活性焦烟气净化反应器研究进展

活性焦干法烟气净化技术具有耗水量少、无二次污染以及吸附剂可循环利用的应用优势,发展前景广阔。作为工艺的核心,反应器研究成为了制约该项技术发展的关键。各行业排放烟气特点不同且污染物排放限值也有所差异,根据烟气特点精准选择反应器类型并对反应器结构进行优化,是提高系统烟气净化效率的有效手段。介绍了目前活性焦烟气净化领域所应用的各类反应器的优缺点及适用范围,论述了反应器内不同类型内构件对气固两相运动状态的影响,最后提出了未来活性焦烟气净化反应器研究及优化的技术方向。反应器床型方面,总结了固定床反应器、移动床反应器、流化床反应器3类反应器的技术优势以及存在的短板。其中,固定床反应器结构简单,通常被应用于活性焦单独脱硫工艺中,烟气处理量小时灵活性较强,随烟气处理量增大,其净化效果降低且需多个反应器并联操作,占地面积大,投入成本高;流化床反应器气固通量大,自动性高,传质传热性能优越,但对内部颗粒磨损作用强,不适合颗粒活性焦,对粉状活性焦有较好的适用性;移动床反应器目前在活性焦烟气净化领域应用最为广泛,具有连续性强、烟气处理量大、对颗粒机械强度要求不高的优点,但其内部结构复杂,物料容易出现异常流动。反应器内构件方面,重点讨论了烟气导流构件、喷氨混合构件、下料构件对系统烟气净化效率的影响。针对反应器内气相流动紊乱的情况,可通过添加导流板或整流层的方式提高反应器内烟气均布性;为了提高喷氨均匀性可在喷氨区设置喷氨构件,提高系统的脱硝效率,较为常见的喷氨构件有静态混合器、喷氨格栅以及涡流构件等,其中静态混合器调控精准,但成本较高且处理能力有限,喷氨格栅能够实现分区控制但易出现管路堵塞问题,涡流构件改造成本低但调控灵活性较差,在工业生产中需根据喷氨量及烟气排放指标灵活选择喷氨构件;为防止固体物料在反应器内运动过程中出现"漏斗流"等异常流动,可在反应器内部添加下料构件,下料构件可有效改善固体物料在反应器内的流动状态。添加内构件后反应器内气固接触增强,系统净化效率明显提升,改造成本降低。最后,明确了未来活性焦烟气净化反应器将向着创新反应器床型,增强行业匹配性,优化反应器结构,降低运行及维护成本的方向发展。     

300 MW CFB锅炉分离器中心筒优化模拟及对锅炉效果影响

为解决旋风分离器分离效率下降导致的细颗粒逃逸,锅炉床压下降,出口烟气温度低,出力不足等问题,对某300 MW级CFB锅炉中心筒进行优化改造,利用CFD方法验证中心筒优化后的分离器分离效率及其对锅炉运行效果的影响。通过增加中心筒插入深度减少颗粒逃逸,缩小中心筒直径并将缩口偏心布置,减少进入排气管的颗粒等对中心筒进行改造。CFD理论计算和现场飞灰粒径分布试验表明,中心筒结构优化后,分离器压降增加约370 Pa;分离器总分离效率提高了0. 54%,达到99. 45%,分离效果好,小颗粒比例较高。现场试验表明,中心筒改造后,床温平均降低20℃,炉膛上部差压增加0. 3 kPa。飞灰颗粒中位径由23μm降至12. 6μm,锅炉效率提高,尿素用量降低50%～70%。理论计算和现场试验表明,本次改造设计合理有效。     

