灵活性改造对燃煤机组的调峰能力提出了更高要求,针对SCR脱硝工艺的燃煤机组参与调峰时需考虑SCR反应器入口烟温。为保证烟温在锅炉低负荷时满足催化剂要求,常采用的方案为高温烟气旁路方案。本文结合相关项目设计案例,分别从高温烟气接引位置选择、烟道壁板材质选择、烟道防积灰措施、锅炉开孔处让管方式选择、高温烟气与主烟气混合位置的选择及主烟道挡板门安装位置及结构的选择等六方面阐述设计过程中的注意事项,可为同类型项目提供借鉴。     

SCR脱硝系统空气预热器的优化设计及建议

目前应用在燃煤电站锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)。结合巴陵热电脱硝项目设计实例以及国内SCR脱硝技术的实际运行情况,分析了该SCR脱硝系统锅炉空气预热器堵塞的影响因素,并提出了相应的优化设计及建议。     

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。     

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%。     

用于油田注气的燃煤电站锅炉烟气处理工艺分析

将燃煤电厂锅炉产生的烟气经处理后注入油井既能提高原油采收率,同时还可以实现CO2温室气体的减排,因而具有经济和社会的双重效益。利用电厂燃煤锅炉烟气的关键在于烟气的净化处理工艺,本文针对注入烟道气和CO2气两种情况,对烟气处理技术路线进行了分析。对注入烟道气的情况,推荐采用非选择性催化烟气脱硝除氧 石灰石湿法脱硫 静电或袋式除尘 冷冻或吸附干燥处理工艺流程,同时,烟道气的输送采用高压管道输送方式。对注入CO2气的情况,推荐采用非选择性催化烟气脱硝除氧 石灰石湿法脱硫 静电或袋式除尘 化学溶剂吸收法CO2分离 冷冻或吸附法CO2干燥 氨制冷法CO2液化处理工艺流程,同时,CO2的输送可以采用管道输送或罐车运送方式。     

蒸汽低氨燃烧技术在我厂的应用

为减少了NOx的排放量,满足环保要求,山东东华水泥有限公司于2014年在其两条5 000 t/d熟料生产线新上了两套SNCR脱硝系统。技改工程利用现有条件,在不影响窑炉生产的情况下,利用窑炉检修期间,对水泥窑炉系统、预热器系统、煤粉燃烧系统、三次风管、C4下料管、C4和C5上升烟道撒料盒及烟气脱硝系统整改。利用余热发电饱和蒸汽与煤粉气化产生的水煤气、煤产生的CHi、CO等还原物质,与烟气中的NOx进行反应,降低NOx的浓度,从而减少SNCR中氨水的用量、降低成本,达到环保超低排放标准的要求。     

煤粉工业锅炉臭氧脱硝应用的可行性分析

煤炭在短期内依然是我国能源消费结构的主体,但其燃烧产生的污染物带来了严重的环境污染问题。现有脱硫脱硝工艺普遍占地大且投资及运行成本较高,不适宜煤粉工业锅炉应用。根据臭氧氧化机理,提出一种高效的锅炉烟气污染物脱除方法,并通过文献研究,证明脱硝效果,分析了影响其污染物脱除效率的主要因素,阐述了技术在国外的应用情况。介绍了煤粉工业锅炉系统现有烟气净化技术,提出采用臭氧氧化法耦合煤炭科学技术研究院有限公司自主高倍率灰钙循环烟气脱硫(NGD)技术,完成高阶态氮氧化物和SO_2、SO_3等酸性气体、重金属Hg、As等的有效脱除,达到超低排放效果,对于形成符合煤粉工业锅炉自身特点的一体化烟气净化技术具有重要意义。     

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。     

炭基催化剂脱硝技术机理与影响因素的研究进展

炭基催化剂脱硝技术作为一种极具潜力的硫、硝、尘一体化干法脱除技术,具有低温脱硝、节水和消白烟等优点。综述了炭基催化剂脱硝机理的研究进展,将炭基催化剂脱硝机理分为炭基催化剂的吸附性与表面官能团的催化还原性和NH_3选择性催化还原性能两大类。对烟气温度、空速、氧气浓度、水蒸气浓度、氨氮比、SO_2浓度、炭基催化剂空隙结构和负载物等因素对炭基催化剂脱硝技术脱硝效率的影响进行综述,并展望了炭基催化剂脱硝技术的研究方向,指出炭基催化剂脱硝机理及影响因素仍有必要进行深入和针对性的研究,尤其是联合脱除时的脱硝机理及影响因素研究更应加强,并进一步在中试平台上进行较高温度、低空速等相关专题的实验。     

220 t/h水煤浆锅炉烟气脱硝工艺技术

介绍了中国石化北京燕山分公司针对220 t/h水煤浆锅炉烟气的特点和脱硝的要求,选取了选择性催化还原（SCR）技术对该锅炉尾部烟气实施脱硝治理。通过对脱硝方案的研究,确定了脱硝的工艺流程和脱硝的有关工艺参数。SCR反应器操作温度控制在320～370 ℃范围内,氨与空气的混合体积比约为5∶95,SO2转化率小于1%,SCR反应区压降小于1000 Pa,NH3的逃逸率小于3%。项目通过建设、试运行和相关测试,锅炉的脱硝效果达到了北京市地方环保规定的标准。该项目对引进国外技术结合国内大型锅炉的特点进行锅炉烟气脱硝治理有重要意义。     

基于Aspen Plus的燃煤电厂烟气污染控制单元模拟

采用Aspen Plus软件对烟气污染控制单元进行模拟,以电厂实际运行数据验证模型的正确性,建模过程中考虑SO3转化和烟气中烟尘浓度的变化,并通过影响因素分析考察操作参数对污染物脱除效果的影响。结果表明,在选择性催化还原(SCR)脱硝过程中,部分SO2转化为SO3,除尘过程中飞灰对SO3有吸附作用,脱硫塔与除尘器对SO3和灰分脱除具有协同作用;SCR脱硝过程的最佳氨氮摩尔比范围为0.8~1.0,氨氮比低于0.6、反应温度低于400℃时,SO3浓度呈上升趋势;湿法脱硫过程中,入口烟气温度上升会阻碍SO2吸收和SO3去除;湿式除尘过程中,除尘效率随温度升高而降低,随气体流速增加先升高后降低,最佳流速为0.8~1.2 m/s。