600 t/d垃圾焚烧炉选择性非催化还原脱硝技术研究

在1台600 t/d的垃圾焚烧炉上采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术进行脱硝,基于Fluent软件平台对该系统的尿素溶液与烟气的混合过程进行了数值模拟研究,探讨了温度、氨氮比(NSR)、喷射速度、液滴粒径等对脱硝率及漏氨量的影响.结果表明,脱硝率在960～1 000℃间可获得最佳值;当NSR=1.8时,脱硝率达到60％,NSR＞1.6后,脱硝率增长趋于平缓;在固定NSR和流量下,脱硝率随液滴粒径增大则先提高后降低再提高;漏氨量则随粒径的增大、温度的升高均呈现降低趋势,最佳的粒径分布为100μm;氨逃逸量与试验值相差较大,主要是实际中逃逸的氨气被飞灰吸附导致,飞灰吸附的氨量在40～90μg/g.     

脱硫废水零排放系统关键参数数值模拟研究

利用数值模拟技术对脱硫废水在电除尘器前烟道中的蒸发技术进行了研究,分析了液滴粒径、烟气温度、烟气流速、废水量、喷射速度、喷射角度等参数对液滴停留时间的影响规律。结果表明,烟气温度越高,液滴粒径越小,喷射量越小,液滴的停留时间就越短;随着烟气流速、喷射速度、喷射角度增大,停留时间呈现不同的变化趋势。研究结果可对工程选型、设计优化提供支撑。     

废液焚烧炉SNCR脱硝性能影响因素的数值模拟研究

为获得废液焚烧炉选择性非催化还原(Selective Non⁃Catalytic Reduction,SNCR)脱硝较优的工艺参数,以四面墙错冲布置的脱硝喷枪为研究对象,运用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟的方法分析了氨水的粒径及喷射速度对SNCR脱硝性能的影响规律。结果表明,粒径为200μm既满足所有液滴均在反应区蒸发完全以及获得较大的中心区(氨氮摩尔比大于1的区域),又能保证水蒸气与烟气混合均匀。液滴粒径为300μm时,通过改变液滴的喷射速度对蒸发完全的粒子数目影响较小,但将喷射流速保持在20~25 m/s时可获得较大的中心区面积且利于NOx的脱除。将脱硝喷枪的喷射角度向下倾斜能显著促进液滴的蒸发,形成更大的中心区,并使水蒸气与高温烟气混合更加均匀,从而获得更好的脱硝效果。     

Fenton氧化法烟气脱硝实验

以Fenton溶液为吸收剂,在自制的鼓泡反应器内进行了Fenton氧化法烟气脱硝初步实验,研究了Fenton试剂氧化法烟气脱硝的可能性,考察了H2O2溶液质量分数、FeSO4.7H2O投加量、溶液pH值、模拟烟气流量和模拟烟气成分等因素对烟气脱硝效率的影响,提出了烟气中NO先被羟基自由基氧化,而后被吸收液吸收的脱除机理。结果表明,在实验条件下,Fenton试剂对模拟烟气中的NO有一定的脱除效果,烟气含氧质量分数对脱除效率无明显影响,但脱硝率随烟气流量的增大而显著下降,H2O2溶液质量分数、FeSO4.7H2O投加量、溶液pH值存在最佳值,最佳实验条件下NO的脱除效率可达50%左右,脱硝产物主要为NO-3。     

城市垃圾焚烧炉SNCR脱硝系统优化

运用计算流体动力学模拟软件FLUENT对城市生活垃圾焚烧炉在不同工况下进行了选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝系统的数值模拟优化研究。结果表明,下层SNCR喷嘴喷入的还原剂可与烟气进行充分的混合,脱硝效果更好;在还原剂总流量一定的情况下,增加下层SNCR喷嘴流量,有利于SNCR脱硝效率的提高,6∶3∶1的配比使得垃圾焚烧炉脱硝效率达到53.3%;与其他喷射速度相比,原始喷射速度(13.8 m/s)工况的混流效果较好,脱硝率达到51.7%。     

