煤粉锅炉气体再燃及SNCR联合 脱硝的实验研究

对某厂一台240 t/h煤粉锅炉采用空气分级、化工合成气再燃及以氨气为还原剂的SNCR(选择性非催化还原)等技术进行联合脱硝改造。实验结果表明:气体再燃比在0~20%时,随着再燃量增大脱硝效率增加,高、低负荷工况时脱硝效率可达39.1%、43.1%;SNCR喷射点位置沿炉膛纵深存在温度梯度,水冷壁附近温度梯度较大,靠近炉膛中心处温度梯度降低;在空气分级基础上,高、低负荷工况时SNCR可分别提高35.1%、42.4%脱硝效率,氨气的使用不会造成锅炉效率的降低;满负荷工况采用气体再燃及SNCR技术联合脱硝时,在尾部氨逃逸小于12 mg/m3时,可达到80.2%的整体脱硝效率。     

中试平台脱硝催化剂的宽温度性能试验研究

在实际燃煤烟气全流程污染物排放控制中试平台上开展了宽温度脱硝催化剂的性能测试,研究了脱硝效率、运行温度和压差等指标,现场取样并计算氨逃逸质量浓度和SO_2/SO_3转化率,研究宽温度脱硝催化剂实际运行情况。分析了脱硝效率、煤质收到基硫质量分数、机组负荷和运行温度对SO_2/SO_3转化率的影响。结果表明:脱硝催化剂运行温度为275℃、脱硝效率为88%时,氨逃逸质量浓度小于2.25 mg/m~3,SO_2/SO_3转化率小于1%;机组负荷和运行温度对SO_2/SO_3转化率的影响较为明显。     

煤粉锅炉中主燃区喷氨协同SNCR深度脱硝的实验研究

常规SNCR(非选择性催化还原)是在850~1 100℃的烟气中喷入氨基还原剂,实现降低NO_x的目的。另外,SNCR也可以拓展到低氧的条件下,实现较高温度下脱硝,即主燃区喷氨技术。本文将主燃区喷氨技术应用到75 t/h四角切圆煤粉锅炉中,与OFA(空气分级)、SNCR协同实现深度脱硝,实验结果表明:在OFA基础上采用主燃区喷氨技术时,随着氨氮比NSR_1的增加,NO_x排放浓度有明显降低,最佳氨氮比NSR1=1.73,比单一用OFA时还原效率提高了21.9%,无氨逃逸产生;仅采用SNCR技术时,最佳氨氮比NSR_2=1.84,在OFA的基础上NO_x还原效率提高了40.4%,当NSR_21.84时出现氨逃逸现象;在SNCR脱硝效果有限的条件下,在主燃区喷入氨还原剂可进一步降低NOx排放,还原效率可提高17%,并无氨逃逸存在;在SNCR还原效果受限时,主燃区喷氨技术与SNCR协同可实现炉内深度脱硝,并避免氨逃逸问题。     

SNCR/SCR联合脱硝的应用及对锅炉运行的影响

研究了410 t/h煤粉炉的SNCR/SCR联合脱硝技术。当NSR为1.5时,NO_x浓度从350 mg/m~3下降到100 mg/m~3以下,脱硝率约为71.4%,NH_3逃逸小于5 m L/m~3。脱硝率随着负荷的下降呈现上升趋势,NSR的进一步增加对提高脱硝率的意义不大,但是会大量增加NH_3逃逸。向炉膛喷射尿素溶液会间接增加冷灰斗水封水的氨味及积灰,此外要避免尿素溶液滴落在水冷壁或喷射到换热器管上从而产生腐蚀。逃逸的NH_3促进烟气中硫酸氢铵的生成,加剧空预器的腐蚀,同时还会影响飞灰的品质,与烟气中的HCl等生成NH_4Cl从而影响GGH的运行,增加烟气PM_(2.5)中NH~+_4离子浓度从而增加烟囱排放的烟羽浊度,形成新的污染,因此要严格控制NH_3逃逸并加强空预器、GGH等吹灰措施。     

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。     

125MW煤粉炉SNCR喷枪布置及脱硝试验研究

对1台125MW煤粉炉进行炉内温度实测和CFD数值模拟,确定适合SNCR脱硝的温度区间位置。设计SNCR还原剂喷枪布置方案,在27m和30m标高布置2层共26只喷枪。根据实际脱硝试验,在氨氮比为2时,能够将NOx由380mg/Nm_3左右降低至约150mg/Nm_3,脱硝效率达到60%。     

660MW超超临界机组运行方式对SCR系统氨逃逸率的影响

以某台660MW超超临界机组为例,通过燃烧调整及SCR运行调整,研究了主要运行参数对氨逃逸率的影响.结果表明:氨逃逸率随着脱硝效率提高而提高,当脱硝效率高于设计值(65%)时,氨逃逸率上升幅度增大;SCR入口NOx质量浓度存在一个最佳值(约200mg/m3)使得氨逃逸率最低,最佳的燃尽风率和最佳氧体积分数分别为18%和3%,过高的燃尽风率或过高的氧体积分数对氨逃逸率的影响尤其显著;在额定机组负荷下,氨逃逸率较高,而机组负荷在500 MW及以下时,氨逃逸率总体降低约60%.     

