循环流化床锅炉选择性非催化还原技术及其脱硝系统的研究

大型循环流化床(CFB)锅炉分离器区域采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术可以实现燃煤锅炉的超低NOx排放.对分别选用氨水、纯氨及尿素作反应剂的SNCR脱硝系统的优缺点进行了比较.结合工程实践,给出了大型CFB锅炉上SNCR脱硝系统的选取原则.并指出:大型CFB锅炉SNCR脱硝系统一般采用氨作为反应剂.     

添加剂协同选择性非催化还原NO的过程研究

在多功能脱硝实验台上研究了不同条件下加入钠盐、含氧有机化合物以及天然气3类添加剂,对选择性非催化还原(SNCR)NO过程的影响.结果表明:碳酸钠随氨水、尿素喷入炉膛,提高了全部实验温度下SNCR的脱硝率,喷入炉膛的碳酸钠最佳质量浓度为950 mg/m3;900 ℃时,实验选用的5种钠物质均能一定程度提高SNCR的脱硝效率,其促进能力以乙酸钠、甲酸钠、氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠的顺序降低;800～900 ℃时,乙醇、丙三醇、乙酸甲酯均明显提高了SNCR的脱硝率,但在1 000℃时又不同程度降低了NO最高还原率;加入天然气改变了SNCR脱硝反应的温度特性,拓宽了反应温度窗口,并且几乎没有影响最佳脱硝效率,通入的天然气量越大脱硝率越高,但考虑到天然气的燃尽,建议天然气/NO物质的量比取1.0.     

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.     

基于CHEMKIN对锅炉SNCR脱硝系统模拟及优化

为了提高锅炉SNCR系统脱硝效率,本文利用化学动力学CHEMKIN软件,应用SNCR脱硝系统基元反应机理,对SNCR技术及含添加剂(CH4、H2)的SNCR脱硝过程进行数值模拟,以预测反应条件(温度、氨氮摩尔比、停留时间、烟气中初始NO浓度、烟气中的氧浓度)及添加剂(CH4、H2)对脱硝效率的影响及优化。通过CHEMKIN软件模拟及优化,能有效确定适合实际工程应用的反应温度窗口及还原剂氨的合适喷射量。     

大型燃煤锅炉SNCR脱硝的数值模拟

为了给大型燃煤锅炉采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术提供参考和指导,本文借助计算流体力学软件平台Fluent,通过数值模拟的方法研究了一台600 MW燃煤锅炉上的SNCR脱硝过程。计算结果表明大型燃煤锅炉上温降梯度较大,温度适宜进行SNCR脱硝反应的炉内空间较小。根据温度分布,锅炉满负荷运行时,SNCR脱硝系统投用还原剂喷射3区、4区和5区的喷枪比较合适。在氨氮摩尔比为1.1的条件下,该燃煤锅炉上SNCR脱硝效率在27%左右。向炉内喷入少量的添加剂一氧化碳(CO)可以加快SNCR反应的速率,减少NH3漏失。     

煤泥循环流化床锅炉SNCR脱硝系统的优化措施研究

为给SNCR脱硝和烟气再循环联用工艺在煤泥循环流化床锅炉上的工程应用提供参考,在三台锅炉上进行了整套启动调试和168小时试运行,研究多种工艺参数对脱硝效率的影响。结果显示,氨氮摩尔比≤1.2、脱硝效率≤65%时通过增加氨水供应量可以迅速提高脱硝效率;SNCR应尽可能在850～950℃的最佳反应温度区间内运行,低于此区间时,单纯增加氨水供应量不能获得很好的补偿效果;应尽量将氨水喷枪布置在旋风分离器筒壁处,以强化NH3和烟气的混合效果;应至少保证喷枪的雾化空气压力不低于0.3 MPa,尽可能保持在0.4～0.6 MPa。经过优化后,采用SNCR与烟气再循环联合的工艺路线可以将总脱硝效率提高到80%以上。     