固定化脱氮硫杆菌净化硫化氢气体的研究

以海藻酸钙包埋脱氮硫杆菌制成的固定化微生物颗粒填充生物固定床,用以净化低浓度H2S废气。实验研究了温度、pH值、进气浓度及流速对反应体系中的H2S脱除率的影响,测定了生物固定床中代谢物的种类及其含量。结果表明当进气口的质量浓度低于6×10-5mg/L、25～40℃、pH值在6.0～7.5范围时,生物固定床对废气中H2S的脱除率可达90%以上,在反应过程中pH值保持不变;进气口的流速对不同浓度的H2S的影响较大,当进气口H2S质量浓度为3×10-5mg/L且流速在35L/h时,脱除率高达95%以上。元素硫作为主要产物防止了生物固定床的酸化,并保证脱硫装置的稳定性。     

沉降除尘室

我厂一台SFC6.5—13型和一台KHZ4—13型链条炉排锅炉采用除尘室除尘,效果良好,烟囱冒清烟,估计除尘效率可达80—85％。 除尘室结构,如平、立剖面图所示。当锅炉烟气由烟道进入除尘室后,由于截面积突然扩大,烟气的速度减慢,使其较大颗粒的煤灰在重力作用下沉降分离;烟气继续向     

复合喷动烟气净化工艺气固主反应区段脱硫特性

针对一种新型半干法复合喷动烟气净化工艺,利用实时在线SO2光谱测量系统对该工艺的二级反应区段进行了脱硫特性试验研究。详细分析了吸收剂给入量、烟气温度、内循环颗粒浓度、流场扰动强度、调质水量5个因素对二级反应塔SO2脱除量和脱除份额的影响。试验结果表明,在优化的工况参数下,所研究区段的脱除份额可达到40%以上;内循环颗粒浓度对该区段脱硫特性有显著影响,可提高脱除份额18%;吸收剂给入量、流场扰动强度和调质水量对该区段脱除份额也有约6%～8%的明显影响。     

低床层烟炱吸附法烟气脱硫试验研究及机理探讨

研究了以锅炉烟气沉降物为吸附剂的烟炱吸附法脱除SO2的工艺条件，结果表明该法较适宜的工艺条件为SO2浓度小于2400mg/L，烟气流速小于36m/h，烟气温度低于100℃，此时脱硫效率可达30%以上，并且还初步探讨了烟炱吸附法脱硫的作用机理。     

脱硫除尘一体净化工艺开发成功

山东赫达股份有限公司与山东工业大学日前联合开发出烟气脱硫除尘一体净化工艺。该工艺采用脱硫吸收与固硫反应分体的循环系统 ,防止净化器内部阻塞 ,提高了系统运行可靠性和稳定性。并采用重复利用的封闭循环 ,无二次污染 ,可用于 4 0 0ｔ/ｈ的锅炉及工业炉窑的烟气治理 ,脱硫效率为 80 %～ 95% ,除尘效率 :层燃炉为 90 %～ 98% ,煤粉炉 >98%。脱硫除尘一体净化工艺开发成功     

SNCR/烟气再循环协同脱硝技术研究

短期内煤炭作为我国主要能源的现状不会改变。由于煤燃烧会释放大量NO_x,造成严重的环境污染,因此煤炭燃烧过程中的NO_x控制至关重要。链条锅炉作为我国工业应用最为广泛的燃煤锅炉之一,是降低NO_x排放的重点对象,尤其在新实施的GB 13271—2014《锅炉大气污染物排放标准》中规定重点地区锅炉NO_x排放值不得高于200 mg/m~3后,链条炉低氮燃烧和NO_x脱除技术受到广泛关注。为降低链条锅炉NO_x排放,满足国家环保要求的同时,降低企业运行维护成本,提高企业经济效益,以西安高新区某供热站4×75 t/h链条锅炉为研究对象,进行烟气再循环与SNCR耦合低氮燃烧NO_x脱除技术改造研究。研究了SNCR与烟气再循环耦合低氮燃烧系统参数,如烟气再循环率,再循环烟气一、二次风室送入比例,氨氮摩尔比,锅炉负荷变化等脱硝系统参数对NO_x脱除效率及链条炉燃烧特性的影响,确定了烟气再循环与SNCR技术耦合脱硝的最佳运行参数,结果表明:SNCR耦合烟气再循环低氮燃烧技术能有效降低链条锅炉NO_x排放。烟气再循环率为16%～18%,再循环烟气一次风室送入比例为82%,氨氮摩尔比为0.78时,SNCR耦合烟气在循环脱硝系统可达最佳脱硝效率。此时SNCR耦合烟气再循环联合脱硝效率可达到56%,SNCR单独运行脱硝效率可达40%,NO_x实际排放可从250 mg/m~3降至110 mg/m~3,远高于国家NO_x排放标准。     

