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。     

循环流化床锅炉脱硝工艺经济性分析

循环流化床锅炉炉内低氮燃烧无法满足排放要求时,需要对排烟进行进一步净化。烟气净化工艺主要有SNCR脱硝和SCR脱硝。为了比较2种工艺的经济性,建立了技术经济分析模型,对比分析了满负荷时的经济技术指标。结果表明:脱硝剂价格、催化剂价格和年运行时间是影响脱硝成本的主要因素,尿素价格对SNCR脱硝成本的敏感度最大,液氨对SCR脱硝成本的敏感度大于催化剂价格。SNCR脱硝的运行成本和总成本相对较低时要求NO_x浓度分别低于140和228 mg/m~3。基于入口NO_x浓度200 mg/m~3,对SCR工艺和SNCR工艺的经济性比较表明,当尿素价格低于3 402元/t时,SNCR总成本较低;当液氨单价高于3 300元/t时,SNCR工艺总成本更经济;在催化剂和年运行时间研究波动范围内,SNCR总成本始终最低、最经济。SNCR-SCR联合脱硝工艺不具备经济优势,且入口NO_x浓度为151～273 mg/m~3时总成本最高。超低排放循环流化床锅炉技术可以改善SCR工艺和SNCR工艺的经济性,并使SNCR工艺的优势更为突出。     

水泥窑SNCR烟气脱硝技术应用分析

本文介绍了湖州槐坎南方水泥有限公司5000t／d水泥窑炉SNCR烟气脱硝工程的应用实例,该脱硝系统采用纯尿素作为还原剂,将其稀释至相应浓度后喷入水泥窑分解炉内,热解后与NOx气体发生反应达到降低NOx排放浓度的目的。文中对调试期间不同数据进行分析得出,尿素溶液浓度为20％时,喷射流量适中且能获得较好的脱硝效率和较低的氨逃逸;分析得出在满足脱硝效率不低于60％时,尿素实际NSR值≥1．78,远远大于理论NSR值1．0;通过比较不同分解炉型的1号、2号线在不同喷射截面的数据得出,在温度窗口范围内,在获得相同脱硝效率时,喷射截面积越大,还原剂用量越大且氨逃逸量增加。脱硝装置投运后,对水泥窑尾用煤量影响不大,运行时应对喷射流量进行合理控制以降低影响。     

低氮燃烧技术在煤粉锅炉系统的应用性研究

煤粉燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx,约占总量75%~80%,其余为热力型NOx和快速型NOx。煤粉低氮燃烧技术的核心是控制燃料型NOx的生成。通过对煤粉锅炉按照“先炉内、后炉外”的总体技术路线,采用炉内De-NOx低氮燃烧技术结合SNCR喷氨技术,将低氮燃烧技术应用于煤粉锅炉,将烟气氮氧化物有效控制在200mg/Nm^3以内。大大减少氨水、液氧等脱硝剂的投入量,既降低了运行成本又有效缓解了脱硝剂对设备及烟道的腐蚀,使烟气NOx排放浓度符合我国《火电厂大气污染物排放标准》。     

SNCR脱硝系统对水泥窑生产能耗影响的实例分析

<正>SNCR脱硝技术是用氨水、尿素溶液等还原剂喷入分解炉内850~1 100℃的区域与烟气中NOx进行选择性非催化还原反应,将NOx转化成无污染的N2和H2O,从而达到降低NOx排放的目的。理论上,在分解炉内喷入液态还原剂后,还原剂中水分的蒸发会吸收一定的热量,而还原剂中氨基与烟气中NOx进行氧化还原反应会放出一定的热量,同时还原剂带入的水分和反应生成的气体(包括N2、H2O等)导致炉内烟气量     

