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。     

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。     

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。     

杂多酸改性V-Mo/Ti-W催化剂的宽温SCR脱硝性能

采用等体积浸渍法制备了一系列Keggin型杂多酸改性的V-Mo/Ti-W催化剂,并通过X射线衍射（XRD）、BET比表面分析（BET）、NH₃程序升温脱附（NH₃-TPD）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等表征方法对催化剂物化性质进行了表征分析。各项表征分析结果表明,杂多酸改性后的HPAs-V-Mo/Ti-W催化剂相比于改性前的催化剂,平均孔径尺寸更大,可抑制硫酸氢铵沉积,以提高催化剂抗硫性能;与V-Mo/Ti-W样品相比,改性后的催化剂具有更强的NH₃吸附能力、更好的还原性能和更多的化学吸附氧物种,从而表现出更优异的脱硝性能和N₂选择性。杂多酸改性后的催化剂在200~380℃温度范围内、150000h^-1高空速、高浓度SO₂和H₂O存在的模拟烟气中表现出高 NH₃-SCR活性、优异的抗SO₂性能,并保持几乎100%的N₂选择性,可作为燃煤电厂深度调峰的宽温催化剂,具备良好的工业应用价值。     

SCR脱硝催化剂的研究现状及展望

介绍了SCR脱硝的基本原理.概述了SCR脱硝催化剂的种类和影响因素,并详细阐述了贵金属、金属氧化物、分子筛和碳基材料催化剂的选择性催化还原法脱除NOx研究进展.并对SCR脱硝催化剂研究领域存在的问题进行了探讨.     

钒钛基SCR脱硝催化剂碱土金属中毒

分别制备了钒钨体系和钒钼体系的新鲜催化剂,并通过浸渍法、固态扩散法与干混法分别制备了碱土金属中毒的催化剂,比较了中毒方法、碱土金属以及催化助剂种类等因素对催化剂脱硝活性的影响,并利用程序升温脱附（NH₃-TPD）、程序升温还原（H₂-TPR）和X射线光电子能谱分析（XPS）等表征手段进行分析。结果表明,3种中毒方法中,浸渍法碱土金属中毒对催化剂毒害作用最大;Ca对催化剂的毒性大于Mg,且钒钼体系催化剂比钒钨体系催化剂具有更强的抗碱土金属中毒性能。碱土金属的存在会降低催化剂表面的总酸量与酸位点的强度,提高催化剂的还原温度,改变活性组分的价态并降低催化剂上表面活性氧的比例。     

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。     

低温SCR脱硝催化剂研究进展

氮氧化物NOx(NO, NO2和N2O)是全球大气污染的主要污染物之一,引起光化学烟雾、酸雨、臭氧层破坏等环境问题,严重影响人们的生存环境和生活质量,引起了世界各国的广泛关注。针对固定源和移动源燃烧排放,各国制定了日益严格的排放标准。目前主要的脱硝技术分为选择性催化还原(SCR)、选择性非催化还原(SNCR)、氧化脱硝和活性炭吸附脱硝等。SNCR的应用有较高的条件,影响其成功运行的主要因素有温度、氨氮比、氨气在烟气中的分布和停留时间等,故SNCR的工业应用存在一定的局限性。SCR脱硝技术比其它脱硝技术应用更广泛,其中脱硝多安排于除尘脱硫后,此时温度多处于100?250℃之间。为提高SCR脱硝性能,低温SCR脱除NOx是目前研究最热门的烟气脱硝技术。本工作综述了近年来低温SCR脱硝催化剂的研究进展,介绍了锰基催化剂、钒基催化剂及碳基催化剂的发展现状,对单组分Mn基催化剂、负载型Mn基催化剂和复合型Mn基催化剂进行了综述,从V基催化剂的制备对脱销的影响和脱硝机理进行了表述,综述了过渡金属掺杂对C基催化剂的影响,阐述了烟气中H2O和SO2对催化反应的影响及低温SCR反应的脱硝机理,对低温SCR催化剂进行了总结并对其未来发展进行了展望。     

