中温中尘SCR烟气脱硝系统流场优化的研究

以某新型干法水泥熟料生产线的SCR脱硝系统为研究对象,对SCR反应器内烟气流动进行数值模拟研究。通过对比不同工况条件下烟道内烟气速度分布和第一层催化剂截面的烟气速度分布、速度相对标准偏差、入射角,研究SCR反应器内均流装置对烟气流场均匀性的影响。结果表明：在烟道和喇叭口内布置导流板对速度均匀性有显著改善作用;通过分析第一层催化剂表面的烟气分布得到在格栅处添加一层多孔板能够进一步优化烟气在催化剂表面的分布。可为水泥行业SCR系统流场优化和结构设计提供参考依据。     

大型燃煤电站用SCR烟气脱硝催化剂发展概况

介绍了大型燃煤电站SCR脱硝催化剂的国内外发展情况、国家环保政策需求、市场销售预测和发展前景及面临的问题,概述了国内SCR脱硝技术立项研究的必要性。     

SCR烟气脱硝催化剂再生研究进展

介绍了SCR烟气脱硝催化剂的水洗再生、热再生、热还原再生、酸液再生、SO2酸化热再生、活性盐溶液活化再生等再生方法的研究进展。再生技术应用时,应根据SCR催化剂的配方、构型、应用场合等因素,分析SCR催化剂失活的主要原因,选择适当的一种或者几种再生方法,才能达到提高或者恢复催化剂脱硝活性的目的。     

燃煤电厂SCR烟气脱硝效率影响因素研究

为了最大程度的提高燃煤电厂烟气脱硝效率,以SCR烟气脱硝效率为评价指标,采用烟气脱硝反应实验装置研究了不同催化剂类型、反应温度、氨氮比、氧气浓度、含水量以及空速等因素对SCR烟气脱硝效率的影响。实验结果表明,在其他实验条件均相同的情况下,铜基分子筛催化剂Cu-ZSM对目标模拟烟气的脱硝效果明显优于其他类型的催化剂;当反应温度为320℃、氧气浓度为5%时,SCR烟气脱硝效率可以达到最大;氨氮比越大,SCR烟气脱硝效率就越大,推荐最佳的氨氮比为1.0;含水量和空速越大,SCR烟气脱硝效率就越小,在实际应用过程中,应选择合适的空速,以平衡脱硝效率和经济成本,同时应尽可能的降低含水量,以最大限度的提高燃煤电厂SCR烟气脱硝效率。     

燃煤锅炉烟气脱硝控制技术

介绍了固定源烟气氮氧化物控制技术的研究进展,重点阐述了氨气选择性催化还原氮氧化物催化剂的研究成果.金属氧化物催化剂的最新研究表明,V2O5-WO3/TiO2是目前主要的商业化催化剂,但其操作温度要大于300℃.以碳质材料为载体负载Mn、Cu等的金属氧化物型催化剂显示出良好的低温活性和稳定性,具有较好的锅炉尾部净化烟气的前景.最后为选择性还原氮氧化物催化剂的下一步研究提出了建议.     

SCR烟气脱硝工艺喷氨混合装置研究进展

氨法选择性催化还原技术(SCR)因其优良的综合性能而成为工程应用最为广泛的烟气脱硝工艺,而反应器横截面上混合气体流场均匀性优劣是高效烟气脱硝的重要影响因素。本文简述了SCR烟气脱硝系统基本原理和NH₃/NO_x混合效率指标;综述了线性控制式、分区控制式和混合型喷氨格栅等几种工程应用上主流技术及其最新研究成果,并分析了各气体流场均匀性调节技术的优缺点;最后指出氨喷射混合装置未来的发展趋势:①优先选用混合型喷氨格栅,分区控制式喷氨格栅和线性控制式喷氨格栅分别次之;②喷氨混合装置设计时重点寻求降低浓度不均匀系数的可行性;③研发简易、高能和稳定的静态混合结构,降低建设和运行成本,提高操作弹性;④完善还原剂氨喷射效应和喷氨量现代控制理论。     

燃煤发电厂SCR烟气脱硝系统的研究

随着我国对环境保护的日益重视,尤其是对燃煤发电厂氮氧化物的排放要求更加严格,为此需要安装烟气脱硝系统以降低氮氧化物排放,目前我国燃煤发电厂烟气脱硝系统大多选用选择性催化还原(SCR)烟气脱硝工艺,文章主要探讨了目前燃煤发电厂SCR烟气脱硝工作中存在的问题,为今后燃煤发电厂SCR烟气脱硝的研究提供了一些建议。     

