高温主燃区还原性氛围下喷氨脱硝的试验研究

为研究煤粉燃烧过程中高温主燃区NH_3对NO_x还原效果的影响,采用尿素溶液为氨基还原剂,利用一维管式电加热沉降炉分析了氨剂对NO_x在不同反应条件下的还原特性。实验结果表明:主燃区温度为1 573 K时,在过量空气系数α≤0.95条件下,尿素溶液可有效的将主燃区烟气中NO_x还原为N_2,且脱硝效率都随氨氮比n增大而快速升高,当n1.75时,脱硝效率升高速度变缓;在还原性氛围中,相同n时,温度越高,脱硝效率越高,且高挥发分烟煤的脱硝效率大于低挥发分无烟煤所对应脱硝效率;试验条件下,神华烟煤的整体脱硝效率最高可达95%;单独喷水可降低NO_x浓度,但与喷氨工况相比,其降低幅度不明显。     

选择性非催化脱硝不同还原剂的比较试验研究

SNCR(选择性非催化还原)过程试验是在CRF(Combustjon Research Facility)试验装置上进行的.使用尿素、氨水、(NH4)2CO3、NH4HCO3还原烟气中的NOx,通过雾化喷嘴在CRF炉膛内喷入还原剂.试验结果表明,对于所使用的还原剂随着NH3/NO摩尔比的增加,NO还原效率逐渐提高;对于尿素、氨水、(NH4)2CO3等还原剂,氨氮比为1～2.5,脱硝效率分别为65％～89％、62％～86％、45％～84％;对于NH4HCO3,氨氮摩尔比0.8～1.5,脱硝效率为46％～73％.不同还原剂的温度窗口不同,适宜尿素进行SNCR过程的反应温度最高,氨水最低.     

SCR烟气脱硝系统喷氨适应性调整的试验分析

在选择性催化还原烟气脱硝技术中,为了使还原剂与NO_x充分混合,最理想的状况是使还原剂的质量浓度分布与NO_x的质量浓度分布相一致。主要介绍了锅炉SCR脱硝系统喷氨适应性调整试验的测点布置、测量方法、试验结果与分析等,通过实验可知,调整各喷氨支管手动阀开度可有效提高SCR喷氨适应性,降低氨逃逸量,降低出口NO_x质量浓度。     

生物质高温分解产物析出特性的试验研究

采用TG/MS联用仪对3种典型生物质(玉米秸秆、玉米芯和稻秆)在高温分解过程中气相产物的析出特性进行了试验研究,分析了温度、升温速率、氧浓度、生物质种类对其的影响.结果表明:轻质组分的析出集中于挥发分大量热解的温度区域,而焦油组分的析出没有明显的温度窗口;升温速率对各产物析出的影响有限,随着升温速率的增大,挥发分析出特性指数增大,活化能降低,更易于产物析出;有氧环境更有利于热解温度区产物的析出,相比有氧条件下氧浓度的改变,产物的析出对有、无氧更敏感;3种生物质的产物析出量受挥发分含量的影响由大到小依次为:稻秆>玉米芯>玉米秸秆.     

超临界四角切圆燃烧锅炉运行方式对水冷壁高温腐蚀影响的试验研究

针对某630 MW超临界四角切圆燃烧锅炉水冷壁存在的高温腐蚀问题,对水冷壁近壁面烟气成分(O2、CO及H2S)进行了测试,分析了运行O2体积分数、煤粉细度、入炉煤含硫量、紧凑燃尽风(CCOFA)风量、分离燃尽风(SOFA)风量及周界风量等因素对水冷壁高温腐蚀及NOx排放特性的影响.结果表明:高温腐蚀发生区域表现出明显的强还原性气氛;增大运行O2体积分数,同时保证风量沿炉膛高度方向上的合理分配可减弱水冷壁近壁面还原性气氛;煤粉细度对水冷壁近壁面还原性气氛的影响较小;随着入炉煤含硫量的增加,水冷壁近壁面H2S体积分数增大,O2和CO体积分数则变化不大;较小的CCOFA风量及适当的SOFA风量有利于减轻水冷壁高温腐蚀;周界风量对主燃烧区下部壁面区域还原性气氛的影响较大,运行时应适当减少周界风量.     