选择性催化还原(SCR)法脱除NOx的研究进展

本文介绍了用作NOx选择催化还原的碳氢化物、氨气、尿素等几种还原剂和活性炭、分子筛、金属氧化物、堇青石蜂窝陶瓷、复合载体等几类载体催化剂的研究进展情况，并阐述了各自的优缺点，综述．了尿素作为还原剂，复合载体的催化剂将是脱除氮氧化物的研究热点。     

燃煤电厂废弃SCR脱硝催化剂元素回收研究进展

随着选择性催化剂还原法（SCR）脱硝技术在国内的普及以及SCR脱硝工程的大量建设,废弃SCR脱硝催化剂的高效处置已引起了广泛关注,针对高附加值成分的元素回收是较为合理的处置方案。本文总结了目前关于废弃SCR脱硝催化剂3种主要元素Ti、V、W（或Mo）回收的主要技术方案,其中Ti元素的回收主要是通过钠化焙烧法或浓碱浸出法首先分离Ti元素,而后通过酸洗法回收获得二氧化钛;V元素的回收方法主要包括铵盐沉淀法、萃取法和电解法,从而得到五氧化二钒或者偏钒酸铵;W元素的回收方法主要包括钙盐沉淀法、钠盐结晶法和酸沉法,从而得到三氧化钨。在此基础上,对各技术方案进行了比较,为开发高效合理的元素回收技术提供依据,并指出后续研究中还需要优化酸洗法回收Ti元素的酸洗条件以及V、W元素的纯化技术,从而进一步提高回收产品的纯度。     

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。     

燃煤电厂真实烟气条件下SCR催化剂脱硝性能

制备了具有工业应用价值的V₂O₅/TiO₂负载WO₃与MoO₃的蜂窝状SCR催化剂,并在某燃煤电厂烟气环境下,对其催化性能进行了测试,结果表明:增大催化剂体积能够提高脱硝效率,但活性增量逐步下降,当脱硝效率达到80%以上时,继续增大催化剂体积其活性提高不显著。催化剂的脱硝活性随着积灰时间的延长而降低,脱硝系统运行4 h后,催化剂脱硝活性减少9.4%。在燃煤电厂尾气飞灰浓度约为0.031 kg·m^-3环境下,为满足尾气中NO_x浓度排放要求(<200 mg·m^-3),每连续运行6 h需进行一次吹灰。催化剂的脱硝性能随着运行时间的延长,先急剧下降,后缓慢降低。在连续运行48~168 h范围内,脱硝活性下降值小于1%,SO₂氧化率下降值小于0.1%。在12个月内,平均每连续运行700 h,脱硝活性降低1%。     

SCR脱硝催化剂的设计与维护

介绍了SCR脱硝的工艺原理,并以SCR技术中的核心一催化剂为对象,详细介绍了催化剂的种类、影响催化剂活性的主要因素及防止措施、失效后的处理方式以及催化剂的贮存方式、安装过程等。并建议通过催化剂的测试块来预测催化剂的寿命及运行维护前的注意事项。     

某电厂SCR脱硝工程项目经济性分析

以某电厂SCR脱硝工程项目为例,对其经营期内的成本和收入进行初步估算。通过对该项目影响因素的盈亏平衡点和敏感性程度进行分析,得到该项目运行时间、催化剂价和还原剂价的盈亏平衡点分别为3860 h、7 200万元和2 893元,其中运行时间变化对年利润额最为敏感,催化剂价和还原剂价敏感程度基本相同。     

