無(wú)組織排放脫硝解決方案

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-11-01

    根據(jù)流場(chǎng)計(jì)算及實(shí)測(cè)煙氣在旋風(fēng)分離器內(nèi)平均停留時(shí)間將大致大于1S,而旋風(fēng)分離器內(nèi)溫度基本不變化,還原劑在合適溫度區(qū)間內(nèi)停留時(shí)間將超過(guò)1S,超過(guò)比較好反應(yīng)停留時(shí)間,已經(jīng)足夠讓其充分反應(yīng)。除了需要反應(yīng)時(shí)間外,還需要脫硝還原劑與煙氣的充分混合。CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器中,氣流的流場(chǎng)比較復(fù)雜,有分離器入口的轉(zhuǎn)向和加速、主氣流沿著分離器內(nèi)壁的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向等。隨著固相的分離,氣體也貼壁旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)過(guò)程中有回流區(qū)形成、為氣相的擴(kuò)散和混合創(chuàng)造了非常好的條件。氣相在旋風(fēng)分離器中的強(qiáng)烈混合,對(duì)噴氨脫硝反應(yīng)非常有利。在CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器內(nèi),還原劑與煙氣將得到非常好的混合,有利于提高脫硝效率。根據(jù)SNCR法的NOx脫除效率影響因素,從利于提高脫硝效率方面考慮,還原劑噴射點(diǎn)選擇在為旋風(fēng)分離器入口。綜合上述:采用SNCR脫硝技術(shù),對(duì)該項(xiàng)目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小,不影響機(jī)組運(yùn)行的安全,不需要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)備改造;SNCR脫硝技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)相比,具有工程實(shí)施較為簡(jiǎn)單易行,投資及運(yùn)行成本低,占地面積少,建設(shè)工期短;該項(xiàng)目CFB鍋爐機(jī)組滿負(fù)荷燃用褐煤時(shí),原始NOx排放濃度比較高約為240mg/Nm3。脫硝設(shè)備宜采用不銹鋼材質(zhì),也可以使用PP、PE等高分子材料;無(wú)組織排放脫硝解決方案

    NH3泄漏是SNCR脫硝技術(shù)的基本工藝參數(shù),應(yīng)該持續(xù)監(jiān)測(cè)工藝優(yōu)化。原位測(cè)量原理**適合這種監(jiān)測(cè)任務(wù),因?yàn)樗梢詫?shí)時(shí)提供測(cè)量數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)(如LDS6原位激光氣體分析儀)。它直接安裝在過(guò)程氣流中,并提供快速準(zhǔn)確的NH3逃逸濃度數(shù)據(jù)。本文研究介紹了SNCR脫硝技術(shù)的缺陷,并提出了相應(yīng)的解決措施。燃料燃燒過(guò)程會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的排放物,尤其是二氧化碳(CO2),二氧化硫(SO2),一氧化氮(NOx)和粉塵。對(duì)于煙氣脫硝,除了優(yōu)化空氣供應(yīng)的特殊爐子等前端主要措施外,還采用后端措施,以減量工藝為基礎(chǔ)。SNCR脫硝技術(shù)是一種重要的脫硝方式,但其自身也存在一些缺陷。通過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的研究,可以進(jìn)一步完善SNCR脫硝技術(shù),提高脫硝效果。選擇性非催化還原(SNCR)是一種減少傳統(tǒng)發(fā)電廠燃燒生物質(zhì)、廢物和煤炭的氮氧化物排放的方法。該工藝包括將氨或尿素注入鍋爐的燃燒室,在煙氣溫度介于760和1,090℃(1,400和2,000?H)之間的地方與燃燒過(guò)程中形成的氮氧化物反應(yīng)。所產(chǎn)生的化學(xué)氧化還原反應(yīng)產(chǎn)物是分子氮(N2),二氧化碳(CO2)和水(H2O)。尿素(NH2CONH2)比更危險(xiǎn)的氨(NH3)更容易處理和儲(chǔ)存。在這個(gè)過(guò)程中,它像氨一樣反應(yīng):NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2減少發(fā)生根據(jù)?;S脫硝批發(fā)脫硝是指用還原劑將空氣中的NOX還原為N2和水的過(guò)程;