某燃煤电厂300MW机组SCR烟气脱硝装置结构优化

SCR烟气脱硝装置中烟气流场的分布及还原剂（NH3）与NOx的混合效果对脱硝效果起着重要作用,因此,采用数值模拟技术对于初步设计的SCR烟气脱硝装置进行结构优化是目前国内外SCR烟气脱硝装置设计必不可少的一部分。本研究采用Fluent软件对某燃煤电厂300MW机组SCR烟气脱硝装置内的烟气流动、第一层催化剂入口NH3与NOx的混合和系统压降等方面进行模拟,结果表明：BMCR工况下,结构优化后的SCR烟气脱硝装置AIG上（下）游、第一层催化剂入口和装置出口截面烟气流速相对标准偏差不超过15%;第一层催化剂入口截面NH3/NOx摩尔比相对标准偏差不超过10%;第一层催化剂入口截面烟气进入最大偏差角度处于±10°范围之间;系统压降低于800Pa。合理的设计导流板能够起到抑制弯管以及变截面所引起的流场分离现象、消除大旋流的产生使烟气更加流畅地进入催化剂等作用。     

煤粉锅炉SCR出口氨逃逸浓度控制探讨

以145t/h煤粉锅炉为例,分析归纳SCR脱硝系统氨逃逸浓度的主要影响因素,通过对SCR反应器入口氮氧化物浓度、锅炉燃尽风、锅炉负荷、氨水喷枪、氨支管流量等方面进行优化控制,降低锅炉烟气中氨逃逸浓度,实现锅炉长周期稳定运行。     

以精准脱硝技术在水泥工业中的应用为例 探析NOx浓度对单位熟料氨耗的影响

以市场调研的水泥工业烟气脱硝现状为基础,通过对精准脱硝工作机理、传统SNCR脱硝机理以及SCR脱硝机理剖析,再以精准脱硝系统与传统SNCR脱硝装置分别在6 000t/d新型干法水泥窑烟气脱硝中的对比数据为例,解析不同始末NOx浓度对单位熟料氨耗的影响。     

SNCR烟气脱硝技术在330MW级CFB锅炉的应用

针对1180t／hCFB锅炉采用华能清能院选择性非催化还原（SNCR）脱硝专利技术,结合CFB锅炉炉内低NOx燃烧控制技术,NOx排放量由改造前的300mg／m3可有效控制在50mg／m3以下,脱硝效率达80％以上,对应氨氮比低于1．5,氨逃逸值可控制在1．5mg／m3以下,系统自动化投入率100％。通过对SNCR系统运行参数优化,得到较佳尿素给入浓度及合理的氨氮比控制参数,提高了脱硝系统的运行经济性、稳定性。该项技术首次成功应用于330MW等级CFB锅炉,为中国大型CFB锅炉实现高环保标准的氮氧化物减排探明了方向。     

新型干法水泥生产线氮氧化物排放的影响因素

通过对7条水泥生产线窑尾烟气成分的测试分析，探讨CO浓度、炉型、喷枪位置等因素对脱硝效率的影响。结果表明：窑尾烟室CO浓度与氮氧化物（NOx）浓度密切相关，CO浓度越高，烟气中NOx浓度越低，反之亦然；分解炉炉型对NOx排放有较大影响，单从NOx减排角度来看，旁置预燃室炉和流化床炉型有利于还原窑尾烟气中的NOx；选择性非催化还原脱硝（SNCR）系统喷枪安装在C5旋风筒入口或C5出口位置有利于脱硝效率的提升；分级燃烧名义脱硝效率在11.0%~46.3%之间，SNCR名义脱硝效率在75.9%~92.2%之间，综合名义脱硝效率在77.4%~93.1%之间。     

SNCR脱硝技术在液态排渣煤粉工业锅炉中的应用

为了检验选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术在高效低NO_x液态排渣煤粉工业锅炉中的应用效果,本文在一台8.4MW有机热载体锅炉炉膛内开展了SNCR脱硝技术工业化试验研究。选用尿素作为还原剂,搭建了工业化SNCR脱硝试验平台。在10%、15%、20%三种浓度尿素溶液下进行了不同尿素溶液喷射量、不同氧含量、不同锅炉负荷下的SNCR脱硝试验研究。试验结果表明,提出的“低NO_x燃烧+SNCR脱硝”耦合技术方案是可行的,SNCR脱硝效率在80%以上,完全能够达到烟气中NO_x低于50mg/m³的超低排放要求。     

