《安全环境-环保技术》之浅谈电站锅炉烟气脱硝系统喷氨优化调整方法.doc

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1、浅谈电站锅炉烟气脱硝系统喷氨优化调整方法浅谈电站锅炉烟气脱硝系统喷氨优化调整方法摘要新《火电厂大气污染物排放标准》执行对电力行业氮氧化物排放提出了严格的限制，SCR烟气脱硝技术成为火电厂控制氮氧化合物的必然选择，还原剂氨是影响SCR烟气脱硝系统脱硝效率的关键因素，国内许多SCR脱硝装置为电厂后期改造项目，对SCR系统喷氨混合装置进行优化研究具有重要意义，本文提出了新型喷氨混合单元设计思想。设计控制氨逃逸的优化调整方法，根据脱硝系统出口NO分布情况调整喷氨系统，其优化调整后效果有差异，分区控制喷氨格栅

2、技术效果最显著。关键词：燃煤锅炉；烟气脱硝系统；喷氨技术火电厂生产排放的NOx总量不断上升，NOx在烟气中主要以不稳定的NO形式存在，NOx危害很多，会引发空气细粒子污染，与大气中的氧气发生反应生成对人体有害的臭氧。国内已安装脱硝系统燃煤机组有548台，采用选择性催化还原脱硝系统的机组有433台，SCR烟气脱硝技术以其实用性等方面展示出强大优势，在我国火电厂脱硝工程中得到了广泛的应用。SCR脱硝系统运行状况重要依据是脱硝效率，SCR脱硝系统出口的NOx浓度是指标决定性的影响因素。1SCR技术1.1S

3、CR系统布置方式高灰尘布置的反应器位于锅炉省煤器与空气预热器之间，投资运行费用低。催化剂耐高温能力有限，烟气温度过高会缩短催化剂使用寿命，未经处理的烟气中含有大量灰尘，催化剂长期运行于高尘环境会出现中毒现象，灰尘颗粒造成催化剂的堵塞等问题。为减少催化剂的磨损，SCR系统催化剂采用竖直布置，使用蜂窝状催化剂开孔较大，其几何表面积比低飞灰段布置所用催化剂小。高灰布置是经济有效的布置方式。低灰布置反应器位于高温静电除尘器后，次方法的优点是烟气中飞灰含量大幅减少，不易发生催化剂磨损。缺点是需要使用耐高温除尘

4、器，我国电厂没有高温除尘布置形式。低温低灰布置反应器位于除尘器与脱硫系统后，不会造成催化剂堵塞。脱硫系统可大幅降低烟气中的SO2浓度，可以使用高活性催化剂减少催化剂的消耗量。1.2SCR脱硝系统流程SCR脱硝系统是火电厂发电新增的烟气处理环节，老电厂最初不具备脱硝系统，改造脱硝系统首先要解决脱硝系统布置问题，燃气轮机的SCR脱硝系统布置不同，某电厂SCR脱硝系统按照高温飞灰方式布置。高温飞灰布置是目前火电厂最常见的SCR脱硝系统布置工艺，SCR脱硝反应器处于省煤器与空气预热器中间位置，在喷氨栅格部位

5、与经稀释后的氨气相遇，烟气经空气预热器与引风机进入到脱硫系统。液氨是物色的液体，易溶于水，具有一定的腐蚀性，液氨储存系统必须具备极高的可靠性。其构成包括两个液氨卧式储存罐，氨气吹扫系统等。工业生产中氨气制备方法主要有液氨法、尿素法。尿素法安全性高于液氨法，液氨法经济性优于氨水法。电厂采用也案发氨气制备系统，构成主要包括三台蒸气加热水浴式液氨蒸发罐及相应管道。SCR脱硝反应系统是脱硝系统中的关键系统，主要包括稀释风机、两套喷氨格栅、一套吹灰系统。SCR脱硝工艺中发生的反应是催化还原反应，烟气中的NOx

6、与NH3催化剂作用下反应生成无害的N2与H2O。降低烟气中NOx浓度。1.3SCR系统运行特性参数影响SCR系统运行特性的参数主要有温度、还原剂与烟气混合情况、NOx浓度等。NOx还原反应只有在其催化剂有最佳活性温度范围才能维持很高的脱硝率，过高温度会降低催化剂寿命。大多数燃煤电站使用商业催化剂，SCR反应最佳温度范围为250～450℃。停留时间是反应物在反应器中的时间，温度会影响停留时间，停留时间通常按其导数值空速表达，可用反应器体积与烟气流速比值估算空速。还原剂必须与烟气充分均匀混合才能确保与反

7、应物充分结合，氨喷射系统将氨气与空气混合物均匀混入烟气，许多SCR系统将NH3一起喷入烟气防止事故出现。通过对反应器内部流场数值模拟可达到优化氨喷射工况的目的。未完全反应NH3通过反应器进入下游设备使其发生铵盐腐蚀，可采用调节氨的喷入量为SCR系统设计辅助设备方法降低NH3逃逸。NH3逃逸率并非稳定不变，催化剂活性下降时，还原反应特性下降，量化氨逃逸的方法是测量飞灰上的氨浓度。1.4SCR反应器设计优化SCR系统设计中，反应器设计直接影响SCR系统运行特性，反应器设计不佳时，SCR工艺系统运行特性也

8、不理想。反应器设计中主要解决速度分布、飞灰颗粒分布问题。在SCR技术商业化后模拟实验技术被系统工艺商用来模拟SCR反应器内部流场特性，一般将实验台按实际反应器的1/20-1/10缩小，通过对流场优化可以在AIG入口速度分布，最小系统降压，最下化飞灰颗粒在反应器内沉积。所有涉及流体流通、分子运输等现象问题，可借助CFD得到解决。采用计算机数值模拟计算是国内研究者普遍采用的手段，国外很多SCR系统工艺商运用CFD技术对反应器进行数值模拟。对SCR反应器进行数值模拟可以得到