SNCR脱硝过程中固体聚合脱硝剂的性能研究

由于以尿素或氨水为还原剂的传统非催化还原脱硝(SNCR)技术存在还原剂分解不充分、反应温度高、脱硝效率低等问题,固体脱硝剂可用于克服上述问题。以三聚氰胺、尿素、甲醛为基体,制备了一种固体聚合脱硝剂,并分析反应温度、O₂体积分数、H₂O体积分数、停留时间和氨氮比等对其反应活性的影响。结果表明：固体聚合脱硝剂的活性温度窗口与常规还原剂相比较低;当O₂体积分数为1.2%时,脱硝效率最高,为84.2%;H₂O体积分数为1.4%时,脱硝效率最高,为91.4%;而停留时间对脱硝剂反应活性的影响不明显,氨氮比的影响更为明显,当氨氮比为1.5时脱硝效率最高。     

超临界CFB旋风分离器选择性非催化还原脱硝特性模拟

为满足超低排放标准,某电厂筹建超临界CFB锅炉并在旋风分离器处安装选择性非催化还原(SNCR)脱硝设备。运用CHMKIN软件简化SNCR反应机理,并将简化后的18个化学反应机理和CFD软件结合,对CFB锅炉旋风分离器SNCR脱硝反应过程进行数值模拟,得到超临界CFB锅炉SNCR脱硝特性。结果表明:SNCR的反应温窗范围在850～1 050℃间,脱硝率随温度增加先升高而后降低,在950℃达到峰值;低温时提高氨氮摩尔比(NSR)对脱硝率影响不大,温度在反应温窗内时,提高NSR可以有效提升脱硝率,但增加NSR到一定程度,增涨会变缓,设置NSR=1.5左右较合理;低温时NH_3逃逸量随NSR升高而增加,温度升高,NH_3逃逸量逐渐减少,温度大于935℃时NH_3逃逸量小于10 mg/m~3。     

NH_3选择性非催化还原脱硝影响因素

为达到超低排放标准,某电厂筹备660,WM超临界循环流化床机组时在旋风分离器处安装SNCR脱硝设备.通过实验方法研究温度、氨氮摩尔比(R_(NS))、氧含量和循环灰对SNCR脱硝的影响.结果表明,温度从800,℃提升到950,℃,脱硝率不断提高且在950,℃达到峰值,再继续升温由于NH_3氧化作用脱硝率下降;在温度低于850,℃时,温度是反应的控制因素,提升R_(NS)影响不大,在温度超过850,℃时,提升R_(NS)会明显提高脱硝率,但R_(NS)大于1.5后,脱硝率增幅放缓;不含氧时,OH等活性基团很少导致SNCR反应进行缓慢,含氧时,氧含量增加会加强NH_3氧化减小脱硝率;循环灰含有Fe_2O_3、CaO金属氧化物可以起到催化作用,加强NH_3的氧化反应从而降低脱硝率.     

非催化烟气还原脱硝法脱硝特性的试验研究

在沉降炉脱硝试验平台上,对不同氨剂的选择性非催化还原(SNCR)脱硝特性进行了试验研究.结果表明:反应适宜氨氮比为1.5,氨气、尿素、碳酸氢铵脱硝的最佳温度窗口分别为985～1 030℃、775～1 085℃、760～1 075℃,尿素和碳酸氢铵最大脱硝效率达90%,优于氨气的80%;增大氨氮比或降低烟气氧浓度均可提高SNCR脱硝效率;在以尿素作为还原剂的SNCR脱硝反应过程中,协同加入钠盐添加剂可在保证最大脱硝效率基本不变的前提下,使反应温度窗口由782.9～1 086.3℃拓宽为749.5～1 086.3℃.     