220t/h煤粉锅炉臭氧氧化NOx超低排放试验研究

近年来,国家对于环境保护的要求愈发严苛,煤电行业节能减排任务愈加艰巨,燃煤电厂的超低排放改造工作迫在眉睫。笔者针对3台220 t/h煤粉锅炉NO_x进行臭氧脱硝改造和脱硝试验研究,采用烟气分析仪及电厂在线检测系统,探究了O_3/NO摩尔比及NO_x初始浓度等对脱硝效果的影响。试验结果表明,活性分子臭氧脱硝技术对该煤粉炉锅炉具有较好的脱硝效果,NO_x脱除效率可达90%以上。锅炉出口NO_x浓度随锅炉负荷波动较大,呈正相关关系,锅炉负荷升高,出口NO_x浓度升高;锅炉负荷降低,出口NO_x浓度随之降低。臭氧脱硝效率随O_3/NO摩尔比和臭氧投加量的增加而增大,但当O_3/NO摩尔比超过一定值后,其增大速率随臭氧量的增加而逐渐变缓。臭氧脱硝技术中脱硝效率受NO_x初始浓度的影响较小,O_3/NO摩尔比达到一定量时,可保证不同NO_x初始浓度波动下的脱硝效率。本试验获得的特性曲线为臭氧脱硝技术最佳臭氧喷射量的确定提供了依据,即在保证脱硝效率的前提下,如何选择最佳的O_3/NO摩尔比。应用臭氧脱硝技术后,该电厂顺利通过了168 h测试,烟气排放中NO_x浓度稳定在50 mg/Nm~3以下,满足国家超低排放要求,可见采用活性分子臭氧对烟气中的NO_x具有良好的脱除效果。     

炭素生产中新型自激式沥青烟气净化器的应用

针对炭素生产中吸附法净化沥青烟气的现状,对比分析了过滤吸附和吸附床吸附的缺点,介绍了自激式沥青烟气净化器工作原理,分析了净化过程和应用数据。结果表明,自激式沥青烟气净化器的结构设计有利于沥青烟气的吸附和净化,净化器的性能稳定,总净化效率在95%以上,解决了吸附法净化沥青烟气的缺陷问题。     

预燃低氮燃烧技术在燃煤工业链条排炉中的应用

为解决传统燃煤链条排炉存在底渣含碳量高、烟气NO_x排放浓度高等问题,将预燃低氮燃烧技术应用于1台20 t/h燃煤链条排炉,进行节能环保改造;一个供暖季的运行试验表明,该技术可以降低锅炉原始NO_x排放36.7%,提高型煤固硫率5%～8%,降低底渣含碳量57.3%,烟气氧含量由14%～15%降至10%～12%,锅炉热效率达到82%;经分析计算,每个采暖季可节省燃料和烟气净化成本近60万元,具有良好的工业应用前景。     

有机亚砜类催化剂催化氧化脱硫脱硝研究

为了开发简易、有效和成本低的燃煤烟气污染物控制方法,搭建模化试验系统,对有机亚砜类催化剂催化氧化脱硫脱硝一体化技术进行了研究。结果表明,在烟气温度150℃左右,有机亚砜类催化剂可以高效脱除单质汞和硫氧化物,并且可以脱除合成烟气中的大量氮氧化物;通过添加氢氧化铵控制系统pH值,汞脱除效率可达95%;溶液pH6.3,SO_2脱除率99.5%以上,pH4时,SO_2脱除率低于60%;NO_x的脱除取决于烟气中的NO和NO_2的相对形态,实际操作中烟气入口处通入强氧化剂O_3,将NO氧化为N_2O_3和NO_2,再进行后续的脱除,可以保证烟气中氮氧化物的脱除效率不低于80%。结果表明采用有机亚砜类催化剂是在低温条件下处理燃煤烟气多种污染物的可行选择。     