1000MW燃煤机组SCR脱硝系统设计

目前国内火电厂的大气污染问题日益严重,大容量燃煤机组的脱硝系统设计还不够完善,选择催化还原技术是国际上应用最广泛最有效的烟气脱硝工艺。该技术效率高,无二次污染,符合国家及行业规定。本文结合实际经验,介绍1000MW脱硝工程的设计方法及特点,采用两台相同SCR设备同时运行的方法,高温高尘方式布置,包括反应器SCR本体的设计、催化剂的设计、氨区设计,为1000MW脱硝系统的设计提供参考。     

烟气选择性催化还原脱硝的数值模拟研究进展

采用数值模拟方法对火电厂SCR系统的预报具有经济、快捷和实用的优点。本文在总结国内外大量文献资料的基础上,对数值模拟技术在烟气SCR脱硝中的应用进行了综述。并把SCR模拟的发展归纳为:非均相动力学模型;均相反应速率模型;催化剂单孔道反应数值模拟;系统流场的数值模拟。在此基础上,提出了三维流动和详细反应的耦合是今后SCR模拟的一个重要发展方向。     

660MW燃煤机组SCR烟气脱硝系统的研究

以某电厂660MW级燃煤机组SCR脱硝装置为例,在保证SCR系统以及燃烧条件稳定运行的情况下,主要研究了入口NO_x浓度对出口NO_x浓度、脱硝效率、氨逃逸率等运行参数的影响。结果表明:出口NO_x浓度随着入口NO_x浓度的提高而提高,线性拟合的R2值可达0.97,满足线性关系;脱硝效率总体随入口NO_x浓度的变化不大,稳定浮动在81%左右,证明此机组脱硝效率具有稳定性;入口NO_x浓度与氨逃逸率呈正相关,且入口浓度存在一个最佳值(280mg/m~3),使氨逃逸率最低。     

330 MW燃贫煤机组SCR脱硝系统分析及诊断

为了解决山西某330 MW燃贫煤火电厂SCR脱硝系统存在的脱硝效率偏低、催化剂寿命短的问题,对SCR反应器进行了现场测试,使用烟气分析仪、温度测试仪、流量测试仪等仪器对烟道内烟气组分浓度、温度场、速度场进行检测。测试结果表明,SCR反应器运行过程中存在流场、温度场不均匀的现象,这是导致催化剂磨损严重,进而影响脱硝效率的主要原因。在测量结果的基础上,分析并确定运行过程中的问题根源所在,可为火电厂优化运行与改造提供建议。     

CFD analysis on the catalyst layer breakage failure of an SCR-DeNOx system for a 350 MW coal-fired power plant

Selective catalytic reduction as one of the secondary NO_x control technologies is widely used in industrial sources including coal-fired power plants and large boilers. The performance of an SCR-DeNO_x system is sensitive to the installment of its components such as turning vanes and hybrid grids. In this work, three-dimensional CFD simulations are carried out to analyze the breakage failure of an SCR-DeNO_x system for a certain 350 MW coal-fired power plant. Research results are consistent with the phenomena that occur in the industrial application. It reveals that the breakage failure in the industrial application is likely to be caused by the inappropriate installation of the turning vane 3 locating closest to the catalyst, especially the angle of the turning vane 3. The analysis further shows that the lifetime or the breakage of the catalyst layers depends highly on the gas velocity, the fly ash distribution and its particle velocity.     

燃煤电厂CO2捕集中烟气预处理系统的优化模拟

在燃煤电厂CO₂捕集中,为了提高其捕集效率,需对进入系统的烟气进行预处理。为进一步提高进入系统烟气的质量,本文用Aspen Plus模拟优化烟气预处理系统,通过研究在预洗塔中组合填料、填料层高度、吸收剂进量和分层进吸收剂对出口烟气中SO₂的含量、脱硫效率以及出口烟气温度的影响,得出最佳的工艺条件。模拟结果表明,加入不同种类组合填料,同种类不同型号组合填料和分层进吸收剂都使烟气脱硫效率增加,出口烟气温度降低;随着填料层高度和吸收剂进量的增加,出口烟气中SO₂的含量和出口烟气温度降低,其中最佳的高度为2~4m,最佳的吸收剂进量为(250~350)×10³kg/h。     

