水泥分解炉SNCR脱硝的数值模拟研究

选取吉林某3 200 t/d新型干法水泥生产线为研究对象,使用Ansys-Fluent软件进行仿真数值模拟,在得到分解炉内部热态规律的基础上,探究影响喷氨脱硝效果的因素。实验分别研究了喷氨高度、喷氨速度、喷氨角度、氨氮比、氨水雾化粒径、喷氨深度、喷口数量各因素对脱硝效果的影响。结果表明:优化后的喷氨高度为42 m,喷氨速度为80 m/s,喷氨角度为0°,氨氮比为1.8,氨水雾化粒径为100μm,喷氨深度为750 mm,喷口数量为4个,沿圆周呈90°均匀分布。在此优化工况条件下,可以达到76.89%的脱硝效率。     

小型循环流化床锅炉的选择性非催化还原脱硝工艺改造

为应对日益严峻的环境问题,进一步降低NOx排放浓度,对一台15 t/h循环流化床锅炉进行选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺改造。首先对旋风分离器内的流场进行了模拟,模拟结果表明,烟气在旋风分离器内的速度分布呈现出较好的对称性,能够为SNCR脱硝过程提供良好的混合及反应条件。在此基础上,根据锅炉结构特征和实际运行情况,为锅炉设计并安装脱硝系统。经过调试,SNCR脱硝系统运行稳定,经济性良好。锅炉高温烟道和尾部烟道内烟气中的NO_x浓度分别降低了54.9%和44.9%,NOx排放浓度和氨逃逸量均远低于相关标准的限值。     

肇庆某水泥有限公司烟气脱硝工程的环境影响分析

为符合中华人民共和国工业和信息化部公告(工原[2010]第127号)《水泥行业准入条件》、《关于水泥工业节能减排的指导意见》以及《广东省环境保护厅关于新型干法水泥降氮脱硝设施环保验收有关问题的通知》(粤环函[2012]1272号)等文件要求,肇庆某水泥有限公司成功应用SNCR脱硝技术,在适宜的温度条件下,在分解炉中定量喷入氨水溶液,使烟气中的NOx还原为氮气和水,实现脱硝目的。该文以该公司烟气脱硝工程为例,通过对烟气脱硝工程工作原理、工艺流程、环境影响进行分析,论述水泥行业烟气脱硝工程减排氮氧化物效果以及对环境的影响程度。     

循环流化床锅炉掺烧煤泥比例分析

对江苏省某热电厂75 t/h循环流化床锅炉掺烧煤泥现状进行分析与研究,通过大量掺烧煤泥对循环流化床锅炉的炉效工作点进行技术性分析,找出掺烧煤泥的最佳比例,科学的有效的降低企业运行成本.     

大气压非平衡等离子体注入烟气脱硝研究

为改进羟基自由基烟气脱硝效率,采用强电离电场放电方法制取高浓度羟基自由基,并直接注入烟气中氧化NOx生成硝酸,整个过程无催化剂、吸收剂.研究了·OH注入量和气体温度的变化对脱硝率的影响.结果表明,NO及NOx的脱除率随·OH注入量的增大明显上升,烟气温度为70℃,流量1.2 m3/h,NO被完全脱除,NOx脱除率可达92%以上.温度是影响脱硝率的主要因素之一,温度每升高10℃,NOx脱除率降低约13.3%.在一定范围内,NOx初始浓度对于脱硝率影响甚微.     

污泥掺烧对燃煤电站锅炉热效率的影响

研究高效、节能的污泥处理技术对环境保护有重要意义.通过热力计算详细分析了420 t/h的燃煤锅炉掺烧含水率为20%的干化污泥时,不同污泥掺烧比例对燃煤电站锅炉排烟温度、排烟热损失和锅炉热效率等参数的影响.结果表明,当掺烧比由0增加至10%时,锅炉排烟温度从1 109.5℃上升到1 125.8℃、空气预热器出口烟温从145℃上升到168℃、减温水量从11 t/h增加到26 t/h、热效率从90.6%下降到88.2%、燃煤量从69 900 t/h减少到67 830 t/h.     

分解炉结构参数的优化设计研究

针对水泥生产中分解炉的结构参数优化设计问题,提出了一种利用分解炉虚拟样机结合神经网络、遗传算法及正交设计的方法,详细研究了它们之间的逻辑联系和在整体优化设计框架中的作用,同时以水泥生产中常见的双喷腾分解炉为例,对其结构参数进行了优化设计研究,给出了优化结果.该方法不仅建立了一套较为完备的分解炉系统仿真和分析的理论体系,为分解炉进一步的开发和设计提供了有利的工具,同时也为工程设计人员提供了一种优化思路.     