混燃石油焦循环流化床锅炉硫污染物排放特性

在3台配备了炉内脱硫+静电除尘器（ESP）/布袋除尘器（FF）+湿法脱硫装置（WFGD）的410 t·h^-1循环流化床（CFB）锅炉进行了硫污染物排放特性研究。在3个测点采用US EPA Method 8对烟气中不同形态硫污染物进行了平行取样,并同时采集了相应工况下入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、石膏和废水等,考察了污染物控制装置对硫污染物的影响以及硫在电厂的迁移和分布特性。结果表明,锅炉出口烟气中硫主要以颗粒态硫和SO₂的形式存在,占比分别为48.94%～55.05%和44.14%～49.07%。ESP和FF能高效脱除颗粒态硫,脱除效率均达95%以上;WFGD对SO₃/硫酸雾、颗粒态硫的脱除效率分别达62.66%～67.82%和53.06%～60.89%。燃料中硫经过燃烧和污染物控制装置脱除之后绝大部分迁移至灰渣（底渣+飞灰）和湿法脱硫产物（石膏+废水）中,分别占硫总输出的56.79%～70.12%和29.25%～41.70%,只有0.63%～1.51%的硫排放到大气环境中。     

300MW CFB锅炉SNCR+SCR深度脱硝性能研究

随着环保压力不断提高,流化床锅炉需进行深度脱硝改造以实现超低排放,但目前SCR改造在流化床锅炉上的应用研究较少。某厂320 MW流化床机组改造增加了SCR脱硝系统,基于该工程改造项目,笔者使用网格法对烟气场温度、烟气成分等参数进行测定,进行了改造前后的锅炉性能试验,研究了改造后SCR的脱硝性能及其影响因素,并测试锅炉效率。结果表明,不同负荷下,SCR入口平均温度在268.11～309.53℃,基本满足拓展的SCR反应温度窗口(260～420℃)。机组满负荷320 MW下,实测反应器脱硝效率为72.48%,对应的氨逃逸浓度为0.7 mg/Nm3。40%～100%负荷下,NOx排放均低于25 mg/Nm3,氨逃逸浓度不大于1 mg/Nm3。由于烟气温度水平较煤粉炉低,因此本试验中SCR反应器的脱硝效率低于应用于煤粉炉的SCR反应器。40%～100%负荷下的尿素耗量均低于同等级的煤粉锅炉,其中满负荷下的尿素耗量为279.09 kg/h。在相同排放数值下尿素耗量降低50%以上,节能降耗效果显著。排放结果与尿素耗量统计结果表明,SNCR与SCR耦合良好,应用于CFB锅炉具有较大优势。SCR出口处NOx分布并不均匀,在烟道水平截面上呈NOx浓度右侧高、左侧低的趋势,与SCR入口温度分布一致,温度是影响脱硝效率和NOx分布的主要因素。改造后平均锅炉效率为90.07%,与改造前锅炉效率持平,表明SCR改造对锅炉效率影响较小。锅炉90%以上热损失由排烟和物理未完全燃烧热损失造成,控制排烟热损失q2和物理未完全燃烧热损失q4是锅炉热效率提升的关键。     

低低温电除尘对烟气烟尘脱除的影响

对某百万燃煤机组进行低低温电除尘进出口烟尘浓度测试,研究低低温电除尘对烟尘的脱除情况以及不同负荷和改造前后对低低温电除尘除尘效率的影响。试验结果表明:测试结果合理,低低温电除尘除尘效果可达99.9%以上且对不同负荷适应性较好;与改造前相比,低低温电除尘改造后烟气比电阻降低,烟气流量降低,更有利于烟尘的捕集与脱除,除尘效率由99.65%增加到99.92%,     