100MW燃煤电厂非碳基吸附剂喷射脱汞实验研究

选取一个100 MW燃煤电厂对氯化铜改性氧化铝和氯化铜改性沸石进行喷射脱汞实验,应用EPA 30B标准方法对静电除尘器(ESP)前后烟气中的汞价态分布进行了采样和测试.研究了吸附剂喷射量对烟气中汞脱除率的影响.现场测试的汞平衡结果为77.1%～111.5%.经修正的汞平衡结果表明,吸附剂喷射量越大,脱汞率越高.改性氧化铝的脱汞率最高可达30.6%,改性沸石的脱汞率最高可达29.2%.喷射非碳基吸附剂后烟气中元素汞(Hg⁰)显著下降,在喷射量为0.22 g·m^-3时,两种吸附剂可将烟气中Hg⁰比例由40%降低至22%左右,减少的Hg⁰主要转化为Hg^P.非碳基吸附剂与湿法脱硫(WFGD)系统协同使用可以有效减少Hg⁰向大气中的排放.     

某电厂烟气脱硝催化剂使用前后性能测试及失活分析

以某电厂SCR脱硝装置运行22 080 h的催化剂为研究对象,对催化剂进行脱硝率测试及化学表征。研究表明,运行了22 080 h的催化剂的脱硝率为57%,催化剂破碎和断裂较严重,比表面积下降2.48%~5.12%,XRD及XRF表征发现,催化剂被灰尘堵塞,有明显的K和Na中毒现象。     

膜分离捕集燃煤电厂烟气CO2过程优化设计

全球CO₂的排放量不断升高,导致气候问题频发。“双碳”目标下,如何高效、低成本地捕集燃煤电厂烟气CO₂已经成为迫在眉睫的问题。传统的化学吸收法由于能耗高、成本高、溶剂易挥发等问题严重制约了其发展,而膜法碳捕集因为其操作简单、能耗低、环境污染小等优势被认为是最有前景的捕集方式。本文以PI中空纤维膜为分离膜,建立和求解了气体分离膜模型。并以燃煤电厂烟气CO₂为捕集目标,利用多岛遗传算法求解了膜分离捕集CO₂工艺的不同配置,并优化了分离过程中的关键参数(膜面积、操作压力)。结果显示：在二级膜分离工艺中,二级一段膜分离工艺的第一级膜和第二级膜操作压力分别为5.8 bar和7.1 bar,第一级膜和第二级膜的面积分别为448000 m²和180000 m²时,单位捕集成本为27.36 USD/t CO₂。与二级二段膜分离以及其他几种传统的CO₂捕集方法(MEA法、相变吸收法)相比,二级一段膜分离捕集CO₂的捕集成本和能耗均最小。本研究将为CO₂捕集实现低能耗和低成本化提供依据。     

火电厂烟气脱硝国内市场分析

氮氧化物是“十二五”期间国家污染物总量控制对象之一。本文详细论述火电厂烟气脱硝行业发展概况,在概述国内火电厂氮氧化物排放现状及控制法规的基础上,介绍了行业目前采用的主要技术及国内外脱硝公司概况,分析了行业的市场特点及存在的主要问题,指出了我国火电厂烟气脱硝目前处于高速发展时期,脱硝市场巨大,同时应加大脱硝催化剂的研究开发。     

Multi-model predictive control of SCR flue gas denitrification system in coal-fired power plant based on kernel fuzzy c-means clustering and integrated model

A multi-model predictive control strategy based on kernel fuzzy c-means (KFCM) clustering and integrated model is proposed for the complex problem of rapid and accurate control of ammonia injection in selective catalytic reduction (SCR) denitrification systems of coal-fired power plants under a wide range of variable load conditions. First, the SCR data samples are clustered using the KFCM clustering algorithm, and the number of clusters is determined by introducing the Xie-Beni index. Second, the prediction model of the SCR denitrification system is established by an integrated modelling approach, and the sub-learners of the integrated model are the genetic algorithm optimized back propagation (GA-BP) neural network model and the least squares support vector machine (LSSVM) model. Third, a multi-model prediction controller based on the particle swarm optimization (PSO) algorithm and the integrated model is designed and developed. To ensure the stability of the system, a model-switching strategy based on the minimum Euclidean distance is proposed. Finally, simulation verification and industrial field application verification are fulfilled by comparing with proportion integral differential (PID) control and single model predictive control (MPC). The results show that the multi-model predictive control method proposed in this paper can obtain higher control accuracy and better control stability and meet the control requirements for the long-term operation of the SCR denitrification system.