    4影響脫硝效果的主要因素在SNCR工藝中,**主要的是爐膛上噴入點(diǎn)的選取,即窗口溫度的選擇。對(duì)于尿素來(lái)說(shuō)理想的溫度范圍是800-1150℃,溫度高,還原劑被氧化成NOx,煙氣中的NOx含量不減少反而增加;溫度低,反應(yīng)不充分,造成還原劑流失,對(duì)下游設(shè)備產(chǎn)生不利的影響甚至造成新的污染。根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)狀況和e6cbb882-61af-4f34-aafb-fda內(nèi)溫度場(chǎng)、煙氣流場(chǎng)情況,采用CFD以及CKM模擬相結(jié)合技術(shù)。任何反應(yīng)都需要時(shí)間,所以還原劑必須和NOx在合適的溫度區(qū)域內(nèi)有足夠停留時(shí)間,這樣才能保證煙氣中的NOx還原率。停留時(shí)間指的是反應(yīng)物在爐膛上部對(duì)流區(qū)內(nèi)的存在時(shí)間,SNCR的所有步驟必須在這里完成。這些步驟包括:注入的尿素和煙氣的混合、水分的蒸發(fā)、尿素分解成氨、NH3分解成NH2和一些自由基、NOx的還原反應(yīng)。加大停留時(shí)間有利于質(zhì)量的輸運(yùn)和化學(xué)反應(yīng),從而提高了反應(yīng)率。摩爾比的確定是由想得到的還原效率決定的。根據(jù)基本的化學(xué)反應(yīng)方程式,還原2mol的NOx需要1mol的尿素或者2mol的氨。在實(shí)際中,需要注入比理論更多的還原劑以達(dá)到所需要的還原水平。因?yàn)榘钡牡南纳婕暗竭\(yùn)行的費(fèi)用問(wèn)題,所以所選用的摩爾比一般為臨界值,NH3/NOx摩爾比一般控制在~,**大不要超過(guò)。

    Cu-Mn/ZSM-5、Cu-Mn/SAPO-34催化劑在200℃下的NOx轉(zhuǎn)化率分別達(dá)到65%、90%。其他負(fù)載邢帥等采用經(jīng)硝酸氧化處理后的椰殼活性炭作載體并負(fù)載含SiO2的復(fù)合氧化物作為低溫SCR脫硝催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,經(jīng)硝酸處理后的椰殼活性炭表面含氧基團(tuán)增加,提高了對(duì)NH3和NO的吸附容量。Li等采用溶膠-凝膠法制備了坡縷石(Pal)負(fù)載的鈣鈦礦型LaFe1-xNixO3(x=~)納米復(fù)合材料,同時(shí)研究了Ni的摻雜量在可見光情況下對(duì)NOx轉(zhuǎn)化的影響。結(jié)果表明,當(dāng)x=,LaFe1-xNixO3的脫硝性能隨著Ni含量的變化而變化;在150~250℃的溫度區(qū)間內(nèi),脫硝率能達(dá)到90%及以上。2低溫SCR脫硝反應(yīng)機(jī)理目前涉及低溫SCR脫硝反應(yīng)機(jī)理的理論大概有2種:一種是認(rèn)為以NH3為還原劑的SCR反應(yīng)機(jī)理遵從Langmuir-Hinshelwood機(jī)理;另一種觀點(diǎn)認(rèn)為該反應(yīng)遵從Eley-Rideal機(jī)理。李金虎通過(guò)非均相沉淀法以凹凸棒石為載體負(fù)載錳氧化物制備了復(fù)合催化劑MnOx/PG。對(duì)凹凸棒石和MnOx/PG催化劑進(jìn)行NH3、NO程序升溫吸附脫附實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MnOx/PG催化劑對(duì)NH3的吸附主要是凹凸棒石的作用,進(jìn)入凹凸棒石孔道的NH3與結(jié)晶水形成H鍵被吸附。MnOx是催化劑的活性中心,SCR脫硝機(jī)理符合E-R機(jī)理。Liu制備了WOx/Fe2O3低溫SCR脫硝催化劑。一般采用氨水、液氨、尿素、臭氧等作為還原劑;