600 MW超超临界“W”型火焰锅炉SNCR脱硝的数值分析

基于Fluent平台,对某600 MW超超临界“W”型火焰锅炉在100%、75%、50%负荷下的SNCR脱硝进行数值模拟研究,获得的SNCR反应区域温度场、NO浓度变化、NH₃浓度变化等计算值作为设计依据,在应用中与实测数据吻合较好,说明计算是合理的,验证了SNCR数值模拟的有效性和准确性。不同运行负荷下分别投运对应层的SNCR脱硝喷枪,均能保证还原剂在炉膛中的覆盖率,确保气氨与NOx均匀混合、迅速反应,脱硝效率、NOx排放浓度、氨逃逸量满足性能考核指标的要求;实际运行时,投运的喷枪可根据锅炉负荷实际情况进行调整、组合使用。     

改进型(SNCR+SCR)混合脱硝工艺气液多组分混合特性的数值模拟

提出了改进型(SNCR+ SCR)混合法脱硝工艺,建立了省煤器出口烟道NH3逃逸的摩尔分数分布模型和SCR入口烟道流场均流导流组件模块装置,基于Fluent平台,对大型燃煤锅炉改进型(SNCR+ SCR)混合脱硝工艺在锅炉转向角处还原剂液滴与烟气的混合过程进行数值模拟,并进一步掌握SNCR后段烟气流场的氨氮混合特性和分布特性,同时考虑了混合过程与复杂温度场的相互作用,并探讨了其对SCR反应段的脱硝效果影响.计算结果表明,在喷枪位置固定条件下,传统SNCR反应区脱硝效率在尿素溶液喷射初期随喷射量增加而增大,但不是线性关系,当氨氮物质的量之比大于1.15后,增长减缓,且氨逃逸量与增加的尿素溶液量也非线性关系,改进型工艺在转向角补充尿素溶液喷射后,省煤器出口NH3摩尔分数与补充尿素溶液流量呈线性关系,大大降低了尿素耗量,新型均流导流组件解决了SCR反应器入口界面的回流、二次流以及入射角过大问题,优化后催化剂入口界面烟气速度标准偏差小于10％,浓度场偏差小于5％,在(SNCR+ SCR)脱硝总效率70％条件下,综合考虑漏氨,氨氮物质的量之比可控制在1.5以下.最后通过应用该模型计算实际燃煤机组电厂运行反馈信息来验证数学模型的正确性和可靠性.     

500 t/h燃煤锅炉脱硝系统喷氨优化技术及应用

针对某500 t/h燃煤锅炉脱硝系统氨消耗量过大的情况,进行脱硝系统的喷氨优化。优化后的锅炉氮氧化物排放需满足《关于印发全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案的通知》(环发〔2015〕164号)的大气污染排放限制要求。即:NO_x排放浓度小于50 mg/Nm~3,同时要求平均氨逃逸小于3 ppm。     

百万机组塔式炉脱硝供氨系统优化设计应用研究

针对国内某百万千瓦机组塔式炉选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)烟气脱硝装置两侧反应器喷氨量无法独立调节而造成喷氨不均的问题,结合现场测试数据,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)数值模拟方法进行双母管供氨优化改造方案的设计及校核。结果表明:相同出口NO_x排放浓度时,两侧反应器脱硝效率偏差由改造前的19.0%下降到2.9%,平均氨逃逸浓度由3.7 mg/m~3降低到2.3 mg/m~3,局部氨逃逸浓度由6.2 mg/m~3降低到2.6 mg/m~3,两侧反应器出口NO_x浓度均值偏差得到消除。供氨系统优化改造不仅提升了脱硝装置整体性能,还降低了局部氨逃逸浓度峰值,减轻了空气预热器硫酸氢铵(Ammoniu Bisulfate,ABS)堵塞风险。     

燃煤电厂选择性催化还原烟气脱硝系统的性能试验

在420 t/h电站燃煤锅炉尾部建立了选择性催化还原脱硝工业性试验装置,重点研究了NH3/NOx摩尔比、反应温度、反应空速等因素对烟气脱硝效率的影响.结果表明:当NH3/NOx摩尔比小于1时,脱硝效率随着NH3/NOx摩尔比的增大而提高;当NH3/NOx摩尔比大于1时,随着NH3/NOx摩尔比的增大,脱硝效率变化不明显;当NH3/NOx摩尔比为0.9、反应温度为325～350℃时,脱硝效率达到90%;当空速小于4 760 h-1时,随着空速提高,脱硝效率基本不变;当空速大于4 760 h-1后,脱硝效率随空速提高迅速降低.试验研究还发现:氨逃逸量随着NH3/NOx摩尔比的增大而逐渐增大;当NH3/NOx摩尔比小于0.95时,氨逃逸量均能满足设计要求;在325～350℃内,SO2/SO3转化率随反应温度的升高而提高,且均小于0.6%,符合设计要求.     