双钩波形板分离器的三维数值模拟研究

利用数值模拟的方法对热态工况下双钩波形板分离器的单级分离效率、总分离效率以及压降进行了研究。结果表明:波形板双钩开口处漩涡的存在造成了蒸汽回流,提高了波形板的分离效率;当波形板入口蒸汽速度v小于2m/s时,分离效率随v的增大迅速提高,但当v大于2m/s时,分离效率趋于平稳;波形板压降随v的增加显著增大;液滴粒径大于10μm时,分离效率随v增加而升高,而液滴粒径为10μm时,分离效率随v增加而降低;液滴分离主要集中在双钩波形板的前2级,波形板后4级的分离效率显著降低;随液滴粒径增大,波形板第1级的分离效率逐渐增大,而第2级先增大后减小,当液滴粒径大于250μm时,前3级的分离效率不再受液滴粒径的影响。     

不同物性液滴在低温烟气中的蒸发特性数值研究

建立了液滴在低温烟气中运动和蒸发过程的数学模型,数值研究不同物性液滴在有相对速度及相对温度的烟气环境中的蒸发特性,获得了液滴温度、直径随时间的变化规律,液滴直径、速度和烟气速度对蒸发的影响。计算结果表明:在相同的条件下,双组分水溶液液滴与单组分水液滴在蒸发过程中温度变化不同而直径变化相同,纯水液滴蒸发最快,其次是酸溶液液滴和盐溶液液滴,碱溶液液滴蒸发最慢。在研究的温度及速度范围内,不同物性液滴直径随时间变化都呈指数递减规律。研究结果还表明,液滴粒径越小,随气相运动的能力越强,液滴初速度对完全蒸发时间影响越小。烟气速度和液滴初速度的改变对液滴蒸发速度的影响都较小。     

双钩波形板分离器的三维数值模拟研究

利用数值模拟的方法对热态工况下双钩波形板分离器的单级分离效率、总分离效率以及压降进行了研究.结果表明:波形板双钩开口处漩涡的存在造成了蒸汽回流,提高了波形板的分离效率；当波形板入口蒸汽速度v小于2 m/s时,分离效率随v的增大迅速提高,但当v大于2 m/s时,分离效率趋于平稳；波形板压降随v的增加显著增大；液滴粒径大于10μm时,分离效率随u增加而升高,而液滴粒径为10μm时,分离效率随v增加而降低；液滴分离主要集中在双钩波形板的前2级,波形板后4级的分离效率显著降低；随液滴粒径增大,波形板第1级的分离效率逐渐增大,而第2级先增大后减小,当液滴粒径大于250μtm时,前3级的分离效率不再受液滴粒径的影响.     

尿素溶液雾化颗粒在锅炉炉内的运动轨迹

选择性非催化还原(SNCR)脱硝装置中Y型部分内混气力式雾化喷枪的雾化粒径随着气耗率的增加而变小,气耗率相同时,雾化粒径随着雾化工质的增加而变小。利用CFD软件平台,采用数值模拟方法对喷入100 MW机组四角切圆煤粉锅炉的雾化颗粒运动轨迹进行了研究,得出在25 m/s速度下最佳喷入雾化粒径在0.3~0.5 mm之间。在锅炉中进行了喷射尿素溶液的脱硝试验,脱硝率随着雾化粒径的增加先增加后减小,当氨氮比为1.5时,其脱硝效率最高可达到58%。     

鼓泡脱硫塔除雾器除雾特性数值研究及实验验证

为提高除雾器对不同粒径小液滴的脱除效果,减轻脱硫系统气气换热器的堵塞程度,对鼓泡脱硫塔除雾器性能进行了数值分析和实验研究。数值分析表明:除雾效率随液滴直径的增大而增大,随进气速度的增大而增大,随除雾器叶片间距的增大而降低;带倒钩的弧形板除雾器比折形板除雾器的除雾效率高;粒径小于20μm的小液滴脱除效率较低。冷态实验台上的除雾器性能实验验证了数值分析的结果。为除雾器的设计和优化提供参考。     

