資源描述:
《《安全環(huán)境-環(huán)保技術(shù)》之淺談電站鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化調(diào)整方法.doc》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、淺談電站鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化調(diào)整方法淺談電站鍋爐煙氣脫硝系統(tǒng)噴氨優(yōu)化調(diào)整方法摘要新《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行對(duì)電力行業(yè)氮氧化物排放提出了嚴(yán)格的限制,SCR煙氣脫硝技術(shù)成為火電廠控制氮氧化合物的必然選擇,還原劑氨是影響SCR煙氣脫硝系統(tǒng)脫硝效率的關(guān)鍵因素,國(guó)內(nèi)許多SCR脫硝裝置為電廠后期改造項(xiàng)目,對(duì)SCR系統(tǒng)噴氨混合裝置進(jìn)行優(yōu)化研究具有重要意義,本文提出了新型噴氨混合單元設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)控制氨逃逸的優(yōu)化調(diào)整方法,根據(jù)脫硝系統(tǒng)出口NO分布情況調(diào)整噴氨系統(tǒng),其優(yōu)化調(diào)整后效果有差異,分區(qū)控制噴氨格柵
2、技術(shù)效果最顯著。關(guān)鍵詞:燃煤鍋爐;煙氣脫硝系統(tǒng);噴氨技術(shù)火電廠生產(chǎn)排放的NOx總量不斷上升,NOx在煙氣中主要以不穩(wěn)定的NO形式存在,NOx危害很多,會(huì)引發(fā)空氣細(xì)粒子污染,與大氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成對(duì)人體有害的臭氧。國(guó)內(nèi)已安裝脫硝系統(tǒng)燃煤機(jī)組有548臺(tái),采用選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)的機(jī)組有433臺(tái),SCR煙氣脫硝技術(shù)以其實(shí)用性等方面展示出強(qiáng)大優(yōu)勢(shì),在我國(guó)火電廠脫硝工程中得到了廣泛的應(yīng)用。SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行狀況重要依據(jù)是脫硝效率,SCR脫硝系統(tǒng)出口的NOx濃度是指標(biāo)決定性的影響因素。1SCR技術(shù)1.1S
3、CR系統(tǒng)布置方式高灰塵布置的反應(yīng)器位于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間,投資運(yùn)行費(fèi)用低。催化劑耐高溫能力有限,煙氣溫度過高會(huì)縮短催化劑使用壽命,未經(jīng)處理的煙氣中含有大量灰塵,催化劑長(zhǎng)期運(yùn)行于高塵環(huán)境會(huì)出現(xiàn)中毒現(xiàn)象,灰塵顆粒造成催化劑的堵塞等問題。為減少催化劑的磨損,SCR系統(tǒng)催化劑采用豎直布置,使用蜂窩狀催化劑開孔較大,其幾何表面積比低飛灰段布置所用催化劑小。高灰布置是經(jīng)濟(jì)有效的布置方式。低灰布置反應(yīng)器位于高溫靜電除塵器后,次方法的優(yōu)點(diǎn)是煙氣中飛灰含量大幅減少,不易發(fā)生催化劑磨損。缺點(diǎn)是需要使用耐高溫除塵
4、器,我國(guó)電廠沒有高溫除塵布置形式。低溫低灰布置反應(yīng)器位于除塵器與脫硫系統(tǒng)后,不會(huì)造成催化劑堵塞。脫硫系統(tǒng)可大幅降低煙氣中的SO2濃度,可以使用高活性催化劑減少催化劑的消耗量。1.2SCR脫硝系統(tǒng)流程SCR脫硝系統(tǒng)是火電廠發(fā)電新增的煙氣處理環(huán)節(jié),老電廠最初不具備脫硝系統(tǒng),改造脫硝系統(tǒng)首先要解決脫硝系統(tǒng)布置問題,燃?xì)廨啓C(jī)的SCR脫硝系統(tǒng)布置不同,某電廠SCR脫硝系統(tǒng)按照高溫飛灰方式布置。高溫飛灰布置是目前火電廠最常見的SCR脫硝系統(tǒng)布置工藝,SCR脫硝反應(yīng)器處于省煤器與空氣預(yù)熱器中間位置,在噴氨柵格部位