燃煤电厂宽温催化剂全负荷脱硝的应用研究

研究了宽温催化剂在燃煤电厂的全负荷脱硝应用。该新型SCR宽温催化剂在设计煤种条件下35%~100%BMCR工况时,脱硝效率不小于85%,氨逃逸率不大于3 ppm,SO_2/SO_3转化率小于1%。研究结果表明,在100%负荷工况下,脱硝效率85.31%,氨逃逸率2.30 ppm,SO_2/SO_3转化率0.835%。35%负荷工况下,脱硝效率85.05%,氨逃逸率2.51 ppm。在试验工况条件下,各项保证参数均达到保证值。     

410 t/h燃煤电站高温除尘技术试验研究

针对燃煤电站SCR脱硝技术中高浓度飞灰造成的催化剂使用寿命缩短、大量氨逃逸及空气预热器堵灰的问题,将高温除尘器布置在SCR反应器之前。在410 t/h燃煤锅炉上对高温除尘技术进行了工程示范研究,分析了高温除尘器的除尘特性对下游脱硝单元和空气预热器性能的影响。结果表明：在70%和90%锅炉负荷下,高温除尘器出口烟尘平均质量浓度均小于8 mg/m³;90%负荷下,烟气流经高温除尘器的压降仅为500 Pa左右,大幅低于传统布袋除尘器的烟气压降;与典型的超低排放烟气后处理技术相比,应用高温除尘器能实现在相同脱硝效率下显著降低SCR反应器的烟气压降,并能减少相应的气氨消耗量与氨逃逸量;与常规布置布袋除尘器的锅炉环保岛相比,高温除尘器+SCR脱硝单元+空气预热器的模块的烟气压降可降低约500 Pa。     

某电厂脱硝系统精准分区喷氨改造浅谈

新建、在役火力发电厂均设计或新增有脱硝系统,旨在降低NOX排放浓度,满足环保要求。脱硝系统主要有SCR、SNCR、SCR+SNCR等技术方法,在实际生产过程,其运行效率往往达不到设计值,随着燃煤电厂超低排放标准的执行,各发电企业纷纷对已有的脱硝系统实施优化改造。文中基于某660 MW机组采用SCR技术脱硝效率仅有88%,实施精准分区喷氨改造,阐述了具体改造方案、调试方法、调试中出现的问题,采取有效措施后,脱硝效率达到了94. 2%,氨逃逸率小于2. 28%,不仅满足了当前环保要求,氨逃逸率的下降还降低了空气预热器堵塞的问题。     

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。     

选择性非催化还原法脱硝工艺及其应用

概述了选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝的工艺原理及其主要影响因素,介绍了SNCR在75 t/h循环流化床垃圾焚烧炉上的应用情况,并对SNCR脱硝工艺的发展给出了建议.     

氨水SNCR技术在锅炉烟气脱硝工程中的应用

海宁马桥大都市热电有限公司4×75t/h循环流化床锅炉烟气脱硝工程,采用SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)选择性非催化还原法脱硝技术工艺,以5%~10%的氨水为还原剂。环保监测验收数据显示本工程锅炉烟气氮氧化物总排放浓度可由350mg/Nm3降低至100mg/Nm3以下,脱硝效率大于70%。同时,系统氨水及电耗量均达设计指标,对锅炉热效率不产生影响,运行经济性显著。     

高分子脱硝在垃圾焚烧炉脱硝上的应用

通过高分子脱硝单独或联合传统SNCR应用于垃圾焚烧炉脱硝,可有效提高脱硝效率、降低氨逃逸,为锅炉烟气脱硝的提标改造提供了一种新的解决方案.     

基于蒙特卡洛算法的SCR脱硝性能影响因素分析

为分析入口参数不均匀分布对选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)反应器脱硝性能的影响,通过MATLAB编程的方法建立了SCR脱硝反应三维数值模型。采用蒙特卡洛算法生成入口边界,以此调用模型,研究入口速度、温度及氨氮比分布不均条件下脱硝效率及氨逃逸率的变化规律。结果表明：当入口速度超过1.5 m/s,速度偏差对脱硝效率及氨逃逸率的影响较为显著,在入口速度为4 m/s时将速度偏差由0增大到80%,脱硝效率由46.77%降低到44.67%,而氨逃逸率由8.31%增加到12.57%;不同温度偏差变化区间对脱硝性能影响不同,当温度偏差小于10%时脱硝效率主要受到反应温度的影响,而当温度偏差大于10%时温度偏差成为影响脱硝效率的主要因素;氨氮比主要影响氨逃逸率,当氨氮比由0.8增大到1.2时,氨逃逸率由0.55%增大到1.02%,而脱硝效率由42.5%增大到57.23%。