热电厂锅炉生物钙烟气脱硝技术实践与应用

热电厂锅炉生物钙烟气脱硝技术实践与应用
摘要:无菌车间随着化石燃料的枯竭,传统的煤、石油和天然气等燃料锅炉已经不足以满足现代工业工厂的需求。加之目前我国对于环境污染控制问题的重视,因此,清洁可再生能源的开发备受世界各国的关注。生物质作为一种清洁可在生能源,具有环境友好和能量利用率高等优点成为关注焦点,目前我国的生物质能的资源主要有秸秆、木质残余物、禽畜粪便和能源作物等。生物质能是生物通过光合作用将获得的太阳能转化为化学能并储存在生物质中的能量,来源于植物的光合作用,其燃烧产生的二氧化碳和吸收的二氧化碳基本相等,因此实现了碳的零排放。但生物质和传统的煤、石油、天然气等化石燃料一样,燃烧排放烟气中的污染物中氮氧化物的含量高,造成了雾霾、酸雨等严重的环境污染问题,因此,在高效的利用生物质燃料的同时,还需关注排放的污染问题。
水稻田关键词:热电厂;锅炉;生物钙烟气脱硝;实践应用;
复方川羚定喘胶囊引言
我国为煤炭生产大国,其煤炭消费量也位居世界第一,而伴随当前国内工业快速发展步伐,
工业生产污染问题日趋严重。例如,在电厂发电过程中就会排放出大量SO2和NOx,它们都是目前火力发电中工业污染的重要来源。为有效减少工业污染,深度研究电厂锅炉的脱硫脱硝技术是颇有必要的,这对我国社会经济长期可持续发展也具有重要意义。
1SCR脱硝工艺
环保润滑油选择性催化还原法是目前世界上最为成熟的脱硝工艺,广泛应用于脱硝效率要求高(大于90%)的工程项目中,SCR脱硝技术的反应原理是在有氧状况与合适的温度范围内,通过催化剂使烟气中的NOx与NH3发生反应,生成N2与H2O,从而达到除去烟气中的NOx的目的,其基本反应方程式为:
SCR脱硝技术的基本工作流程是在锅炉适当位置喷入还原剂(NH3),还原剂与烟气均匀混合后通过一个由催化剂填充的脱氮反应器,反应器中的催化剂分上下多层(一般为2~4层)有序放置。在催化剂作用下,NOx和NH3发生还原反应,生成N2和H2O。SCR反应温度为300~400℃,催化剂一般选用以TiO2为基体的V2O5/WO3混合物。在一般情况下脱硝效率超过80%。
2低NOx燃烧器
低NOx燃烧器技术原理是燃料通过燃烧器进入炉膛燃烧,通过控制燃烧器的结构和工艺参数,控制NOx的排放和提高锅炉燃烧效率。低NOx燃烧器一般应用于煤粉炉中,煤粉燃烧所需的空气都是通过燃烧器送入炉膛。煤粉炉低NOx燃烧器主要有两种:阶段燃烧型和浓淡分离型。阶段燃烧型是通过延迟一、二次风混合时间,分阶段送入炉膛燃烧,其原理和空气分级燃烧降低NOx排放类似。浓淡分离型是利用燃烧器将煤粉分离,一部分作过浓燃烧,一部分作过淡燃烧,但整体空气量不变,两部分都处于偏离化学当量比下燃烧,降低NOx生成。鉴于生物质燃烧NOx排放高的问题,以煤粉低NOx燃烧器为基础,对低NOx生物质粉体燃烧器开展研究,结构包括生物质给料系统、空气系统、预热系统、燃烧系统等,研究表明:A型燃烧器室温为800℃,过剩空气系数为1.2,一次风/二次风比为60:40时,NOx排放浓度低且燃烧效率高。设计了一种空气分级耦合烟气再循环燃烧器,测试发现这种燃烧器能降低NOx排放在150mg/m3。生物质低NOx燃烧器技术安全性和可靠性差,着火不稳定、负荷调节能力弱和接渣严重等不足,很少在工业锅炉中单独使用,因此开发一种安全、高效和低NOx排放的生物质燃烧器具有很大实际意义。
3烟温提升技术
