大型燃煤锅炉SNCR/SCR混合脱硝数值模拟及工程验证

为了提高选择性非催化还原/选择性催化还原(SNCR/SCR)混合脱硝中的还原剂在锅炉尾部烟道内的分布均匀性,基于FLUENT平台,对300 MW燃煤机组SNCR/SCR混合脱硝系统进行了数值模拟,重点分析转向室补氨喷射位置、混合器结构对烟气中氨氮组分混合的影响,计算结果与试验测量数据吻合很好.结果表明:SNCR反应后,转向室出口还原剂分布极不均匀;转向室侧墙补氨喷枪越靠近转向角位置,越有利于提升烟道内还原剂的平均分布;SCR反应器入口烟道设置新型复合X型混合器,进一步强化NH3与烟气的均匀混合,反应器首层催化剂入口截面还原剂浓度分布偏差从22%降低至7.4%;将优化的补氨喷射位置与混合器结构应用于现场锅炉,SNCR和SCR脱硝效率分别达到了35%和78.4%,SNCR/SCR联合脱硝效率达85.96%,脱硝效果良好.     

SNCR+SCR耦合脱硝工艺的实际应用

采用SNCR+SCR耦合脱硝工艺技术,是在原来的SNCR脱硝技术的基础上,增加了催化剂和优化了尿素溶液喷枪在炉膛的喷入位置,实现了尿素溶液经特殊喷枪喷入炉膛合适的温度场,少部分尿素溶液进行了SNCR的还原反应,而大多数的尿素溶液则热解出氨,在炉内及烟道内与烟气实现充分的混合,在催化剂层完成SCR的还原反应,最终使烟气中氮氧化物排放浓度低于100mg/Nm3。     

浅谈SCR和SNCR在燃煤锅炉烟气脱硝中的应用

SCR和SNCR是目前锅炉脱硝采用的主要工艺,各自具有其优缺点。SCR脱硝效率高,但是结构复杂,建设及运行费用较高,对锅炉空气预热器有影响,且环境风险较大;SNCR结构简单,建设及后期费用较低,但是脱硝效率低。分析比较了SCR和SNCR的原理和优缺点,给出在实际环评工作及环境管理中如何选择的建议。应结合项目实际情况综合考虑其投资、工程量、脱硝效率、操作可行性等因素,不能以偏概全的只追求脱硝效率或者只追求节省投资,而忽略了脱硝工程的可行性及稳定性。     

联合脱硝技术在燃煤锅炉脱硝改造中的应用

随着环保标准的不断提高,面对严峻的环保形势,目前我国对于NOx的污染排放问题也更为重视,正是基于这个背景,兰州石化公司化肥厂动力车间3台锅炉实施烟气脱硝工程改造,采用低氮燃烧、选择性非催化还原反应(SNCR)、选择性催化还原反应(SCR)联合脱硝技术,分三段脱除烟气中NOx,使NOx排放含量不高于100mg/Nm3。脱硝项目投运后,经联合调试达到了锅炉煤粉专烧时NOx含量达标排放。介绍了低氮燃烧+SNCR+SCR脱硝技术在固态排渣、平衡通风、四角切向燃烧煤粉锅炉的应用,简述其改造技术特点和工艺流程,并通过实际运行调节总结经验。     

W火焰锅炉机组低氮燃烧、SNCR、SCR联合脱硝技术

为解决W火焰锅炉炉膛温度高、NOx排放量非常大等问题,通过数值模拟等方法,对W火焰锅炉的低氮燃烧、SNCR、SCR宽负荷联合脱硝改造方案的可行性进行了论证,并将改造方案应用于湖南大唐某电厂600MW锅炉机组。改造效果表明,低氮燃烧、SNCR、SCR联合脱硝技术结合了LNB、SNCR、SCR各自的优点,在保证烟气中NOx排放达标的前提下,能尽可能地提高经济性。故它非常适用于W火焰锅炉机组。     