臭氧低温氧化烟气脱硝过程中的氮平衡试验研究

臭氧氧化污染物协同脱除技术利用臭氧的强氧化性,将烟气中溶解度较低的NO _x 、Hg、VOCs等多种污染物氧化为高价态或易溶解的形式,并结合尾部湿法喷淋系统实现污染物的同时脱除。由于其具有温度窗口低、脱硝效率高、反应速率快及改造难度小等优点,在工业锅炉、窑炉及非电行业得到广泛应用。但是在此过程中的污染物实际转化路径,尤其是氮氧化物的输入/输出平衡,目前还未有详细的验证试验支撑。因此本文针对典型臭氧氧化脱硝过程,对污染物脱除过程中的氮氧化物输入/输出平衡及氮元素流向进行了分析试验。试验结果表明,气相输入的NO经过臭氧氧化耦合湿法喷淋后逐渐转化为液相中硝酸根和亚硝酸根离子。在不同O₃/NO摩尔比下,气相氮元素的减少量均以液相中硝酸根及亚硝酸根的增加量存在,不存在其他含氮形式。同时,吸收浆液中硝酸盐及亚硝酸盐的转化率也与烟气中NO _x 脱除率相匹配。在NO/SO₂同时氧化条件下,调节O₃/NO摩尔比,结合湿法喷淋系统可以实现NO _x /SO₂的协同高效脱除,同时系统满足氮元素输入/输出平衡,为臭氧氧化污染物协同脱除技术的工程应用推广提供了依据。     

氧浓度对调节NO x 氧化度协同CABR法脱硝性能及菌群结构的影响

针对调节NO _x 氧化度协同化学吸收-生物还原法在不同氧气体积分数下的NO _x 去除性能及微生物群落结构的动态变化,研究了氧气体积分数对该体系的影响机制。结果表明,调节模拟烟气中NO _x 氧化度为50%时,烟气中包含的氧气体积分数在0~8%的范围内,化学吸收-生物还原（CABR）体系的脱硝效率稳定在99%以上;当氧气体积分数达到10%时,系统脱硝效率仍可超过94%。EPS含量检测显示,氧体积分数从0增加至5%,导致LB-EPS中PN/PS值由1.72上升到2.18,TB-EPS中PN/PS值从1.21降至0.706。高通量测序结果表明,不同氧气体积分数下微生物的优势菌门均为Proteobacteria,其相对丰度达到55.0%~85.7%,它是典型的具有好氧反硝化能力的菌门,这保证了该系统脱硝性能的稳定。综上所述,氧体积分数对调节NO _x 氧化度协同CABR集成系统的脱硝效果影响较小,为烟气中NO _x 的去除提供了新的思路。     

330 MW亚临界CFB锅炉烟气再循环深度调峰运行性能研究

为了消纳新能源上网,循环流化床(CFB)锅炉机组利用自有调峰能力强特点,参与深度调峰灵活性运行。但超低负荷运行时,受密相区流化安全约束,一次风总量无法持续下降,从而破坏了固有的一、二次风分级还原特性,导致更多的NOx生成。同时,炉膛出口温度远低于选择性非催化还原(SNCR)温度窗口,导致设置在分离器内的脱硝系统效率下降。烟气再循环技术是一种适合CFB锅炉低负荷运行的NOx控制技术,介绍了330 MW亚临界CFB锅炉机组烟气再循环改造前后的运行性能对比,结果表明,在超低负荷条件下,采用烟气再循环技术能在维持密相区流化安全的同时,显著降低一次风量,强化密相区还原氛围,同时降低密相区温度,延迟炉膛内燃烧,显著提高炉膛出口烟温,有效避免了分离器内SNCR脱硝效率的降低。并针对烟气再循环系统内的腐蚀提出了合理的运行控制策略。     

