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。     

SCR装置中催化剂孔隙结构对脱硝效率的影响

以某电厂脱硝催化剂为研究对象,利用催化剂脱硝效率评价装置对4个不同运行时间的催化剂进行实验研究,分析得到催化剂孔隙结构对脱硝效率的影响。研究发现：SCR运行时间从3 700 h增加到48 000 h,比孔容积降低25%,比表面积下降约一半,催化剂脱硝效率下降12%;催化剂的孔隙结构、孔径分布发生改变,占优势的直径为10～30 nm的孔积灰堵塞严重,比例下降,50～150 nm的大孔部分比例增加,平均孔径增大28.6%。物相分析表明运行时间越长飞灰在催化剂表面粘附沉积越严重。     

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。     

SCR脱硝催化剂反应活性探讨

随着我国对环保及氮氧化物排放指标要求的不断提高,SCR脱硝技术在我国得到了广泛的应用,SCR脱硝催化剂性能的好坏直接关系到脱硝系统的运行效果。通过对实际生产中因积灰堵塞、磨损和中毒使催化剂失活的原因分析,提出在设计和运行等方面的优化措施,以期对延长催化剂寿命、降低运行费用提供参考。     

SCR 脱硝催化剂再生技术试验研究

对选择性催化还原法(SCR)脱硝催化剂再生工艺进行研究。用X射线晶体衍射(XRD),X射线荧光光谱(XRF),X射线光电子能谱(XPS)和比表面积分析等方法对再生前、后的催化剂进行了表征;采用模拟烟气在自制脱硝反应装置上对催化剂再生效果进行了评价。研究发现:通过鼓泡或超声波辅助的稀H2SO4清洗可有效去除催化剂中的有毒物质并恢复比表面积,且鼓泡的综合效果更好;以乙醇胺为助溶剂,可根据所需钒的补充量配制不同浓度的偏钒酸铵水溶液,采用浸渍-干燥-煅烧工艺,可实现活性物质钒氧化物的补充,使催化剂的脱硝效率恢复至92%;用溶解性较好的硝酸铈代替偏钒酸铵,向失活催化剂中添加活性物质氧化铈,可拓宽脱硝反应的温度区间,并将催化剂的脱硝效率最高值提至90%。     

燃煤电站SCR脱硝催化剂更换策略研究

选择性催化还原（SCR）烟气脱硝装置在火电厂的应用越来越普及,所使用的催化剂价格昂贵,对催化剂进行有效管理意义重大.对SCR脱硝催化剂有效管理所涉及的主要内容进行研究,包括催化剂更换方式、安装次序和再生催化剂的使用等,根据现场实际,设计了几种催化剂的更换方式,并对其效益进行评估.研究结果表明,在保证脱硝装置脱硝效率和氨逃逸率达标的基础上,使用再生催化剂和采用新旧催化剂安装位置调整等方法较传统方法经济性要好,成本相对较低.     

SCR催化剂的磨损试验与数值模拟研究

高灰型布置的SCR脱硝系统其催化剂运行环境恶劣,烟气流速、飞灰颗粒及其粒径大小等客观因素对催化剂均会造成磨损。为研究烟气流速、飞灰粒径、飞灰质量浓度以及烟气入射角等对催化剂磨损造成的影响,采用日趋成熟的CFD数值模拟软件对不同工况时的SCR脱硝催化剂磨损情况进行研究,并且通过自建的冷态试验台进行了验证。研究结果表明,脱硝催化剂的磨损与上述4种影响因素均有很大关系,其中飞灰质量浓度、烟气入射角的变化对催化剂的磨损率影响较大,因此在实际运行中应增设导流板,避免因入射角和飞灰质量浓度的不均匀性导致催化剂磨损,另外还应选择合理的烟气流速以减小磨损,保证SCR系统的安全稳定运行。     

SCR烟气脱硝催化剂的化学动力学模拟研究

选择性催化还原(SCR)烟气脱硝是目前应用最为广泛的烟气脱硝技术之一。根据SCR脱硝机理,建立了催化剂的化学反应速率方程,采用计算流体力学(CFD)模拟软件Fluent,模拟了脱硝效率与氨氮摩尔比及停留时间的关系、氨逃逸率与氨氮摩尔比之间的关系。将模拟结果与一些已有的试验结果进行比较,证明CFD模拟能有效反映催化剂孔内的化学反应状况。     

燃煤电厂SCR脱硝技术催化剂的特性及进展

介绍了SCR烟气脱硝技术中催化剂的基本知识及常用的催化剂种类,阐述了燃煤电厂应用SCR技术中对催化剂的要求,并分析了影响催化剂钝化的主要因素,对比介绍了不同厂家催化剂的性能并总结了催化剂的发展动态。     

