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脱硝催化剂实际运行性能分析

对催化剂的实际运行性能进行掌控,是保证SCR脱硝系统稳定运行的关键。以某电厂新鲜催化剂及运行不同时间的催化剂为研究对象,对催化剂理化特性、机械特性、微观结构进行测试,分析其对运行效果的影响,并对运行中催化剂的工艺特性和活性进行分析,以期通过运行中催化剂性能检测为脱硝催化剂的更换及加装提供依据。研究结果表明,某燃煤电厂催化剂运行2年后,逃逸氨指标已接近保证值的上限,存在一定的运行风险。为保证脱硝机组的安全高效稳定运行,应积极开展催化剂运行后的管理工作。     

SCR烟气脱硝系统氨氮双控新方法

针对目前电厂实际选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统运行中存在的出口NO_x质量浓度分布不均以及氨逃逸超标等问题,进行了数值模拟分析并基于此提出了一种氨氮双控的喷氨优化新方法。以某660 MW机组SCR烟气脱硝系统为例,建立可视化流场和脱硝反应数值模型,分析比较了不同氨氮摩尔比条件下出口各分区NO_x质量浓度、氨逃逸体积分数以及脱硝效率的变化规律。结果表明：分区脱硝效率、出口NO_x质量浓度和氨逃逸体积分数与氨氮比之间的关系均呈由一拐点分隔的两段线性的变化规律,拐点出现在氨氮摩尔比为1.15左右。据此,提出了基于分段拟合函数与优化矩阵方程相结合的氨氮双控喷氨优化新方法,分别预测了该660 MW机组使用5分区和42喷嘴进行喷氨调节优化,优化后的总喷氨量相对均匀喷氨工况最多下降7.2%,同时出口NO_x质量浓度和氨逃逸体积分数的相对标准偏差分别下降至9.4%和4.2%,出口均匀性显著提高,不存在局部超标现象。     

氨氮比分布不均对SCR脱硝反应影响的模拟研究

建立了某660 MW机组SCR主反应器的三维数值模型,通过模型研究了反应器内氨氮比的分布特点及其均匀性对脱硝反应的影响。模拟结果表明:在氨氮比小于1的前提下,每经过一层催化剂脱硝,氨氮比变小,而其分布的不均匀程度变大;同时,氨氮比分布不均降低脱硝效率,增大氨逃逸。并且随着脱硝效率的增大,氨氮比分布不均对其影响越显著;氨氮比的均匀性是限制SCR满足一定氨逃逸的前提下,进一步提效的关键因素。     

现役燃煤机组SCR烟气脱硝装置运行现状分析

为了给燃煤电厂超低排放改造提供借鉴,对国内26个电厂61台采用选择性催化还原（SCR）工艺燃煤机组的脱硝装置运行现状进行了分析,得到脱硝效率、进出口NO_x浓度、氨氮摩尔比、SO₂/SO₃转化率、逃逸氨、运行烟温、系统阻力、温降等脱硝装置各方面实际运行参数,掌握了燃煤机组脱硝装置主要性能。研究结果表明,大部分脱硝装置整体性能较为良好;所存在的问题主要包括：机组炉型、煤质、燃烧工况以及设计裕量等因素导致部分机组脱硝系统入口NO_x浓度偏离原设计值较多,喷氨不合理导致大部分机组氨氮摩尔比偏大并造成逃逸氨浓度超标,部分机组低负荷时脱硝系统入口烟温偏低,部分机组脱硝系统温降较大。对此提出了相应建议及意见。     