增湿塔及文丘里管除尘效率模拟及影响因素分析

为了了解热电锅炉烟气脱硫除尘系统运行状况及其节能减排的潜力,采用数学建模的方法对增湿塔及文丘里管除尘效率进行模拟计算,计算结果显示:在现有条件下,5μm以上的烟尘颗粒都能够被除去;液气比和液滴直径是影响除尘效率的主要因素,增加液气比有利于提高除尘效率,但是对小颗粒烟尘去除效果不明显。     

金万泰公司锅炉烟气氨法脱硫装置成功投运

<正>晋煤金石投资集团河北金万泰化肥有限责任公司水汽车间锅炉烟气氨法脱硫装置2013年12月10日成功投运。该装置利用金万泰公司合成氨系统产生的稀氨水作为吸收剂,采用氨法脱硫工艺脱除锅炉烟气中的二氧化硫,并副产出硫酸铵产品。脱硫装置的二氧化硫处理效率达95%以上,排放烟气中二氧化硫含量不超过200毫克/立方米。每年可减少二氧化硫排放50吨以上,副产硫酸铵5000吨左右。锅炉烟气氨法脱硫装置的投运,既优化了企业内部资源配置,又变废为宝创造了经济效益。     

微米级颗粒在气液界面的沉积特性研究

为了提高含尘气体湿洗分离净化中颗粒在气液界面的沉积效率,以玻璃微珠、空气和超纯水为介质,研究了颗粒与气液界面的平均撞击速度、颗粒质量浓度、液相表面张力、颗粒表面可溶性组分、气液界面液相流速等对微米级颗粒在气液界面沉积效率的影响。研究结果表明,对小于4.2μm的颗粒,随着颗粒平均撞击速度、颗粒质量浓度、液相表面张力、气液界面液相流速的增大以及颗粒表面被可溶性组分修饰,颗粒在气液界面的沉积效率显著增加,最高可达73%;而对大于4.2μm的颗粒,其在气液界面的沉积效率均在60%以上,且受上述条件变化的影响较小。     

水泥窑炉烟气中温脱硝技术的研究与分析

根据中温(160～230℃)催化剂研究成果,开展了水泥窑炉烟气中温SCR脱硝技术的应用研究与效率分析。针对不同配方催化剂系列,测试了多种工况条件下NO_x脱除效率,并对催化剂的高尘防堵与吹灰技术进行了设计和研究。试验研究表明,中温中尘脱硝效率均可达85%以上,NO_x浓度稳定控制<50 mg/Nm³,催化剂阻力<200 Pa/层。以上研究为水泥窑炉烟气中温SCR脱硝工程应用奠定基础,即中温中尘SCR脱硝技术是水泥窑炉烟气NO_x深度减排的重要措施。     

混燃石油焦循环流化床锅炉硫污染物排放特性

在3台配备了炉内脱硫+静电除尘器(ESP)/布袋除尘器(FF)+湿法脱硫装置(WFGD)的410 t·h~(-1)循环流化床(CFB)锅炉进行了硫污染物排放特性研究。在3个测点采用US EPA Method 8对烟气中不同形态硫污染物进行了平行取样,并同时采集了相应工况下入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、石膏和废水等,考察了污染物控制装置对硫污染物的影响以及硫在电厂的迁移和分布特性。结果表明,锅炉出口烟气中硫主要以颗粒态硫和SO_2的形式存在,占比分别为48.94%~55.05%和44.14%~49.07%。ESP和FF能高效脱除颗粒态硫,脱除效率均达95%以上;WFGD对SO_3/硫酸雾、颗粒态硫的脱除效率分别达62.66%~67.82%和53.06%~60.89%。燃料中硫经过燃烧和污染物控制装置脱除之后绝大部分迁移至灰渣(底渣+飞灰)和湿法脱硫产物(石膏+废水)中,分别占硫总输出的56.79%~70.12%和29.25%~41.70%,只有0.63%~1.51%的硫排放到大气环境中。