350MW机组锅炉SCR脱硝系统优化

准东煤田是我国目前最大的整装煤田,但准东煤在锅炉燃烧过程中易发生结焦问题,一般掺烧高岭土缓解结焦。某燃用准东煤350 MW机组,锅炉燃煤掺烧高岭土后烟气携带灰尘颗粒及灰尘量增大,出现SCR脱硝系统烟道积灰严重和喷氨量明显偏大问题,同时在空气预热器形成硫酸氢氨堵塞,使机组不能长周期稳定运行。通过与国内同类型多台机组锅炉对比后发现,脱硝系统均存在易产生积灰的脱硝转向室、催化剂上方及空气预热器入口斜坡积灰状况等情况。针对存在的问题,通过建立改造前、后的模型计算分析,进行了导流板布置的优化设计、CFD流场分布、优化SCR系统导流板设计、声波与蒸汽吹灰器结合吹灰和氨注射栅格优化升级等工作,应用德图480风速仪实测风速试验,发现脱硝烟道原导流板设计不合理及施工安装偏差;原导流板水平段跨距大,支撑不足,造成导流板压塌变形,影响烟气流场分布;锅炉所烧煤质为高钠煤,为防止锅炉结焦掺烧高岭土后,增加了烟气飞灰颗粒及灰尘量,飞灰具有很大黏性,易沉积在烟道导流板及烟道壁面上。因此,提出对脱硝内部各处导流板进行优化改造,对脱硝系统烟道易产生积灰的部位增加声波吹灰器,对喷氨格栅喷嘴数量及氨空混合器升级,同时开展锅炉SCR脱硝喷氨热态优化调整试验工作。通过开展相关工作,SCR烟气系统的烟气流场相对标准偏差优化5%,相同负荷下液氨消耗量降低45%,彻底解决脱硝系统积灰和空气预热器堵塞问题,实现机组满负荷达标稳定运行。锅炉长期运行半年后停炉检查,发现前期脱硝系统烟道高达1 m的积灰部位彻底解决,催化剂表面干净无杂物,解决了脱硝系统积灰问题,同时配合提高空气预热器冷端综合温度的措施,彻底解决锅炉空气预热器堵塞问题。同时,经济效益显著,每年可以分别节约液氨费用70万元,节约风机电耗费用100万元,节约检修清理积灰及检修费用80万元,节约空气预热器冲洗治理费用20万元,综合节约费用270万元/a,达到预期效果实现机组长周期安全经济稳定运行。     

660MW燃煤机组SCR流场模拟优化与喷氨优化运行

以某电厂660 MW亚临界燃煤机组SCR烟气脱硝系统为研究对象,对SCR反应器内烟气流动以及喷氨分布均匀性进行数值模拟研究。通过对比首层催化剂前烟气速度分布及NH_3浓度分布,研究了SCR反应器内均流部件对烟气流场均匀特性的影响,并且在数值模拟的基础上对喷氨方式进行了优化调整研究。研究结果表明:优化调整烟道内均流部件对速度、浓度均匀性有显著改善作用;通过分析流场不均匀性得到的分区喷氨方法能够进一步优化NH_3在烟道中分布;现场试验验证了调节喷氨格栅阀门可降低SCR反应器出口NO_x浓度。本文研究可为燃煤机组SCR系统导流板优化及实际电厂喷氨优化调试提供参考。     

选择性催化还原脱硝催化剂生产技术

介绍了应用广泛的选择性催化还原烟气脱硝催化剂,重点分析了催化剂的组成.工业用催化剂按结构划分为蜂窝式、板式和波纹式,介绍了3种形式催化剂的生产技术及特点.     

燃煤锅炉SCR对颗粒物排放特性影响

我国电厂多数采用选择性催化还原（SCR）脱硝技术降低电厂NO_x排放,目前关于电厂中SCR对颗粒物排放特性的影响研究十分匮乏。本研究对一热电联产锅炉SCR前后颗粒物和飞灰进行取样,分析颗粒物质量粒径分布以及化学成分。采用计算机控制扫描电镜（CCSEM）对飞灰进行分析,获得颗粒物单颗粒成分。结果表明SCR前后PM₁₀均呈双峰分布。经过SCR后,PM_0.21浓度降低约62%（质量）,而PM_0.21-1浓度升高19%（质量）;PM₁中SO₂相对含量增加约6%（质量）,SiO₂和Al₂O₃相对含量降低,而CaO相对含量没有明显变化;经过SCR后,PM_1-10浓度降低约17%（质量）,成分基本没有变化,但是颗粒成分变得更均一,说明经过SCR后,PM_1-10发生交互作用。因此经过SCR后PM_1-10浓度降低不仅由于颗粒物在SCR中发生沉积,更有可能是颗粒物之间交互作用导致。