SNCR+SCR烟气联合脱硝工艺在电站锅炉中的应用

简述了选择性非催化还原（SNCR）+选择性催化还原（SCR）烟气联合脱硝技术原理,针对某电厂5号机组（装机容量130 MW）氮氧化物（NOx）排放超标问题,通过CFD数值模拟,制定了SNCR+SCR烟气联合脱硝工艺。首先采用低氮燃烧技术,将锅炉NOx排放控制在350 mg/m3以下,并且保证SNCR区域较低CO浓度;其次采用SNCR技术,将SCR脱硝装置前NOx质量浓度控制在200 mg/m3以下;最后采用SCR技术,将锅炉出口烟气NOx质量浓度控制在90 mg/m3以下,实现了重点地区NOx达标排放。     

烟气脱硝SCR装置喷氨优化研究

一些火电厂的烟气脱硝系统因SCR装置喷氨量分布不合理,致使其出口NOx浓度分布偏差大,局部氨逃逸浓度过大.对此,以某台300 MW机组SCR装置为例,通过喷氨量分布优化调整,使SCR装置出口NOx浓度分布的相对标准偏差由优化前的45％下降为10％,平均氨逃逸浓度由1.7 μL/L下降为0.98 μL/L,SCR系统的最大脱硝效率由80％提高到88％.     

SCR烟气脱硝催化剂活性在线测试方法

以某电厂600 MW机组SCR脱硝装置催化剂为研究对象,对不同负荷下的脱硝效率、烟气量、氨逃逸率等参数进行了测试,并对催化剂的活性进行了计算分析。研究发现,机组负荷为600 MW,A、B两侧反应器催化剂活性分别为49.98 m/h和44.71 m/h,450 MW时A、B两侧分别为41.43 m/h和45.01 m/h,300 MW时A、B两侧分别为29.81 m/h和30.40 m/h,均与设计值37 m/h存在一定偏差;分析原因认为是实际烟气量和设计烟气量的差异造成的。以A侧催化剂为例,按照反应器空速,以线性方程对上述测试结果进行拟合计算,得出催化剂活性为37.43m/h,与设计值非常接近,验证了在线测试方法的可行性。     

大型火电机组SCR烟气脱硝全流场数值模拟分析与优化

针对某1 000 MW机组选择性催化还原烟气脱硝系统内流场分布不均与氨逃逸值过大的现象,采用ANSYS Fluent软件对该系统进行数值模拟研究。通过分析原模型的流场、浓度场、氨逃逸与脱硝效率等特性,分别提出针对流场分布的三角区域扰流板布置方案和针对反应物浓度场分布的氨气入口角调整与平衡喷氨策略。研究结果表明:在三角烟道区域顶部增设5块平行扰流板可缓解烟气在壁面处速度过大的现象,催化剂入口流速相对标准偏差由16.31%下降至8.10%,有效地提高了系统的流场分布均匀性;在采用氨气入口角优化结合平衡喷氨策略后,催化剂入口氨气浓度相对标准偏差下降至20.62%,反应器出口的氨逃逸量平均值由0.120 03×10–3 mol/m3下降至0.058 23×10–3 mol/m3,降低了氨逃逸对后续系统的影响。     

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。     

湿法烟气脱硫(WFGD)喷淋塔内烟气流场的数值模拟研究

借助商用Fluent软件,针对300MW机组湿法烟气脱硫(WFGD)系统喷淋塔内烟气流场进行了数值模拟,详细考察了几何结构尺寸和运行参数对喷淋塔内烟气流场的影响。数值模拟结果表明,喷淋塔内烟气流场总体趋势大体上一致,几何结构尺寸和运行参数对塔内烟气流场有较大影响。     

火电厂SCR烟气脱硝反应器模拟系统设计与应用

针对现有火电厂SCR烟气脱硝反应器内催化剂前端烟气与氨混合不均的技术难题,开发了一套用于研究各种负荷工况下不同导流板结构布置对反应器内烟气流场、氨气及飞灰浓度场等影响的专用模拟系统。系统采用模块化结构,能对不同容量、不同燃烧方式、不同煤种的燃煤锅炉烟气脱硝反应器内多种物理场进行模拟,并可同时进行定量测试、自动数据采集与分析、可视化观察,为大型燃煤锅炉烟气脱硝装置的优化设计提供试验研究平台。     