城市污泥与煤混烧过程中Nox和N2O的排放特性

在热输入为0.2 MW的循环流化床试验台上进行了城市污泥与煤的混烧试验,着重研究了污泥/煤掺混质量比、空气过剩系数、二次风率等因素对NOx及N2O排放的影响.研究表明,随着污泥掺烧比例的增大,流化床密相区和稀相区的温度明显下降,烟气中NO和NO2的质量浓度均呈下降趋势,而N2O的质量浓度则明显上升;随着空气过剩系数的增加,NOx和N2O的排放质量浓度均呈增加趋势;在空气过剩系数保持不变的条件下,随着二次风率的增加,密相区的还原性气氛增强,NOx和N2O的排放质量浓度呈下降趋势.     

75t/h旋风炉低氮脱硝改造

针对南通醋酸纤维有限公司75t/h旋风炉NOx排放浓度较高的问题,采用低氮燃烧、以尿素为还原剂的SCR选择性催化还原法对锅炉进行脱硝改造。分析了NOx浓度的主要影响因素,并提出运行时的控制策略。讨论了锅炉因脱硝改造出现的二次室结焦、积灰严重等现象,并提出了改进措施。     

基于流场诊断的燃煤电站SCR系统喷氨优化及试验验证

为实现SCR系统的安全高效运行,采用CFD数值模拟技术开展660 MW燃煤电站SCR系统流场优化.根据喷氨格栅前烟气流动特性解析喷氨支管阀门权重,基于权重阀开展喷氨优化研究.分析了优化前后首层催化剂入口截面烟气速度/浓度分布特性,搭建冷态模化试验装置对数值模拟研究结果进行验证.研究结果表明:导流板合理优化布置可有效改善流场分布的均匀性,速度标准偏差可相对减少约71.30%;基于权重阀优化喷氨使喷氨特性与烟气流动特性匹配良好,改善了浓度分布的均匀性,浓度标准偏差相对减少约24.95%;冷态模化试验值与数值模拟值吻合良好,两者偏差仅为3.08%;流场/权重阀喷氨优化协同作用能够最大限度提升燃煤电站SCR系统的工作性能.     

涡耗散模型和混合分数模型模拟锅炉煤粉掺烧污泥过程的适应性

分别使用组分输运涡耗散模型(EDM)和混合分数PDF模型,对1台100 MW四角切圆锅炉燃烧煤粉和掺烧污泥时,进行炉内流动、燃烧和污染物NOx排放数值模拟研究。研究结果表明:2种模型均能较好地模拟单煤燃烧时炉膛内部温度场和速度场;模拟烟气组分O2和CO2体积分数相接近,均较符合实际情况;EDM方法能较好地模拟水分吸热对炉膛燃烧的影响,在锅炉掺烧不同含水率污泥的燃烧数值模拟方面相比PDF模型更加合理;对比实际锅炉掺烧含水率为56%的不同配比污泥,模拟结果与现场试验结果相符,表明EDM能合理地模拟不同比例的高水分污泥的掺混燃烧。     

基于氨逃逸的SCR系统喷氨优化设计

随着经济不断发展,国家对环境的保护政策要求逐年提高,有些省市甚至把氨逃逸浓度作为考核条款,因此对脱硝系统进行优化调整越发重要。选择性催化还原法(SCR)的烟气脱硝技术具有高脱硝率、低氨气逃逸率的特点,已成为应用最广的技术。该文根据SCR的脱硝反应原理,分析出影响脱硝的因素,为脱硝反应器内喷氨的优化调整提供对策,从而有效地减少氨气的逃逸率。     

小型循环流化床锅炉的SNCR脱硝工艺改造

为应对日益严峻的环境问题,进一步降低NO_x排放浓度,对一台15 t/h循环流化床锅炉进行SNCR脱硝工艺改造。首先对旋风分离器内的流场进行了模拟,模拟结果表明,烟气在旋风分离器内的速度分布呈现出较好的对称性,能够为SNCR脱硝过程提供良好的混合及反应条件。在此基础上,根据锅炉结构特征和实际运行情况,为锅炉设计并安装脱硝系统。经过调试,SNCR脱硝系统运行稳定,经济性良好。锅炉高温烟道和尾部烟道内烟气中的NO_x浓度分别降低了54.9%和44.9%,NO_x排放浓度和氨逃逸量均远低于相关标准的限值。     

等离子体氧化NO耦合湿式氨法同时脱硫脱硝试验研究

为提高燃煤烟气同时脱硫脱硝工艺中的脱硝效率,将等离子体氧化技术应用到湿式氨法脱硫工艺中,建立了等离子体氧化NO耦合湿式氨法的脱硫脱硝试验装置.考察了液气比、氨水浓度、烟气流量、烟气温度、NO初始浓度、SO2初始浓度等工艺参数对同时脱硫脱硝性能的影响.试验结果表明:提高液气比、增加氨水浓度、减少烟气流量、降低烟气温度、减小NO和SO2初始浓度都可以提高脱硝效率,而试验范围内工艺参数对脱硫效率的影响几乎可以忽略;当液气比为10 L/m3、氨水浓度为4 mol/L、烟气流量为10 m3/h、烟气温度为85℃、NO初始浓度为3.5×10-4、SO2初始浓度为1.0×10-3时,该试验装置的脱硫效率和脱硝效率分别为99.6%和69.4%.     