SO2对燃煤电厂SCR脱硝催化剂性能影响的研究

本文对SO2影响燃煤电厂SCR脱硝催化剂的性能进行研究。利用中试装置对新鲜和在运的18×18孔SCR脱硝催化剂进行工艺性能评价,同时对催化剂理化特性进行表征。结果发现：SO2对新催化剂的影响具有两面性。老化过程前期,不断吸附于催化剂表面的SO3增加了酸性位数量,提高了脱硝效率;老化过程后期,吸附的SO3含量达到“饱和”状态以及SCR反应所需的V5+的减少,SO2的负作用开始凸显。随着运行时间增加,催化剂表面不断累积硫酸盐物种,催化剂的部分活性位被遮蔽,比表面积和孔容不断减小,脱硝效率开始下降,下降的速度与硫酸盐的累积速度成正比。     

基于离散相的选择性催化还原脱硝装置流场优化模拟

国内某660 MW超临界机组SCR脱硝装置在实际运行中出现催化剂磨损,为解决该问题以保证脱硝效率不受影响,利用数值模拟软件FLUENT模拟研究了原始脱硝装置内的流场分布情况。通过分析结果得出影响催化剂磨损的因素,并且经过多次模拟试验提出了优化方案,并对优化方案实施后的现场进行了测试。结果表明：通过将反应器上方方形顶部改为楔形顶、适当增减导流板数量以及改变导流板间距可以大大优化烟气速度场以及飞灰颗粒浓度场,从而可以在很大程度上提高SCR脱硝系统的效率。     

钒钛系SCR脱硝催化剂在高硫高钙灰条件下的适应性研究

我国的SCR脱硝技术应用开始起步,催化剂的选型及运行经验不足,特别是对高硫、高钙灰的运行经验更为缺乏。本文介绍了在模拟高硫、高钙灰的试验烟气环境下,钒钛系中温SCR脱硝催化在NH3/NOx,SO2,空速,O2,H2O等参数变化时对脱硝效率的影响;通过试验,对催化剂的抗毒性能、再生性能进行了初步研究,以期为工业化的催化剂选型提供参考。     

Y4-73引风机提出力改造分析

随着国家环保政策的深入,响应国家环保节能政策,在线生产锅炉环保指标必须满足超低排放要求。因此本厂对脱硝系统进行改造:将原SNCR+SCR联合脱销方式改造为SCR脱销方式,改造后取消原增压风机,原引风机出力将无法满足机组满负荷需求。所以计划对2台引风机进行改造。在现有离心引风机的基础上进行技改,通过对引风机叶轮改造,提高引风机出力,电机不做技改,以满足脱硝、电除尘改造机取消增压风机后整体阻力,实现节能降耗的目的。     

宽负荷脱硝技术研究及应用

针对机组负荷较低时SCR脱硝系统无法运行、氮氧化物排放超标的问题,提出锅炉启停期间脱硝系统运行方式的优化方案。根据SNCR高温区域的烟气温度流场情况,协调投入SNCR尿素喷枪,调节尿素溶液流量,从而在启停阶段满足SNCR装置投入的条件,控制NOx在规定范围内,以东热电厂3号锅炉为案例,进行了启停阶段的脱硝试验研究,达到了宽负荷运行脱硝的技术指标。     

低温SCR脱硝催化剂综述

目前氮氧化物(NOx)的污染越来越严重,低温选择性催化还原法(SCR)脱硝催化技术作为新型的、具有潜力的烟气脱硝技术,备受人们关注。综述了低温SCR脱硝催化剂的的研究现状,着重介绍了锰基催化剂、钒基催化剂以及其他金属氧化物催化剂的研究进展,阐述了不同种类的催化剂制备方法、载体,以及使用不同种类的金属氧化物活性组分对催化剂活性和脱硝效率的影响,探讨了低温SCR催化剂的脱硝机理,同时介绍了烟气中水蒸气和SO2对催化过程的影响。     