调节同层二次风以缓解双切圆锅炉高温腐蚀的数值模拟

针对某双切圆锅炉热角区域高温腐蚀问题,本文提出调节同层二次风流量的方法来改善热角上游的还原性氛围。基于Fluent软件模拟了不同冷角二次风流量工况下的炉内燃烧情况,结果表明：增加冷角二次风量可以基本消除双切圆锅炉水冷壁附近CO体积分数过高（>8%）的区域,大大缓解水冷壁高温腐蚀的问题。5%工况和10%工况下,炉膛近壁面安全区域面积占比分别上升了1.20%和1.35%,出口NO _x 平均质量浓度分别升高2.99%和8.89%;而15%工况的炉膛防腐效果最佳,近壁面安全区域面积占比上升了3.60%,同时腐蚀严重区域占比下降了4.99%,出口NO _x 平均质量浓度升高较明显,上升18.91%。在一般电厂实际调整过程中,冷角二次风增量应设置在5%～10%,对于燃用高硫煤且NO _x 排放较低的电厂,建议将冷角二次风增量设置为15%左右,以最大限度缓解高温腐蚀。     

SNAR： 一种新型非氨基还原除酸脱硝工艺技术

为了解决当前脱硝技术存在的氨逃逸及安全隐患等问题,本文采用了一种新型选择性非氨基还原除酸脱硝工艺技术（SNAR）。首先,详细地阐述了SNAR工艺的技术原理和流程;然后基于天津石化热电部7^#煤粉炉工业试验,验证了该工艺技术的脱硝效果和是否存在氨逃逸;最后,通过对标分析选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）工艺技术,总结了SNAR工艺技术的优点及应用前景。研究结果表明：SNAR工艺技术的NO _x 脱除率为50%~90%,不会产生氨逃逸。该技术能够有效地避免氨逃逸带来的二次污染,解决腐蚀、结垢及安全等问题,给锅炉运行带来了极大的经济和环境效益。     

基于混合建模的水泥生料分解过程动态特性研究

为掌握水泥分解炉运行过程的动态特性,采用机理建模与神经网络相结合的方法构建了水泥分解炉一维特性模型,并结合工业数据对该方法的可行性进行验证。结果表明,模型能够准确地计算炉内温度、气体浓度等参数,具有良好的泛化性能。基于所提出的模型,研究了炉内各状态参数的稳态分布特性。此外,对喷煤量、生料下料量、喷氨量以及高温风机转速等操作变量进行阶跃实验,分析上述操作变量改变时分解炉出口温度及出口NO _x 含量的动态响应情况。研究所得相关动态特性规律可以为控制系统的分析、设计和优化提供参考与依据。     

低温脱硝催化剂研究进展

在传统选择性催化还原技术（SCR）催化剂的基础上,分别以钒-钛系催化剂、固溶体催化剂和新型MnO _x 催化剂为重点介绍了近些年低温SCR催化剂的研究进展,综述了不同活性组分的复合型催化剂的制备方法、元素掺杂、反应机理和抗性等,并通过分析不同复合型催化剂的表征总结了催化剂的性能状况以及低温脱硝效率,着重阐述了新型MnO _x 催化剂所具有的优异脱硝特性,认为通过改性提高新型MnO _x 的抗水抗硫性将会成为该领域未来的发展方向和研究热点,最后介绍了不同负载体对新型MnO _x 催化剂的催化效率的影响规律,发现二氧化钛负载体具有良好的抗水性,三氧化二铝负载体能显著增强催化活性,二氧化铈负载体的热稳定性较好。     

SCR脱硝金属氧化物催化剂研究进展

氮氧化物是大气主要污染物之一,选择性催化还原(SCR)是国内外工业锅炉(窑炉)烟气脱硝的主要技术途径。脱硝催化剂是SCR技术的核心,近几十年来为人们所关注和广泛研究。金属氧化物催化剂材料来源广泛,制备简单,脱硝效率稳定,在工业锅炉(窑炉)烟气脱硝中具有广阔的应用前景,因而成为人们研究关注的重点。本文基于SCR烟气脱硝理论现状,归纳了金属氧化物催化剂优化设计的关键与重要基础,同时,梳理了目前备受研究关注的钒基、锰基、铈基、铁基等四种典型金属氧化物催化剂的研究进展,系统介绍了不同氧化物催化剂的脱硝机理、本质特征、元素改良、结构和形貌设计,以及存在的问题等,并展望了今后金属氧化物催化剂研究的发展趋势,为今后工业锅炉(窑炉)烟气高效脱硝催化剂的研发提供参考借鉴。