四角切圆锅炉高温腐蚀区域研究

为了分析四角切圆锅炉容易发生高温腐蚀的区域,以某工程锅炉为例,进行了数值模拟计算。结果表明,影响水冷壁高温腐蚀的因素主要有两个,一个是炉内的还原性气氛,另一个是炉膛的局部高温区。如果炉内燃烧配风不足,导致水冷壁附近形成还原性气氛且处于高温区,水冷壁处将发生腐蚀。在高度上,高温腐蚀主要发生在燃尽风到中间集箱的位置,在水平方向上,高温腐蚀主要发生在角切后半程,因为此区域冲刷严重。这与现场运行情况相吻合。     

500MW机组脱硝系统喷氨格栅优化设计

合理的喷氨系统可保证烟气中的氮氧化物和脱硝剂氨均匀混合,有利于提高脱硝效率,节约氨耗量;减少催化剂预装量,延长催化剂寿命;保证达标排放,降低硫铵堵塞引发的安全风险;降低投资和运行管理成本。以某500 MW机组SCR系统为研究对象,设计3种不同形式的喷氨格栅进行数值模拟。选择催化剂入口截面速度和氨浓度分布最为均匀的方案,对原喷氨系统进行改造。结果表明:工程改造后,SCR出口NO_x浓度不均匀度由最高57.40%降低到20.20%,氨逃逸由最高24×10~(-6)降低到1×10~(-6),液氨耗量节约10%以上。     

330 MW电站煤粉锅炉高温主燃区喷氨脱硝的试验研究

在一台330 MW四角切圆煤粉锅炉上进行试验,研究各因素对高温主燃区喷氨脱硝的影响。结果表明：向高温主燃区喷入尿素溶液可有效脱除NO_x,且脱硝效率受锅炉负荷、配风方式和O₂体积分数等因素的影响;在锅炉常规运行的基础上进行主燃区喷氨,随着负荷的增加,最佳R_NSR增大,脱硝效率降低;相对于基准配风方式,在极限配风方式下进行喷氨可以提高脱硝效率,使最佳R_NSR减小;降低锅炉出口O₂体积分数可进一步提高主燃区喷氨的脱硝效率;主燃区喷氨与高速燃尽风协同控制可以在减小NO_x质量浓度的同时对飞灰含碳量和CO体积分数进行有效控制。     

气态氨作还原剂的SNCR脱硝工艺的试验研究与模拟

在自行研制的试验台上对氨气作还原剂的SNCR脱硝工艺进行了实验研究,并利用化学反应动力学软件Chemkin 4.1进行了模拟.通过试验发现,采用自制改进型槽缝式TB系列喷嘴内部喷入的方式明显优于侧喷,提高了NO_x的去除率.以NO_x去除率高于50%为标准,试验所得温度窗口为863～937 ℃.随着氨氮比的增大,NO_x的去除率和氨的泄漏量增大,当氨氮比大于1.0后,NO_x去除率的随氨氮比增大的幅度减小,而氨的泄漏量增大幅度增大.利用Chemkin 4.1的模拟所得的温度窗口和NO_x去除率与实验基本相符,通过对详细机理中重要基元的分析,得出了各温度下的主要反应途径.     

钒基SCR催化剂动态反应及氨存储特性的试验研究

试验研究了温度和空速对催化还原反应速率、NOx转化效率、氨存储、氨泄漏的影响,分析了氨存储释放过程以及氨存储量与NOx转化效率的关系。试验结果表明:温度对催化还原反应速率的影响非常大,在20 000/h空速下400℃时的平均反应速率是200℃时的17倍;而空速对反应速率的影响很小,在同一温度下空速从20 000/h变化至50 000/h时,平均反应速率基本保持不变;但增大空速加快了氨泄漏,使得氨泄漏出现的时间提前,从而限制了NOx转化效率的进一步提高,温度对氨饱和存储量的影响比空速的影响大,在200℃和240℃时NOx转化效率基本与氨存储量呈线性关系,在大于320℃时氨存储量对NOx转化效率的影响较小。     