催化剂结构对SCR脱硝性能影响分析

为评估新能源大规模并网下,煤电机组频繁调峰引起选择性催化还原（SCR）脱硝装置氨逃逸率的变化问题,通过MATLAB编程方法构建SCR脱硝三维数值模型,就催化剂结构参数对脱硝性能的影响进行了研究。结果表明：催化剂孔节距对脱硝效率及氨逃逸率影响显著,反应温度为629.15K时,催化剂孔节距从6 mm增加到12 mm,SCR脱硝效率由72.63％降到51.04％,氨逃逸率由9.76％上升到25.1％;SCR脱硝性能随催化剂长度增加而增强,反应温度为639.15 K时,催化剂长度从300 mm增加到1 000 mm,脱硝效率由36.23％上升至69.05％;氨逃逸率由51.15％降低至8.90％。电厂负荷下降有利氨逃逸率降低,负荷从550 MW降低至330 MW脱硝效率由67.71％上升至73.28％,氨逃逸率由1.1％降低至0.14％。煤质劣化使氨逃逸率上升,煤质热值由 16747.2J下降至 15491.16J脱硝效率由71.14％上升至71.73％,氨逃逸率由1.47％上升至1.72％。     

SCR催化剂的研究进展

选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)法是目前可以找到的脱硝效率最高、最为成熟的技术,因其脱硝效率高、无二次污染而被广泛使用。其中SCR催化剂是该技术的核心所在,该文主要介绍了SCR反应机理以及目前主流的SCR催化剂。     

135万t焦炉烟气低温SCR脱硝系统的构建及其催化剂性能研究

为探索低温脱硝催化剂在工业应用中的使用性能及其寿命,以年产135万t焦炭焦炉烟气NO_x治理为例,构建一套低温选择性催化还原工艺(SCR)脱硝系统,主要包括氨气稀释系统、烟气换热器、热风炉、SCR反应器等.结果表明,低温脱硝催化剂脱硝效率受烟气温度影响较大,当烟气温度在230℃左右时,脱硝效率高达85%;兼顾脱硝效率和逃逸氨浓度,当n(NH_3)∶n(NO_x)=0.85～0.9时,低温脱硝催化剂的脱硝效率稳定在80%以上;低温脱硝催化剂连续使用4 000 h,脱硝效率约下降30%,将脱硝烟气加热至320℃左右时,低温脱硝催化剂能够再生,再生时间为36 h,且在再生过程中,仍能维持较好的脱硝效率,即低温脱硝催化剂能够高温在线再生;低温脱硝催化剂使用24 000 h,脱硝效率仅下降5%,但逃逸氨的质量浓度上升并超出排放标准,抗压强度接近《火电机组SCR催化剂强检要求》中强度要求的下限值;催化剂失活后需更换,其使用寿命约为24 000 h.     

SO_2对燃煤电厂选择催化还原脱硝催化剂性能的影响

对SO_2影响燃煤电厂选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝催化剂的性能进行研究。利用中试装置对新鲜和在运的18×18孔SCR脱硝催化剂进行工艺性能评价;同时对催化剂理化特性进行表征。结果发现:SO_2对新催化剂的影响具有两面性。老化过程前期,不断吸附于催化剂表面的SO3增加了酸性位数量,提高了脱硝效率;老化过程后期,吸附的SO_3含量达到"饱和"状态以及SCR反应所需的V~(5+)减少,SO_2的负作用开始凸显。随着运行时间增加,催化剂表面不断累积硫酸盐物种,催化剂的部分活性位被遮蔽,比表面积和孔容不断减小,脱硝效率开始下降,下降的速度与硫酸盐的累积速度成正比。     