一种新型催化剂的燃煤电厂SCR脱硝试验

火电厂燃煤中的无机成分在燃烧过程中产生具有气体、液体和固体形式的无机物,常常导致SCR催化剂的中毒、失效,以及SCR系统堵塞等。针对内蒙古东部地区褐煤,开发了具有自主知识产权的SCR催化剂,并进行了试验研究。结果显示,新的SCR催化剂具有良好的脱硝效率和较强的抗毒能力,但脱硝效率和中毒速度与催化剂本身设计和系统运行密切相关。     

燃煤电厂SCR脱硝催化剂磨损诊断及对策研究

为解决燃煤电厂SCR烟气脱硝系统运行中日益突出的催化剂磨损问题,对催化剂磨损机理、成因及危害进行分析,总结出应对催化剂磨损的诊断思路和策略,并以某300 MW机组蜂窝式SCR催化剂磨损治理为例,介绍具体的解决方法及步骤。首先对催化剂层磨损分布规律进行测量统计,在确定催化剂单元体机械强度合格的同时,确认蒸汽吹灰器未对催化剂造成吹损;之后通过CFD数值模拟方法对催化剂单孔道和反应器流场进行研究,发现该机组催化剂磨损原因在于催化剂首层局部区域烟气流速不均、入射角偏斜,随即进行了流场优化设计。优化方案实施后,消除了烟气速度场高速区,矫正了入射角角度,有效减轻了催化剂的磨损。     

SCR烟气脱硝催化剂失活机理综述

从催化剂热烧结、催化剂中毒、催化剂堵塞、催化剂磨损4个方面阐述催化剂的失活机理。通过研究催化剂的各种失活机理,可以有针对性地根据锅炉特性、燃料特性以及飞灰成分进行SCR脱硝系统的优化设计,制定防止催化剂失活的措施,对延长催化剂寿命,降低SCR脱硝系统的运行维护费用具有重要意义。     

造成SCR脱硝催化剂失活的关键物质及预防

对引起燃煤电厂SCR脱硝催化剂失活的主要物质进行了分类总结。分析发现,烟气中亚微米颗粒物数目众多且粒径细小,碱金属、碱土金属和重金属等能引起催化剂化学失活的有毒物质易于富集在亚微米颗粒物上; 亚微米颗粒物沉积在催化剂表面,引起催化剂中毒及催化剂孔道堵塞,成为催化剂失活的关键影响因素。为减缓SCR脱硝催化剂由此产生的失活问题,介绍了团聚技术及抗中毒催化剂的相关研发。     

SCR脱硝催化剂全过程管理模式的构建与实施

为降低选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统运行成本,保证SCR脱硝系统的良好运行,构建了SCR脱硝催化剂全过程管理模式。其涵盖催化剂生产、运行及失活的全过程,包括催化剂驻场监造、到厂验收、性能检测、寿命评估、再生方法等一系列管理方面的内容。以催化剂性能检测为手段,实时掌握脱硝催化剂从生产到运行各阶段的性能和水平,发现催化剂运行异常可及时进行评估,以便尽早采取防范措施。通过采取SCR脱硝催化剂全过程管理,可进一步延长催化剂使用寿命,更好地发挥催化剂潜能。     

联合脱硝技术在燃煤锅炉脱硝改造中的应用

随着环保标准的不断提高,电力企业燃煤锅炉的脱硝改造项目也越来越多。现在SNCR与SCR是主要的脱硝技术,在不同的改造项目中根据实际情况进行选用。国华热电分公司结合其设备特点制定了联合运行脱硝的技术方案并实施成功,为燃煤锅炉的脱硝改造做了有益探索。     

燃煤电站锅炉及SCR脱硝中SO3的生成及危害

对燃煤电站锅炉及烟道中SO3的生成和转化过程进行了剖析,对减缓其危害的方法进行了概述。     

SCR烟气脱硝仿真支撑软件平台的开发研究

以选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝系统为研究对象,通过对系统工艺特点和反应机理的研究,建立了包括烟气流量参数、SCR反应器、氨/空气喷雾系统等一系列的仿真数学模型,并在此基础上搭建了涵盖SCR分系统、通用设备、控制、电气、热力学及化学反应计算库等在内的完整的SCR系统仿真支撑软件平台.并依托该平台建立了600MW火电机组SCR烟气脱硝系统仿真实例,仿真实验表明该仿真支撑软件平台可为脱硝系统的经济、安全运行和运行人员培训提供借鉴,并可为进一步的研究SCR系统的优化设计和运行提供参考依据.     

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。