尿素/三乙醇胺湿法烟气脱硫脱硝的试验研究

尿素溶液与NOx反应生成N2和CO2气体,可实现烟气同时脱硫脱硝,该文进行了尿素/三乙醇胺湿法脱硫脱硝的试验研究。试验采用双级串连的填料塔为主体反应器,分别对气速、液气比、反应物浓度、添加剂浓度、反应温度等参数对尿素溶液吸收SO2反应的影响进行了试验研究,并进行了尿素溶液同时吸收SO2和NOx的试验研究,研究表明：增大气速、液气比可使脱硫效率增加,而三乙醇胺和尿素浓度对脱硫效率影响较小。SO2和NOx具有相互协同促进作用,其净化效率在试验条件下可分别提高1%~3%和5%~ 6%,总脱硫效率可达95%以上,脱硝效率在63%以上。     

用臭氧氧化技术同时脱除锅炉烟气中NOx及SO2的试验研究

对臭氧氧化锅炉烟气同时脱硫脱硝技术进行了基础试验研究，主要对臭氧的无催化热分解特性、臭氧与NO和SO2的氧化特性以及结合湿法洗涤的整体脱除效果进行了试验研究。研究结果表明臭氧在典型锅炉排烟温度150℃下10s内分解率为28%，该温度下臭氧的生存时间远长于其与NOx/SO2的动力学反应时间，对反应过程影响不大。在100~ 200℃范围内，臭氧均可以对NO进行高效氧化，在[O3]/ [NO]=1.0时，NO氧化率分别达到了85.7％和84.8％，随温度升高，臭氧的分解速度加快，NO氧化效率不断下降，至400℃时已无氧化能力。SO2与O3之间的氧化反应进行较弱，SO2氧化率最高达29.75%，有效温度为27~300℃。系统中加入200mL/m3的SO2对O3/NO之间的氧化反应影响不大。通过结合尾部湿法洗涤，在[O3]/[NO]=0.9时，脱硫效率接近100%，脱硝效率达到86.27%。     

神木煤灰增湿活化脱硫的半工业性台架试验研究

建立了烟气处理量为3000Nm^3/h的多功能烟气脱硫试验台，对神木煤灰增湿活化脱硫进行了研究。试验结果表明，喷水雾化液滴粒径、出口烟气温度与绝热饱和温度的差值、烟气停留时间与液滴蒸发时间以及Ca/s摩尔比等因素对高钙煤灰增湿活化脱硫有重要的影响，且存在一个最佳的雾化液滴粒径。经工艺参数的优化，该系统具有50％左右的脱硫效率。该脱硫工艺因系统简单、投资和运行费用极低，对燃用高钙低硫煤的锅炉烟气脱硫具有广泛的应用前景。     

湍流混合限制下选择性非催化还原过程的数值模拟

基于CFD软件平台,对燃烧研究设备(combustion research facility,CRF)中试试验装置的选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)脱硝过程进行模拟计算,通过与试验结果的比较,验证了该文的数学模型和计算方法。文中研究了在不同的温度、氨氮摩尔比条件下,喷射尿素溶液对脱硝效率和漏失氨的影响。计算结果表明,随着[NH3]/[NO]的增加,NO的还原率逐渐提高,在[NH3]/[NO]为1.0~2.5时可以达到50%~90%的NO脱除效率。同时由于随着氨氮摩尔比的增加,漏失氨也随之增加,因而应合理控制氨氮摩尔比在1.5左右。     

加入CH4促进选择性非催化还原的CFD模拟研究

在实验研究和机理分析基础上利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)软件Fluent,结合简化的反应机理模型,对沉降炉脱除NOx实验过程进行了模拟研究。模拟结果表明,在较低反应温度(1 073 K)下,喷入的氨基还原剂基本不与烟气中的NOx反应,形成较高的氨泄漏;而在较高的反应温度(1 373 K)下,喷入的氨基还原剂部分被烟气中的氧气氧化为NOx,导致NOx脱除效率较低。加入微量CH4能够促进较低温度下的选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)反应,并减少氨泄露。在较高温度下SNCR反应速率加快,仍有部分NH3被氧化为NOx,但总体NOx脱除效率有所提高。模拟结果与实验结果的对比分析表明,采用简化的反应模型和CFD结合可以对常规SNCR反应和加入CH4的脱除NOx反应过程进行较为准确的模拟。     

