循环流化床锅炉NOX 超低排放改造

WANG Zhen-lin;XU Jian-qiao     

循环流化床锅炉烟气超低排放改造

通过对高温高压循环流化床锅炉烟气超低排放改造,实现了烟气中的二氧化硫、氮氧化物、烟尘超低排放要求.     

循环流化床锅炉SO_2超低排放技术研究

针对循环流化床锅炉污染物生成量较低的特点,分析了锅炉SO_2生成量的影响因素,不同脱硫工艺的优缺点,结合试验研究结果和工程应用实例提出了循环流化床锅炉实现SO_2超低排放的技术。结果表明:循环流化床锅炉SO_2生成量取决于煤的硫分中可燃硫所占比例、煤灰中CaO等碱金属氧化物含量和锅炉运行参数,运行参数中床温影响最大;通过优化锅炉运行参数降低SO_2生成量,炉内干法高效脱硫和烟气脱硫相结合的深度脱硫技术可以实现SO_2超低排放的目标,并具有更高的调节灵活性和运行可靠性;烟气脱硫工艺的选取上,CFB-FGD半干法脱硫工艺相对于石灰石-石膏湿法脱硫工艺更具有经济优势。     

循环流化床锅炉烟气超低排放改造技术路线分析

对循环流化床锅炉烟气超低排放常规改造技术路线进行分析,从脱硫、脱硝以及除尘工艺等方面进行研究,找出其中存在的问题,提出具体的技术改造方式,以确保循环流化床锅炉烟气的超低排放。     

循环流化床锅炉超低氮氧化物排放理论与实践

循环流化床(CFB)能够燃用低热值燃料,在我国广泛应用。其重要优势是无成本的低氮氧化物(NOx)原始排放,这是缘于CFB较低且均匀的燃烧温度及其固有的燃烧还原性气氛。随着中国燃煤电站污染排放要求日益严格,CFB燃烧原始NOx排放浓度超过了排放限制的最新要求。笔者理论分析了CFB燃烧过程,根据CFB燃烧条件下NOx生成与还原的途径,认为可以通过气固流态的优化调控NOx生成与还原反应,进一步降低NOx的原始排放。进而提出流态优化的工程实现途径:提高床质量、减少粗颗粒床存量、增加循环量。详细讨论了该技术路线的基本原理:床质量提高、粗颗粒床存量减少以及循环量增加,可显著强化燃烧过程中的密相区和稀相区的还原性气氛、减少NOx生成,并在稀相区乃至分离器中加强对生成的NOx的还原,配合合理的床温和风配比,使CFB锅炉在不采用烟气脱硝条件下,实现NOx低于50 mg/m3。该技术设想的关键点经实验室验证后,在150、260和560t/h CFB锅炉上进行了工程实践。运行效果表明,通过流态优化后,NOx排放显著下降,可达到NOx原始超低排放;同时,未见由此导致的燃烧效率显著降低;这些原始超低排放工程案例涵盖了烟煤、贫煤和无烟煤。通过流态设计优化降低NOx排放浓度的技术路线为CFB锅炉NOx控制提供了一条新途径。     

循环流化床锅炉流态重构节能超低排放技术应用小结

如何协调并解决炉内高效深度脱硫、燃烧过程深度低氮排放、燃料充分燃烧和锅炉保持较高热效率之间的矛盾,一直以来都是困扰循环流化床技术持续发展的一个课题,因此循环流化床锅炉(CFB)深度低氮燃烧技术一直没有形成很统一的概念和具体的技术改造措施。而如今,太原锅炉集团与清华大学合作研发的循环流化床锅炉流态重构节能超低排放技术,有效地解决了这一问题。兖矿国宏化工有限公司2台130 t/h循环流化床锅炉的应用实践表明,循环流化床锅炉采用流态重构节能超低排放技术进行技改后,与常规循环流化床锅炉相比,在运行的经济性、可靠性、环保性等方面优势突出,具有推广价值。     

超低排放技术在循环流化床锅炉氨法烟气脱硫中的应用

从锅炉基本情况、工艺流程、主要设备选型、系统改造后运行情况及改造设计创新点等方面,详细介绍了循环流化床锅炉氨法烟气脱硫装置超低排放的改造情况。改造完成后,烟气脱硫装置运行正常,烟气各项排放指标满足国家及相应规范要求,系统各项运行参数符合设计要求,取得了良好的经济效益和社会效益。     

