SCR防堵灰型流场优化技术及工程应用

贵州地区燃煤机组普遍燃用高硫、高灰分及高沾污性煤质,选择性催化还原（SCR）脱硝系统普遍存在喷氨格栅、水平烟道、导流板、整流格栅和催化剂等位置严重积灰,及氨逃逸量高和空气预热器等后续设备堵塞的问题。为此,本文提出SCR防堵灰型流场优化技术,并应用于贵州某电厂660 MW机组W型炉SCR脱硝系统。该技术改造方案是将原喷氨格栅更换为防积灰型花瓣式喷氨格栅,优化导流板形式和布置,加大导流板和烟道底部壁面流速以减轻积灰,优化入射整流格栅角度。改造后运行5个月停炉检查,喷氨格栅、烟道壁面和导流板严重堵灰问题得到了根本解决,为SCR脱硝系统发挥正常性能,降低氨逃逸量,保证后续设备安全可靠运行提供了有利条件。     

基于氨空混和技术的SCR脱硝系统氨耗量控制

为保证NO_x排放值满足超低排放要求,许多燃煤机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统存在还原剂加入过量的现象,这不仅会造成氨逃逸量超标增加运行成本,还影响到空气预热器、除尘器等后续设备的正常运行。为此,本文从氨空混合的角度出发,借助计算流体动力学(CFD)软件数值模拟,探究加装氨空混合器、优化母管联箱尺寸及采用流场分区混合对机组SCR脱硝系统氨耗量影响。在某300MW机组采用上述技术进行改造后,机组氨耗量降低约37.8%,每年节省液氨采购成本68.79万元,经济效果显著。     

W火焰锅炉SCR脱硝超低排放技术及应用

截至2021年底,全国已有超过95%的燃煤火电机组实现了氮氧化物超低排放,剩余均为燃用无烟煤的W火焰锅炉,其产生的氮氧化物质量浓度高达750～1 200 mg/m³,实现超低排放难度大,是我国实现超低排放政策的“最后一公里”。目前,选择性催化还原(SCR)脱硝流场技术主要有“SCR分区混合动态调平技术”“全烟道断面混合流场技术”“常规精准喷氨技术”等。以某设计脱硝效率需高达95%的W火焰锅炉为例,通过计算流体力学(CFD)模拟的方式对比3种技术的性能指标,“SCR分区混合动态调平技术”的各项指标明显优于其他技术。工程改造后,在脱硝系统入口氮氧化物质量浓度为1 000 mg/m³,出口低于50 mg/m³时,可实时保持氨逃逸量小于3μL/L,远超常规SCR脱硝系统最高设计效率(93%),为W火焰锅炉氮氧化物超低排放提供了新的技术路线。     

N2O在锰系低温催化剂上的生成途径

实验对比了由浸渍法、共沉淀法以及溶胶凝胶法制备的锰系低温催化剂在选择性催化还原(SCR)反应中的差异,发现溶胶凝胶法制备的催化剂在整个测试区间内都具有最高的脱硝效率,但是也有最多的 N2O 生成。针对溶胶凝胶法,进一步研究了N2O在SCR过程中的生成情况。发现N2O主要来源于NH3的直接氧化以及NH3和NO的反应,后者为N2O的主要生成途径。添加Ce、V后,随着反应温度升高,NH3的直接氧化逐步成为N2O主要来源。