以活性炭为载体的负载型催化剂的SCR脱硝性能

通过浸渍法负载Fe,Cr,Cu,Mn等过渡金属组分,制备以活性炭为载体的低温、廉价、高效的负载型催化剂,用于SCR脱硝.实验研究了活性组分、负载量、反应温度、氧气含量、表观流速等不同参数对催化剂脱硝效率的影响.结果表明,Mn的活性比Cu,Cr以及Fe的活性大,能更好地促进催化剂的催化脱硝;多组分催化剂催化脱硝效率要比单组分的脱硝效率高;活性炭载体上负载8%的Mn,Cu,Cr,Fe时,催化剂脱硝效率最佳;在一定氧气含量下,催化剂脱硝效率要比无氧时的脱硝效率高;在所制备的以活性炭为载体的负载型催化剂中,8Mn-8Fe/AC催化剂性能最稳定,催化脱硝效率最佳.     

基于CFD和RSM的船舶SCR脱硝装置结构优化

以某船舶选择性催化还原(SCR)系统为研究对象,将计算流体力学(CFD)与响应面法(RSM)相结合,获得了催化剂尺寸、混合室位置等结构参数对于流场、脱硝效率和氨逃逸率的影响规律.在此基础上以CFD数据为样本拟合响应函数,并通过求解响应函数极值的方法实现了SCR装置结构的小型化.数值模拟结果表明,混合室的设置提高了尿素与尾气混合均匀性.同时,随着SCR反应器尺寸缩小,脱硝效率和氨逃逸量分别下降和增加.通过RSM优化后的SCR反应器可缩小15.9%～45.2%,混合室的最佳位置为SCR前1.70～2.39 m处,优化后系统脱硝效率超过90%,氨逃逸量小于5×10~(-6).     

脱硝催化剂领域专利统计分析及国内技术近况

脱硝催化剂是选择性催化还原烟气脱硝技术的关键,该文对SCR脱硝催化剂技术的国内外专利申请进行了统计分析,分析结果表面SCR脱硝催化剂技术共经历了三次技术周期,日本企业在脱销催化剂领域拥有核心技术,同时对我国在该领域的专利技术现状做了归纳和总结,介绍了我国在该领域的最新技术进展,并对我国SCR脱硝催化剂技术的发展提出了建议,政府应积极培育企业的创新能力,改变申请人的结构类型,促进企业和科研机构的协同创新,逐渐使企业成为掌握SCR催化剂核心技术的主体.     

钨掺杂对MnCeTiOx催化剂脱硝性能的影响及其机理

采用共沉淀法制备了一系列W掺杂的MnCeTiOx催化剂,考察了W掺杂对催化剂脱硝性能和抗硫中毒性能的影响。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、原位漫反射傅里叶变换红外光谱等表征手段对MnCeTiOx和W0.15MnCeTiOx催化剂的晶体结构、表面元素价态和表面反应活性物种进行了表征分析。探讨了W掺杂提高MnCeTiOx催化剂脱硝性能和抗硫性能的反应机理。结果表明,W掺杂一方面有利于提高催化剂表面Ce3+和Mn3+物种的相对含量,另一方面使催化剂表面参与SCR反应的活性物种更加丰富,从而提高了催化剂脱硝性能和N2选择性。W掺杂也有利于抑制硫酸盐物种在催化剂表面的生成和沉积,从而提高了催化剂的抗硫中毒性能。     

SCR烟气脱硝反应器整流装置和烟道导流板采用流场模拟优化设计

SCR烟气脱硝反应器的性能主要取决于进入脱硝反应器内的NOx与NH3的混合均匀度及混合气体在进入第一层催化剂前温度、速度分布的均匀性和烟气进入催化剂前流向角偏。该文以某燃煤锅炉烟气脱硝工程的SCR装置为研究对象,采用数值模拟方法研究反应器内烟气的流动分布,在此基础上,对导流板及整流格栅进行简化,在保证混合气体进入第一层催化剂前的流向角偏差小于10°,提高了脱硝反应器的性能,进一步优化了SCR反应器的运行。