选择性非催化脱硝反应等温过程的实验研究

为促进工程中选择性非催化法脱硝系统的优化,有效控制燃煤电厂NO_x排放量,通过建立完善的选择性非催化脱硝(SNCR)反应等温实验系统,研究了反应温度、混合时间和O_2体积分数对SNCR过程的影响.结果表明:在973~1 373K内,随反应温度的升高,脱硝效率先升高后下降,1 173K为最佳脱硝温度,此时脱硝效率达到92.9%;混合时间缩短可有效提高脱硝效率,特别是当温度高于1 203K时,随着混合时间的缩短,脱硝效率明显提高;O_2体积分数的增加在温度低于1 148K时促使脱硝效率升高,而在温度高于1 148K时会导致脱硝效率降低.     

超临界循环流化床锅炉SNCR脱硝特性研究

在实验室和Fluent软件模拟条件下研究温度和氨氮摩尔比（NSR）变化对选择性非催化还原技术（SNCR）脱硝效率的影响，同时关注氨气逃逸现象。结果显示：温度是SNCR的控制因素，低温情况下，SNCR脱硝效率很低，温度从750℃提升至1 000℃，脱硝效率先提高并在950℃达到峰值，因为NH3的还原作用出现拐点。在低温下提高NSR对脱硝效率的影响不大，温度提高至SNCR反应温度时，提高NSR可以有效促进脱硝反应，但是过高的NSR因为竞争反应会使脱硝效率的增加放缓，NSR=1.5较为合适。低温下，NSR越大，氨气逃逸现象越严重，随着温度增加，SNCR反应提升，氨气逃逸得到明显改善。     

对用烃类和氨为还原剂的脱硝技术的计算分析

采用Chemkin 4．0软件包中基状流反应器和Miller等人的化学动力学模型,对再燃、先进再燃、选择性非催化还原（SNCR）以及加入烃类的SNCR反应的原理进行了模拟计算和比较分析,研究了不同反应温度、再燃燃料比和停留时间对脱硝效率的影响。计算结果表明,先进再燃引入氨基还原剂,可以拓宽脱硝的有效温度区间,加快反应速率,提高脱硝效率约20％,优于常规再燃技术;SNCR反应中加入很少量烃类（烃／NO〈1）可以增加其有效的脱硝温度范围,加快脱硝反应速率,使完成脱硝反应所需时间缩短一半,在较低的反应温度下达到较高的脱硝效率;而先进再燃达到相当的脱硝率则需要消耗超过15％的再燃燃料。     

基于碳酸氢铵的SNCR低温脱硝实验研究

为考察反应温度、氨氮摩尔比（NSR）、氧气体积分数及停留时间对选择性非催化还原（SNCR）脱硝效率的影响规律,并探究乙醇、碳酸钠和氯化铁添加剂的低温SNCR脱硝增效特性,深入分析其脱硝反应机理,在管式反应炉上进行了以碳酸氢铵为还原剂的SNCR脱硝实验及各添加剂的低温脱硝增效实验。实验结果表明：当氨氮摩尔比为1.7,氧气体积分数为4%时,以碳酸氢铵为还原剂的SNCR法在830~1 000 ℃下的脱硝效率高于60%;氧气体积分数为零时,不同温度下脱硝效率始终低于15%,氧气体积分数为2%~6%时,650~1 000 ℃下的脱硝效率随氧气体积分数增加而提高;SNCR反应速率随温度的升高而加快,反应达到平衡所需的停留时间变短;在模拟烟气中添加200 μl/L的乙醇可使650~800 ℃的低温范围内脱硝效率平均提升近30%,650 ℃的脱硝效率达到33.4%;添加少量碳酸钠（25 μl/L）或100 μl/L的氯化铁可使700~800 ℃下的脱硝效率平均提升超过25%;3种添加剂都能通过提高NH2自由基的生成量提高低温下SNCR法的脱硝效率。     