燃煤机组选择性催化还原脱硝特性试验

针对某1 000MW超超临界机组的选择性催化还原反应系统,采用数值计算与试验结合的方法研究了该机组选择性催化还原脱硝的性能。建立了燃煤机组燃烧后脱硝系统液氨蒸发器蒸汽质量流量模型;研究了脱硝效率对NH_3质量流量和蒸汽质量流量的影响,入口NO质量浓度对脱硝效率的影响,以及NH_3与NO_x物质的量比、氧气体积分数和反应温度对脱硝效率和SO_2/SO_3转化率的影响。结果表明:脱硝的温度范围为360～370℃,最佳反应温度为367℃;当脱硝效率为80%时,NH_3质量流量和蒸汽质量流量分别为446kg/h和275kg/h;脱硝效率随入口NO质量浓度的升高而提高;当NH_3与NO_x物质的量比为1时,脱硝效率为95.3%,为保证脱硝效率及氨逃逸率,NH_3与NO_x物质的量比应控制在1～1.2;随着氧气体积分数的提高,脱硝效率降低,而SO_2/SO_3转化率增大。     

超超临界对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀燃烧调整技术研究

前后墙对冲旋流燃烧锅炉由于炉内燃烧组织方式和炉膛结构特点,水冷壁高温腐蚀主要发生在主燃区和还原区的左右两侧墙上,通过锅炉的摸底工况试验,诊断锅炉运行存在的问题,在此基础上进行燃烧优化调整,降低了水冷壁近壁区域烟气中还原性气体和腐蚀性气体的含量,以此来减缓水冷壁高温腐蚀的速率.     

不均匀喷氨的NOx通量获取方法和喷氨格栅阻力特性

不均匀喷氨的方法是根据喷氨格栅建立不同分区的NO_x通量,设计分区不同的喷氨量,而NO_x通量由两个参数即烟气流速和NO_x浓度决定,试验和数值模拟方法是获得这两个参数的重要手段。通过对比发现,数值模拟的边界条件在实际中难以确定,无法较好地模拟流速场,而试验是更优的一种方法。试验结果显示,不同负荷和煤种下,喷氨格栅截面的流速分布基本不变,某些区域始终高,某些区域始终低。同时得到NO_x浓度的不均匀系数相对于流速不均匀系数很小,且考虑喷氨截面到催化剂还有一段扩散距离,可以仅考虑主要影响因素即烟气流速对不均匀喷氨的喷氨量进行设计,该方法简单有效,在工程实际中应用效果较好。同时对喷氨支管的阻力特性进行了试验研究,利用多孔介质代替该区域可以极大简化数值模拟区域。     

基于CFD建模的1000MW电站锅炉SCR脱硝系统喷氨策略优化

以某1 000 MW电站锅炉的选择性催化还原(SCR)脱硝系统为研究对象,入口截面采用现场实测流场和NO_x浓度场分布数据,对耦合反应器内的湍流流动、多组分混合及化学反应进行了基于CFD建模的数值计算研究,并基于氨氮比一致分配理论,利用数值模拟多次试算获得最优喷氨策略,对该最优喷氨策略进行现场验证.结果表明:实际入口为非均匀流场和浓度场,采用均匀喷氨策略,催化剂上部截面氨氮比及出口附近测点位置氨气浓度分布极度不均,氨逃逸严重;现场验证实验表明,本文方法确实可有效地指导喷氨优化调整,降低调整盲目性,提高现场工作效率.     