净化NOX生物膜填料塔的微生物分析

使用生物膜填料塔净化烟气中的NOx.实验结果表明,循环液pH、循环液流量、NOx气体进口浓度、气体流量对生物膜填料塔的NOx净化效率和生化去除量有显著影响.在NOx进口气体浓度为900mg/m3、气体流量为0.2m3/h、循环液pH为6.0、循环液流量为10L/h的最佳操作条件下,生物膜填料塔可以脱除烟气中80%左右的NOx.生物膜微生物的优势种为少动鞘氨醇单胞菌,通过平板计数法得到的生物膜最大活菌数为1.455×107CFU/g.     

双进双出型SCR脱硝反应器内导流板设计和数值模拟优化

为了优化某燃煤电厂215 MW锅炉的双进双出型选择性催化还原(SCR)烟气脱硝系统内流场与浓度场,提高脱硝系统的脱硝效率,应用计算流体力学方法对脱硝系统内流场与浓度场进行数值模拟。分别采用k-ε双方程模型和物质组分输运方程模型计算了烟气的湍流流动与氨浓度场分布,研究了原设计方案下脱硝系统内流场和浓度场分布规律,通过优化导流板结构与布置对脱硝系统进行了结构优化。研究结果表明,原设计方案中无导流板情况下,反应器内流场和氨浓度场分布严重不均;优化后,脱硝系统内第一层催化剂入口处烟气速度偏差与氨浓度偏差分别为6.86%和4.62%。     

钙基颗粒对分解炉内选择性非催化还原法脱硝影响的研究进展

水泥生产产生大量氮氧化物,对空气污染排放治理有很大的影响。在中国水泥生产线普遍采用选择性非催化还原脱销技术(selective non-catalytic reduction,SNCR),可以用氨水、尿素等其他还原剂,NO_x被SNCR脱硝技术还原成N_2和H_2O。SNCR在电站锅炉已运用成熟,可是在水泥窑炉运用效果一般,脱硝率较低,液体还原剂大量消耗,并出现氨水逃逸等问题,表明在水泥窑炉SNCR烟气脱硝过程比电站锅炉更加复杂。因此,为了将SNCR脱硝技术更好地应用到水泥窑的分解炉,使其NO_x的排放得到有效的控制,对近年来中外水泥生料的主要成分高浓度的钙基颗粒对水泥窑分解炉中SNCR脱硝技术的影响,以及NH_3在分解炉内氧化还原NO_x的作用途径进行总结,为SNCR在水泥窑的有效发挥提供新的改进思路。     

燃煤电站SCR系统AIG喷氨调整优化效果分析

近年来国家颁布了更加严苛的大气污染排放标准,对此SCR技术已成为主流的烟气脱硝技术,然而SCR系统在实际运行中容易产生较大的氨逃逸,从而导致一系列的运行问题。本文从SCR系统的机理出发,提出了通过喷氨优化调整降低系统氨逃逸的运行调整方式,投运效果良好。     

喷旋管道式分解炉内燃烧、分解过程的CFD模拟

针对水泥分解炉内煤粉燃烧、生料颗粒分解过程共存的特点，提出了相应的计算模型与方法，以CFX4为基础。采用用户软件，二次开发出模拟该现象的工程计算软件，并以工业化中实际使用的5500t／d的喷旋管道分解炉为对象，计算分析了炉内的煤粉燃烧、生料分解率在空间上的变化规律。探讨了炉内的湍流速度场及高温火焰燃烧区域、空气组分、颗粒体积浓度等的空间分布特征，指出了进一步优化的方向。     

燃煤烟气中喷氨脱硝对氧化亚氮(N_2O)生成的影响

实验研究发现,喷氨脱硝过程中是否会产生大量的N_2O,在很大程度上取决于喷氨处的烟气的成分,氧化性气氛有利于N_2O的产生.对喷氨脱硝的均相化学反应过程进行的动力学模拟表明,在混合良好的还原性烟气中喷入氨气不会导致N_2O排放量大幅度增加,但如果喷入的氨气与烟气和空气混合不良,或者烟气中存在由NH_3转化的氰基成分,那么N_2O的排放量会有所增加.