H2O2作添加剂对SNCR脱硝工艺的影响

为了改善选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺的反应特性,以H2O2为添加剂,对SNCR过程进行了实验研究。在小型SNCR实验台上进行实验,以N2作为载气,以纯NO模拟NOx气氛,初始NO浓度为360μL/L,O2=4%,H2O=8%,NSR=1.5。通过对实验结果进行分析,得到H2O2对低温下的脱硝率有促进作用,对最大脱硝率以及最佳脱硝温度没有影响,最大脱硝率依然为80%左右,最佳脱硝温度为925℃。另外还分析了H2O2对NH3浓度、HNCO浓度、NO2浓度、N2O浓度以及N2转化率的影响及其原因。     

垃圾焚烧炉低氮燃烧优化及数值模拟研究

主要分析了垃圾焚烧炉低氮燃烧技术及其优化应用,并做了SNCR脱硝数值模拟探究,结果发现,以SNCR脱氮工艺与低氮燃烧技术为载体,既可实现氮氧化物排放达标,又可减少运行时氨水与尿素的用量,还可关闭SNCR系统;对比不同含量的氨水与尿素,尿素对焚烧炉的影响更大,焚烧炉效率下降也更明显,能耗也更大,因此就焚烧炉能效而言,以氨水作为还原剂效果更佳;在负荷增加趋势下,SNCR脱硝后焚烧炉尾部烟道排放的氮氧化物浓度随之迅速减小,呈现明显下降状态。     

CO对选择性非催化还原脱硝工艺影响的试验研究和模拟

在自行设计的选择性非催化还原(SNCR)脱硝试验台上,通过在还原剂中添加CO,研究了CO对SNCR脱硝工艺的影响,并利用Chemkin 4.1软件对试验工况进行了模拟.结果表明:改进型TB系列喷嘴采用中心逆喷方式可大大增强还原气体与主烟气的混合效果,明显优于工业上常用的侧喷方式,且不存在还原剂的催化分解问题;添加CO可使SNCR工艺的反应温度窗口降低并变宽;在低于875℃的条件下,添加CO有助于提高NO2的脱除效率,随着CO添加量的增加,既定温度下NOx的脱除效率先提高后降低,且随着温度的降低,达到NO相似文献   

300MW循环流化床锅炉SNCR试验及数值模拟

对一台300 MW循环流化床锅炉SNCR脱硝效率进行了试验研究,并对其内部流场及SNCR还原剂与烟气混合情况进行了CFD数值模拟,分析了速度、温度、氨蒸汽浓度的规律。结果表明,经过SNCR脱硝处理后,烟道内的氮氧化物浓度大幅度降低,脱硝效率达75.5%。由于烟气温度较高,氨水很快受热沸腾蒸发,在进口烟道内即可完全蒸发完毕。由于液滴粒径小、进口烟道流速高,还原剂液滴的穿透距离有限,不到1/2烟道深度。此喷枪布置方式下,旋风分离器外侧的氨浓度比内部稍高,经过1/2周长后,趋于混合均匀。     

循环流化床锅炉SNCR脱硝技术研究现状

随着中国最新环保标准的颁布,循环流化床锅炉必须增设选择性非催化还原脱硝(SNCR)装置以满足氮氧化物(NOx)的排放要求。为充分了解现阶段循环流化床锅炉应用SNCR的研究进展,本文综述了SNCR技术的研究现况。文章首先介绍了SNCR技术的反应机理以及工艺特点,然后围绕影响SNCR脱硝效果的主要因素分别展开论述,最后简要总结了SNCR的缺点以及工业循环流化床锅炉成功应用SNCR技术脱销的工程实例。     

SNCR在城市垃圾焚烧发电锅炉中的应用研究进展

全面概述了选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)在城市垃圾焚烧发电锅炉中的应用研究进展。经研究表明,影响SNCR脱硝反应效果的主要因素为还原剂的喷射方式、雾化效果以及添加剂等。从经济性的角度,针对SNCR系统引入对垃圾焚烧炉能源利用效率的影响进行定性分析。总结了SNCR在垃圾焚烧炉中仍存在的应用问题。