废气脱硝氨排放因子存在的不足及改进建议

依据《大气氨源排放清单编制技术指南(试行)》所给废气脱硝氨排放因子,会严重低估脱硝氨排放量。脱硝过程中,未参与还原反应的氨气形成氨氮物,并通过固体颗粒物、脱硫废水等介质迁移外排,大部分最终以氨气形式排放至大气。使用未参与还原反应的氨气浓度代替"氨逃逸",能够更真实反映废气脱硝的氨排放水平。依据实际用氨量和理论用氨量之间的差值,可用于计算分行业的氨排放因子、烟气脱硝氨排放浓度。     

脱硝还原剂选用纯氨和尿素的技术经济探讨

通过对大唐淮南洛河发电厂三期脱硝工程还原剂选择的研究,针过采用液氨和尿素的技术经济分析,比较两种方式的优缺点,寻找适合洛河电厂三期脱硝工程还原剂的技术。     

脱硝还原剂液氨改尿素技术应用及优化

电厂烟气脱硝SCR系统脱硝还原剂采用尿素取代液氨已成为行业趋势,尿素具有与液氨相同的脱硝性能,且具有环保、无毒性和安全性高等优点。某电厂对烟气脱硝SCR系统实施液氨改尿素热解制氨工艺,本次改造的热解系统单套640kg/h的制氨量是迄今国内最大的,具有停留时间长、能耗大、运行费用高、调节范围大等难点。为此,在进行流场/温度场模拟的基础上,采用高温烟气换热方案代替电加热器方案,对运行模式和喷枪控制进行了调整。从运行后的数据来看,在锅炉满负荷(600MW)运行时,热解炉系统满足氮氧化物排放低于50mg/m³且氨逃逸低于3μL/L的要求,炉内尿素热解完全,无结晶出现。采用炉内气气管式换热器代替电加热器作为热源,每年可节省电费约570万元,不到半年即可收回投资成本。项目的顺利实施为尿素热解系统的超大型化应用积累了更多经验。     

高温低氧燃烧条件下氮氧化物的生成特性

高温低氧燃烧原理是高温空气燃烧技术赖以发展的基础，使得高温燃烧条件下的氮氧化物的生成与排放受到大大抑制。为了掌握这种非常规燃烧现象及污染物生成的基本规律，采用扩散燃烧模型、热力NO生成模拟与湍流N－S方程，数值研究了燃烧空间中空气氧浓度对燃烧特性和氮氧化物排放浓度的影响，再现了高温与低氧两种条件相结合，形成的稳定的低氮氧化物排放的燃烧特性。计算结果与实验数据吻合，为发展高温空气燃烧技术提供了理论基础。     

氨选择性催化还原(SCR)脱除氮氧化物的研究

文中简要介绍了NOx的排放危害，通过对SCR(Selective Catalytic Reduction)选择性还原烟气脱硝技术的化学过程、工艺过程的概述，结合常用的典型催化剂，对SCR进行了简要介绍。同时文章还对SCR存在的某些问题进行了分析和总结。     

含盐有机废液焚烧煤灰熔融特性试验研究

研究3种不同灰熔融性的煤(元宝山褐煤、崔家沟烟煤、徐州烟煤,分别简称为Y煤、C煤和X煤)与不同含盐率(碱金属钠盐Na2SO4、NaNO3、Na2CO3等在红水中的含量,通称含盐率)化工废液红水混合焚烧的灰熔融特性。研究结果表明,在不添加石灰石时,随着红水含盐率的增加,X煤、C煤的灰熔融温度均呈下降趋势,其中在相同的含盐率下X煤的灰熔融温度下降较多,Y煤的灰熔融温度则呈先下降后增加再下降的趋势;添加石灰石(Ca/S=2.0)后,随着红水含盐率的增加,X煤的灰熔融温度呈先下降后增加的趋势,且在红水含盐率为10%处其4个特征温度均存在一个最小值,而C煤和Y煤的灰熔融温度变化情况与不加石灰石时类似,但变化幅度相对较小;在一定的含盐率(15%)下,X煤和C煤的灰熔融温度均随着石灰石量的增加,先下降后增加,但X煤的变化明显,Y煤的变形温度、软化温度增加,而半球温度和流动温度则先下降后增加。研究结果为含盐有机废液在流化床中焚烧时防止床料结焦提供理论依据。