660MW超超临界循环流化床锅炉超低NOx排放研究

循环流化床(CFB)发电技术具有良好的炉内脱硫抑氮等优势,得到了广泛推广。随着环保形势的日趋严峻,CFB锅炉仅依靠炉内低氮燃烧无法满足NO_x超低排放要求,因此必须深入研究CFB锅炉炉内低氮燃烧理论,并在660 MW高效超超临界CFB锅炉实现突破。基于流态重构节能型CFB锅炉的设计理念,通过试验和数值模拟研究了炉内NO_x生成还原机理与炉内实现NO_x全部脱除的技术方案。结果表明,影响660 MW超临界CFB锅炉NO_x排放的因素包括:燃用煤质、燃烧温度及均匀性、过量空气系数(运行氧含量)、分级燃烧等。660 MW超超临界CFB锅炉采用单炉膛、单布风板、M型布置、4个旋风分离器、4个外置式换热器的炉型结构,锅炉热一次风从水冷风室后侧6点给入,保证了锅炉一次风静压分布均匀,进而保证了物料流化均匀性;采用"前墙给煤、后墙给煤泥"的给煤方式,前墙布置12个落煤口,后墙布置8支煤泥枪,同时后墙布置8点排渣,保证给煤均匀性;采用4旋风分离器布置结构保证了物料均匀性,不同旋风分离器之间流率偏差的最大值为7.9%;采用4个外置式换热器均匀布置保证床温的均匀性。同时炉内温度场及过量空气系数对NO_x排放起关键作用,锅炉设计床温确定为860℃,既保证了锅炉效率,又减少了NO_x排放,同时保证低负荷工况下满足选择性非催化还原(SNCR)脱硝系统反应温度窗口;锅炉过量空气系数选取1.15,进一步增强了还原性氛围。分级燃烧时一、二次风比例为4∶6,并适当调整锅炉二次风口位置及倾角,形成较大的还原性氛围。通过上述措施可实现炉内高效抑氮,最终使锅炉NO_x原始排放浓度低于50 mg/m3,炉外选取以尿素为还原剂的SNCR技术为辅助脱硝手段,在低投资、低成本、全负荷条件下实现最终烟气中NO_x超低排放。     

循环流化床大燃煤锅炉电除尘超低排放改造的分析

近年来,国家经济得到了全面的发展,煤炭资源的利用率也在不断提升,但是环境污染问题却没有得到真正的解决,基于此,本文针对循环流化床大燃煤锅炉电除尘超低排放改造工程展开全面的研究。首先简单了解了循环流化床大燃煤锅炉的排放特性,继而从脱硫、脱硝、除尘三个方面入手,深入分析具体的改造任务,设计出除尘超低排放技术的具体方案,促进新疆油田分公司稠油生产的超低排放工作提供全面的参考。     

烟气超低排放改造在燃煤循环流化床锅炉上的应用

介绍了同煤集团广发化学工业有限公司超低排放改造的燃煤锅炉房基本运行情况和烟气超低排放改造的主要技术途径,详细分析了该方案的技术创新路线以及改造效果,对化工行业燃煤锅炉烟气超低排放改造的前景进行了展望。     

炉内脱硫脱硝超低排放循环流化床燃烧技术

详细介绍某火电厂中炉内脱硝脱硫超低排放循环流化床项目的改造背景,通过专业的研究与调查,提出超低排放循环流化床燃烧技术的应用流程,其流程内容包含科学选择风机类型、安装除尘装置、改进技术参数、改造炉内本体及开展低氮燃烧等,再利用试运行及时观察循环流化床的运行状态,根据改造后的各项数值,确认火电厂锅炉的改造应用效果。     

循环流化床超低NOx与SO2排放技术研究进展

因固有的低污染物排放控制成本优势,循环流化床(CFB)锅炉已成为商业化程度最好的洁净煤燃烧技术之一。随着超低排放标准的提出,CFB燃烧技术也面临巨大挑战。为满足超低排放标准,通常要使用烟气净化处理装置,导致CFB锅炉污染控制成本显著增加。如何低成本实现CFB锅炉NO_x与SO_2原始超低排放成为关注焦点。系统论述了现有CFB超低NO_x和SO_2排放技术、最新开发的CFB超低NO_x燃烧技术、炉内CFB超低SO_2排放技术和CFB超低NO_x、SO_2协同控制技术等。研究表明:开发高效分离器不仅可提升CFB燃烧效率,也是保证超细石灰石高效脱硫的前提,分离器效率越高,CFB燃烧效率和超细石灰石脱硫效率越高;随着循环流化床锅炉的大型化发展,炉膛截面越来越大,如何实现超细石灰石在大型炉膛内横向的均匀混合成为第1个技术难点;控制单一气体使其满足超低排放的技术相对成熟,但如何协同控制NO_x和SO_2使之满足超低排放标准成为第2个技术难点;现阶段CFB炉内超低排放技术仅针对某些特定的燃料可达到超低排放,针对其他常规燃料,NO_x和SO_2能否达到超低排放仍需要进一步深入研究。     