5、與經(jīng)稀釋后的氨氣相遇,煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器與引風(fēng)機(jī)進(jìn)入到脫硫系統(tǒng)。液氨是物色的液體,易溶于水,具有一定的腐蝕性,液氨儲(chǔ)存系統(tǒng)必須具備極高的可靠性。其構(gòu)成包括兩個(gè)液氨臥式儲(chǔ)存罐,氨氣吹掃系統(tǒng)等。工業(yè)生產(chǎn)中氨氣制備方法主要有液氨法、尿素法。尿素法安全性高于液氨法,液氨法經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于氨水法。電廠采用也案發(fā)氨氣制備系統(tǒng),構(gòu)成主要包括三臺(tái)蒸氣加熱水浴式液氨蒸發(fā)罐及相應(yīng)管道。SCR脫硝反應(yīng)系統(tǒng)是脫硝系統(tǒng)中的關(guān)鍵系統(tǒng),主要包括稀釋風(fēng)機(jī)、兩套噴氨格柵、一套吹灰系統(tǒng)。SCR脫硝工藝中發(fā)生的反應(yīng)是催化還原反應(yīng),煙氣中的NOx
6、與NH3催化劑作用下反應(yīng)生成無害的N2與H2O。降低煙氣中NOx濃度。1.3SCR系統(tǒng)運(yùn)行特性參數(shù)影響SCR系統(tǒng)運(yùn)行特性的參數(shù)主要有溫度、還原劑與煙氣混合情況、NOx濃度等。NOx還原反應(yīng)只有在其催化劑有最佳活性溫度范圍才能維持很高的脫硝率,過高溫度會(huì)降低催化劑壽命。大多數(shù)燃煤電站使用商業(yè)催化劑,SCR反應(yīng)最佳溫度范圍為250~450℃。停留時(shí)間是反應(yīng)物在反應(yīng)器中的時(shí)間,溫度會(huì)影響停留時(shí)間,停留時(shí)間通常按其導(dǎo)數(shù)值空速表達(dá),可用反應(yīng)器體積與煙氣流速比值估算空速。還原劑必須與煙氣充分均勻混合才能確保與反
7、應(yīng)物充分結(jié)合,氨噴射系統(tǒng)將氨氣與空氣混合物均勻混入煙氣,許多SCR系統(tǒng)將NH3一起噴入煙氣防止事故出現(xiàn)。通過對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬可達(dá)到優(yōu)化氨噴射工況的目的。未完全反應(yīng)NH3通過反應(yīng)器進(jìn)入下游設(shè)備使其發(fā)生銨鹽腐蝕,可采用調(diào)節(jié)氨的噴入量為SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)輔助設(shè)備方法降低NH3逃逸。NH3逃逸率并非穩(wěn)定不變,催化劑活性下降時(shí),還原反應(yīng)特性下降,量化氨逃逸的方法是測(cè)量飛灰上的氨濃度。1.4SCR反應(yīng)器設(shè)計(jì)優(yōu)化SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,反應(yīng)器設(shè)計(jì)直接影響SCR系統(tǒng)運(yùn)行特性,反應(yīng)器設(shè)計(jì)不佳時(shí),SCR工藝系統(tǒng)運(yùn)行特性也
8、不理想。反應(yīng)器設(shè)計(jì)中主要解決速度分布、飛灰顆粒分布問題。在SCR技術(shù)商業(yè)化后模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)被系統(tǒng)工藝商用來模擬SCR反應(yīng)器內(nèi)部流場(chǎng)特性,一般將實(shí)驗(yàn)臺(tái)按實(shí)際反應(yīng)器的1/20-1/10縮小,通過對(duì)流場(chǎng)優(yōu)化可以在AIG入口速度分布,最小系統(tǒng)降壓,最下化飛灰顆粒在反應(yīng)器內(nèi)沉積。所有涉及流體流通、分子運(yùn)輸?shù)痊F(xiàn)象問題,可借助CFD得到解決。采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算是國(guó)內(nèi)研究者普遍采用的手段,國(guó)外很多SCR系統(tǒng)工藝商運(yùn)用CFD技術(shù)對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行數(shù)值模擬。對(duì)SCR反應(yīng)器進(jìn)行數(shù)值模擬可以得到