SCR脱硝系统入口烟道设计模拟研究

应用流体力学的原理与方法,利用FLUENT软件建立了选择性催化还原法(SCR)脱硝入口烟道仿真模型,经过模型调控对比,提出了适合烟道设计的最佳方案。     

加装SCR脱硝装置的锅炉系统数值模拟

采用改进的模拟算法,对装有选择性催化还原法(SCR)脱硝装置的300 MW机组煤粉锅炉的燃烧和烟风系统进行模拟,其包括炉膛、过热器、再热器、省煤器、空气预热器、SCR脱硝装置、除尘器和风机等,烟气温度以及压力的模拟结果与设计值吻合较好.     

燃煤烟气多污染物一体化控制技术研究进展

燃煤烟气排放的污染物主要有烟尘、SO2、NOx、Hg及温室气体CO2等。为满足不断提高的环保要求及降低环保成本,国内外的研究开始转向在1个装置内同时脱除多种污染物。介绍近年来国内外烟气多污染物处理技术方面的试验研究,主要包括干式吸附法、脉冲电晕等离子体法、臭氧氧化法、湿法氧化法、循环还原法等。     

3种烟气脱硝工艺技术经济比较分析

目前烟气脱硝工艺主要有选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)和SNCR-SCR混合法,简要介绍这3种工艺的反应原理、工艺特点,并对其进行了技术经济对比分析。结果表明:(1)对NOx脱除效率要求较高时,采用SCR工艺最经济;(2)新建机组采用SCR工艺脱硝比较合适;(3)机组改造可以采用SNCR或SNCR-SCR方案;(4)SNCR-SCR混合工艺兼有SNCR和SCR技术的优点,对NOx脱除效率要求不很高时,宜采用SNCR-SCR工艺。     

某火电厂SCR脱硝催化剂运行状况与活性测试

在某火电厂SCR脱硝装置运行19870 h后,将催化剂取出观察其外观及内部孔道,并测试催化剂比表面积、脱硝活性及SO2/SO3的转化率。将新鲜催化剂活性(K0)与所测试催化剂活性(K)进行比较,得出催化剂的活性损失值。在此基础上,提出了电厂催化剂运行及管理的建议。     

火电厂SCR脱硝反应器均流与混合技术试验研究

以某电厂即将实施烟气脱硝改造的100 MW燃煤发电机组为应用对象,建立了脱硝反应器流动冷态试验装置,对反应器均流结构和还原剂混合装置进行试验研究。试验结果表明,所选择的反应器均流结构和还原剂混合装置可保证反应器内气体速度标准偏差小于15%,还原剂浓度标准偏差接近10%,效果较好。     

选择催化还原(SCR)脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用(上)

针对燃煤电厂采用高尘选择催化还原(SCR)脱硝装置时可能遇到的问题进行分析,并对设计SCR反应器和选择适合的催化剂方面提出了建议。在选择催化剂时,针对中国煤要考虑催化剂活性位潜在积灰,以及飞灰中高CaO含量所引起的催化剂的失活。以台山电厂600 MW机组和阳城电厂600 MW机组及美国肯塔基州Elmer Smith电站150 MW机组的SCR脱硝工程为例进行了说明。     

选择催化还原(SCR)脱硝技术在中国燃煤锅炉上的应用(下)

针对燃煤电厂采用高尘选择催化还原(SCR)脱硝装置时可能遇到的问题进行分析,并对设计SCR反应器和选择适合的催化剂方面提出了建议。在选择催化剂时,针对中国煤,要考虑催化剂活性位潜在积灰以及飞灰中高CaO含量所引起的催化剂的失活。以台山电厂600MW机组和阳城电厂600MW机组及美国肯塔基州Elmer Smith电站150MW机组的SCR脱硝工程为例进行了说明。