循环流化床锅炉技术综述

介绍了循环流化床锅炉的工作原理,性能特点及影响其运行性能的几项技术。提出了在建设循环流化床锅炉工程时应做的几项调研工作,并结合氮肥厂情况提出了循环流化锅炉及其配套技术应进一步完善和提高的几个方面。     

循环流化床锅炉的污染物排放与控制

对循环流化床锅炉的特征进行简要介绍,提出该锅炉运行中污染物排放控制的工艺与方法,污染物排放控制包括脱硫、脱销、除尘,力求通过干法脱硫、PNCR工艺脱销、布袋除尘等方式,使污染物排放量得到有效控制,与国家规定充分符合。     

混燃石油焦循环流化床锅炉Pb排放特性

燃煤电厂释放的Pb具有长距离迁移性、生物累积性和持久危害性等特点,尽管Pb在煤中含量较低,但由于我国煤炭消耗量巨大,每年因燃煤发电排放到环境中的Pb十分巨大,其造成的环境污染问题不容小觑。由于现场取样的复杂性,目前关于燃煤电厂Pb迁移排放特性的研究较少。选取某额定蒸发量为410 t/h的混燃石油焦循环流化床(CFB)锅炉为研究对象,采用EPA Method 29法对电厂布袋除尘器(FF)和石灰石-石膏湿法脱硫塔(WFGD)前后烟气中不同形态的Pb进行了平行取样,同时对入炉燃料、石灰石、底渣、飞灰、脱硫石膏和脱硫废水等物流进行取样分析,通过Pb的质量平衡核算得到Pb在燃煤副产物中的分配比例以及Pb的迁移排放特性。结果表明:Pb的质量平衡率为105. 1%～106. 4%,说明本次Pb排放测试结果的准确性和可信度较高。燃烧过程中,燃料中Pb元素主要以气态单质铅Pb~0或PbO形式释放到烟气中,少量残留在底渣中,本次测试底渣中Pb占总入炉Pb量的13. 7%。随着烟气流动和温度的降低,烟气中大部分Pb化合物会发生均相成核、异相凝结和颗粒表面沉积吸附等过程,形成颗粒态Pb,因此本次测试在空预器出口(布袋除尘器前)烟气中Pb主要以颗粒态形式存在,占比超过99%,而最终排放到大气中的Pb仅为0. 4%。布袋除尘器对烟气中Pb的脱除效率高达99%,主要是体现在对颗粒态Pb的脱除上。而湿法脱硫塔对水溶性较好的气态Pb和颗粒态Pb均有一定的脱除作用,脱除效率可达67%。经污染物控制装置脱除,最终排放到大气中的Pb浓度较低,仅为2. 99μg/m~3,Pb的大气排放因子为0. 90×10~(-12)g/J。     

循环流化床锅炉的污染物排放与控制

循环流化床锅炉技术作为当前使用较广的煤炭燃烧技术,其燃烧产物排放会产生较多污染,因此有必要对循环流化床锅炉污染物排放进行合理控制。基于此,分别从粉尘、氮氧化物、硫氧化物排放控制工作进行深入研究,希望能对当前的锅炉污染物排放控制工作带来一定帮助。     

氨法脱硫超低排放在循环流化床中的应用

介绍了阳煤丰喜肥业(集团)有限责任公司临猗分公司循环流化床锅炉氨法脱硫的反应机理、运行状况及超低排放的控制指标。     

循环流化床锅炉超低排放（低氮燃烧+SNCR）探索及实践

山东省某化工企业现有3台循环流化床锅炉,近几年来历经了两轮减排技改,锅炉排放烟气中的SO_2、烟尘指标已达超低排放要求,影响烟气达标排放的主要污染物是NO_X。为此,在对国内脱硝工艺和市场深入考察调研的基础上,综合考虑诸多因素,最终选取"低氮燃烧+SNCR"优化组合脱硝工艺于2019年9—10月先行对3#锅炉实施了超低排放改造。3#锅炉改造后的运行考核结果表明,烟气NO_X排放指标达到《火电厂大气污染物排放标准》(DB 37/664—2019)超低排放要求。鉴于"低氮燃烧+SNCR"优化组合工艺投资低、施工周期短、不增加占地、系统运行安全可靠、节能减排效益显著的技术优势,目前该企业正在对1#、 2#锅炉实施同样的改造。实践表明,"低氮燃烧+SNCR"优化组合脱硝工艺尤其适用于未预留脱硝装置场地的老锅炉改造,可作为中小型循环流化床锅炉脱硝超低排放技改的首选工艺路线。     

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。     

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。