    使液滴更容易穿透爐膛進(jìn)入煙氣流。(NSR)氨氮摩爾比NSR即反應(yīng)中氨與NO的摩爾比值,按照SNCR反應(yīng)式,還原1molNO需要1mol氨或。但實(shí)際運(yùn)行中噴入還原劑的量要比此值高,根據(jù)脫硝實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)NSR小于,NOx的脫除效率會(huì)隨著NSR值的增加而***增加,同時(shí)有效溫度區(qū)域范圍會(huì)擴(kuò)大。但是當(dāng)NSR大于,隨著NSR值的逐漸提升,NOx的脫除效率增加并不明顯,NSR過(guò)大則會(huì)引起氨逃逸量增大,氨耗量升高。為提高脫硝效率、減少氨耗量和降低氨逃逸,SNCR的NSR值一般控制在。4、工程應(yīng)用實(shí)例以某熱電廠490t/h循環(huán)流化床鍋爐實(shí)際運(yùn)用情況為例,該發(fā)電機(jī)組采用氨水SNCR脫硝裝置,在左右旋風(fēng)分離器位置各設(shè)置從上到下4層噴射裝置,每層內(nèi)外側(cè)各1套噴射裝置,共16套噴射裝置。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后,業(yè)主反饋脫硝效率降低、氨耗量增加和氨逃逸提高等一系列問(wèn)題。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)分析,對(duì)SNCR脫硝進(jìn)行如下性能優(yōu)化調(diào)試:1)控制燃燒溫度,調(diào)節(jié)旋風(fēng)分離器入口煙溫為920-950℃;2)檢查噴槍的霧化效果(適當(dāng)提升霧化氣體壓力)、清理噴嘴的堵塞、更換磨損噴嘴以及調(diào)整噴槍的插入深度(噴槍噴嘴與外管向爐外微縮數(shù)毫米)。3)檢查氨水濃度和配比溶度,控制氨氮摩爾比在;4)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)比較。脫硝工程應(yīng)建立在窯爐的低氮燃燒基礎(chǔ)上;焚燒爐脫硝圖片

脫硝系統(tǒng)使用的壓縮空氣的壓力和流量應(yīng)得到控制;無(wú)組織排放脫硝解決方案

    通過(guò)高效低氮燃燒技術(shù)配合SNCR技術(shù)或SNCR/SCR聯(lián)合技術(shù)進(jìn)行脫硝已經(jīng)成為主流。雖然目前燃煤工業(yè)爐窯NOx的減排效果十分***,但是過(guò)分追求脫硝效率,容易增加氨耗量,進(jìn)而引發(fā)氨逃逸,造成二次污染及腐蝕設(shè)備等問(wèn)題。2、SNCR脫硝技術(shù)簡(jiǎn)介SNCR脫硝工藝是在不使用催化劑的條件下,將含有氨基的還原劑如液氨、氨水或尿素稀溶液等噴入爐膛溫度為850-1100℃的區(qū)域,還原劑迅速熱分解出NH3,再與煙氣中的NOx進(jìn)行選擇性氧化還原反應(yīng),生成無(wú)害的N2和H2O等氣體。由于整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中未使用催化劑,因此稱之為選擇性非催化還原脫硝技術(shù)。以氨為還原劑的主要反應(yīng)式為:4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O;4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O;采用尿素作為還原劑的主要化學(xué)反應(yīng)為:CO(NH2)2+H2O=2NH3+CO2;4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O;4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O;SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過(guò)程包括下面四個(gè)工藝步驟:1)接收和儲(chǔ)存還原劑;2)還原劑的計(jì)量輸出、與水或空氣混合稀釋;3)在爐膛合適位置噴入稀釋后的還原劑;4)還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)。3、SNCR脫硝技術(shù)氨耗量和氨逃逸的影響分析及對(duì)策在脫硝反應(yīng)過(guò)程中煙氣中存在著沒(méi)有參與反應(yīng)的氨通過(guò)反應(yīng)器排放到煙氣中的現(xiàn)象叫氨逃逸。無(wú)組織排放脫硝解決方案

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