脱硫废水旁路塔雾化蒸发数值模拟

脱硫废水成分复杂难以回用，一些电厂已开始采用烟道雾化蒸发处理技术对其进行处理。脱硫废水直接喷入烟道会带来腐蚀、积灰、堵塞等问题，设置旁路蒸发塔对脱硫废水进行干燥是一种较好的选择。为研究此项技术，以某330 MW 机组为例，通过计算脱硫废水与烟气的热质平衡，确定了烟气抽取量，建立了物理模型，利用数值模拟的方法对烟气流场进行优化，对喷嘴布置方式、液滴直径、烟气温度等的选择进行稳态模拟。结果表明：抽取烟气量仅占总烟气量的2.27%，烟气流场即能够充满整个蒸发塔；三喷嘴的雾化蒸发效果可以使蒸发塔出口温度达到设计值120℃；液滴直径80 μm 以下，液滴颗粒无贴壁，液滴直径60 μm时蒸发效果好。为延长颗粒停留时间，使颗粒无贴壁、少团聚，宜采用烟气旋流方式、三喷嘴、60 μm雾化粒径以及600 K以上的入口烟气温度。     

石化污泥与煤流化床混烧NOx的排放特性

在一座热输入量为0.2MW的循环流化床试验台上进行了石化污泥与煤的混烧试验,重点考察了质量掺混比、空气过剩系数、二次风率、Ca/S摩尔比、床温等因素对NOx排放浓度的影响。试验结果表明,随着质量掺混比的增大,NOx的排放浓度呈下降趋势;随着空气过剩系数的增加,NOx的排放浓度呈上升趋势;在空气过剩系数保持不变的条件下,随着二次风率的增加,NOx的排放浓度下降;脱硫剂石灰石的添加会促进NOx的生成,且NOx的排放浓度随着Ca/S摩尔比的增大而显著上升;随着床层温度的升高,NOx的排放浓度也呈增加趋势。由于循环流化床低温和分级燃烧对NOx的抑制作用,各试验工况NOx排放浓度均较低,满足国家排放标准。     

湿法脱硫系统PM2.5排放特性分析

为系统分析湿法脱硫系统出口PM2.5的排放特性,基于26台湿法脱硫系统出口颗粒物和PM2.5的排放情况的现场测试,研究入口颗粒物浓度、烟气流速、液气比、pH值以及雾滴浓度对PM2.5排放特性的影响.烟气经过湿法脱硫系统处理后,出口PM2.5占颗粒物的比重随着烟气中颗粒物浓度的降低而显著增大,PM2.5排放系数随着吸收塔...     

选择性非催化还原法在电站锅炉上的应用

对一台HG-410/9.8-YW15型煤粉锅炉,在已进行常规煤粉再燃改造基础上进一步结合了选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)的改造,即对该锅炉采用了联合Reburning/SNCR技术。通过实验运行表明：当仅有再燃投入运行时,NOx可以低于350 mg/m3(标准状态,6%O2,干烟气);而当结合了SNCR运行时,NOx则达到了200 mg/m3以下,同时尾部氨泄漏小于7.6 mg/m3。低负荷情况下脱硝率较高,对于51%负荷(j(NH3)/j(NO)等于1.0),NOx降至160 mg/m3,而此时的尾部氨泄漏只有1.14 mg/m3。此外,根据负荷及j(NH3)/j (NO)的不同,单独SNCR技术在再燃的基础上也实现了38.2%~73.9%的脱硝率。尾部烟道中的氨分布呈现出前墙高于后墙的现象。SNCR的投运对飞灰含碳量、排烟温度及CO排放等几乎没有影响,但会造成尾部排烟量的增加,即对锅炉效率造成了约0.5%的损失。     

CFB锅炉全负荷高效SNCR烟气脱硝技术研究进展

SNCR(选择性非催化还原)具有工艺简单、投资和运行成本低的特点,特别适合于炉膛出口NOx浓度相对较低的循环流化床(CFB)锅炉。当CFB锅炉负荷小于75%BMCR时,炉膛出口烟温通常处于650℃~850℃范围内。在此温度区间(中温区)内,SNCR脱硝效率偏低是目前CFB-SNCR技术存在的主要问题。提高中温区SNCR脱硝效率主要研究方向有:添加剂、活性还原剂、还原剂混合以及中温干法同时脱硫脱硝技术。文章对以上4个方面的研究进展进行了综述,并对CFB锅炉全负荷SNCR烟气脱硝技术研究方向提出了建议。