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1)省煤器分割。省煤器分割的工作原理是,将锅炉省煤器的受热面分为二级,一级布置于SCR装置前,一级布置于SCR装置后,从而减少了SCR脱硝前烟气的换热量,达到了烟气升温的目的。但是,由于需保证在满负荷时,进入脱硝系统的烟气温度不高于催化剂能承受的最高温度(约420℃),一级、二级换热比例受到了限制,烟气温度提升能力受到限制,在负荷较低时仍可能存在烟气不能满足SCR脱硝需求的情况。2)尾部烟道加热在部分燃气来源丰富电厂,在省煤器出口处增设燃气加热装置,利用天然气燃烧热量对省煤器出口烟气进行加热。采用该技术可以有效地提高省煤器出口烟气温度,但同时也存在以下3个问题:a)投加了天然气会增加脱硝系统的运行费用;b)在天然气燃烧不完全的情况下,CH4会对后续的CEMS(Continuous Emis-sion Monitoring System,烟气排放连续监测系统)传感器产生影响,影响脱硫、除尘系统的正常运行;c)可能会带来流场性能、温度分布不均等问题,从而影响系统的脱硝效率。
4B-SNCR脱硝工艺B-SNCR
脱硝工艺是一项新型的烟气脱硝技术,其脱硝原理为:生物质脱硝剂在烟气的温度区间为730~950℃时与烟气混合,在高温和钙离子的催化作用下快速分解,产生大量高活性自由
还原基团,并与NOx发生还原反应,生成N2、CO2和H2O,不存在其他副反应,正常运行时,其脱硝效率最高可达85%。该工艺系统简单,投资低、脱硝效率高;没有液氨或氨水运输、储存等安全问题;脱硝温度范围宽(730~950℃)、效率高、整个过程最终产物只有N2、CO2、H2O,不会造成二次污染;专有脱硝剂呈弱碱性,没有腐蚀,性质稳定,本身具有一定热值,脱硝不损耗热量;采用分布管设多个多口喷射装置,从而达到大范围雾化覆盖,比传统喷喷射更加均匀,实现真正的无隙覆盖。
5锅炉脱硫脱硝技术的实践应用
根据不完全调查统计结果分析,目前电厂企业中至少有10%不采用任何脱硫脱硝与烟气除尘技术,他们无法做到对SCR技术在脱硫、脱硝以及除尘中的具体应用,在控制污染物排放方面并不到位。就锅炉脱硫脱硝技术实践应用一点看来,目前许多企业中的相关技术测试方案实施并不到位,无法满足脱硫脱硝基本要求,某些技术应用方面甚至处于迷茫甚至混乱阶段,其中有些企业也借鉴了外国先进脱硫脱硝经验技术,它与我国传统技术相互结合,希望达到技术创新目标。就具体技术应用看来,采用石灰石粉对SO2生产排放可实现有效控制,配合湿式石灰石、石膏法进行烟道流化床脱硫处理,其中更引入了炉内脱硫配
合燃烧优化工艺,这也是目前电厂的主流脱硫技术。一般来说,烟道流化床脱硫技术需要较大空间,改造工程量整体偏大,在技术应用方面主要采用石灰石配石膏湿法。就具体脱硫过程而言,吸收塔就包含3种类型,分别是喷淋吸收塔、液柱塔以及填料塔。其中以填料塔为例,它主要利用了大量内部固体填料,让浆液从填料层表层直接流入炉膛内与烟气融合,如此可实现脱硫目标,避免出现堵塞现象。就目前看,电厂锅炉脱硝技术大体分为两类:其中一种是SCR烟气脱硝,另一种是低氮脱硝,两种方法都能保证电厂发电过程中煤炭燃烧充分,如此可确保锅炉内部压力大幅度提升。
结束语
生物钙烟气脱硝技术(B-SNCR),采用无氨生物脱硝方式,绿环保、无氨运行,从源头上避免了氨逃逸及其不良影响,不存在液氨储存的安全问题。且当锅炉低负荷运行时,烟气也能够实现超低排放,是一种高效实用环保的新型脱硝技术。
参考文献
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