燃煤电厂锅炉烟气脱硝技术应用发展

燃煤电厂锅炉烟气脱硝技术应用发展
摘要:近年来,我国风能和太阳能装机容量快速增加,燃煤电站需要承担更多的调峰调频任务。因此燃煤电站将长期处于低负荷运行状态,这必然会影响机组脱硝系统的安全高效运行。烟气脱硝技术具有技术成熟、脱硝效率高等优点,是当前燃煤电站广泛采用的烟气脱硝技术,该脱硝技术的最佳活性温度窗口在300~400℃范围内。当燃煤机组处于低负荷运行状态时,SCR脱硝系统入口烟气温度较低,势必会造成脱硝效率的降低。因此,国内外研究工作者提出了多种脱硝宽负荷运行方案,以提高燃煤机组在低负荷时的脱硝效率。
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关键词:燃煤电厂;锅炉烟气;脱硝技术
2021年,我国的燃煤发电量约占我国总发电量的54.56%。为降低电厂排放物中的氮氧化物含量,燃煤电厂主要使用的脱硝技术有很多中。很多技术都具有脱硝效率高、运行可靠、技术成熟等优点,但在实际运行过程中也存在脱硝效率低、烟道积灰严重和催化剂层磨损严重等问题。在脱硝系统中,流场是否均匀将对喷氨效果、系统的脱硝效率和积灰问题起着决定性作用。理想的流场不但可以提高脱硝效率,还可以延长催化剂的使用寿命。
1火电厂烟气脱硝的现状分析
以前,火电厂所用的脱硝技术都要借助在分硝和分硫的方式下展开的,更加关注的是某一个位置烟气排放的治理工作,但是这种传统的脱硝技术并不适合大范围的应用,而且应用流程非常的复杂和繁琐。因此,为了火电厂更好的工作和发展,需要结合火电厂的具体情况,加强对脱硝技术应用的研究,以此来实现节能环保的目标,更好地保护大气环境,推动我国社会经济的可持续发展。目前火电厂应用范围最广泛的脱硝技术主要有以下几种,即湿法技术、半干法烟气技术、干法烟气技术、膜吸收法以及微生物法等等,同时,还包括还包含加氢脱硝、低温煅烧和氧气再循环等技术方法。
火电厂烟气脱硝是一个非常复杂、庞大的系统工程,其广泛应用给我国电力企业的发展带来了很大的挑战和发展机遇。因为此项工程非常庞大和复杂,所以应用到的机械设备也是非常多的,除了特定设备需要从国外引进以外,大部分的机械设备都是国内企业完成的,而在这种情况下,也会在一定程度上带动我国相关产业的发展,有效促进了我国社会经济水平的提高。
2火电厂烟气脱硝技术
2.1燃烧过程脱硝技术
燃烧过程脱硝技术主要分为两类,即低氮燃烧技术和分级燃烧技术,分别对他们的相应特点作一阐述。
2.1.1低氮燃烧技术
低氮燃烧技术的主要特点是推力大,煤和空气混合好,燃烧速率快。它与传统的燃烧器相比,过剩空气系数需要量小,火焰温度也较低,因此生成的氮氧化物少。采用低氮燃烧器,优点为:
(1)主要构成设备包含低氮喷煤管,设备简单,投资成本低;
(2)运行费用不高,且操作简单。
但缺点同样明显:
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(1)低氮燃烧器整体脱硝效率低,一般为10%~15%,但在不影响正常生产情况下,脱硝效率一般为5%~10%;
(2)如果片面追求脱硝效率,会导致火焰温度过低,从而减弱窑热力强度,最终使得水泥
窑减产或者熟料中游离的氧化钙含量的增高从而影响熟料的强度和稳定性。
2.1.2分级燃烧
主要包括燃料分级燃烧和空气分级燃烧两种,这两种燃烧方式的原理相同:
第一步将燃料燃烧处于还原气氛中,形成富燃料区,减少或抑制NOx的生产;聚氨酯丙烯酸酯
第二步是未完成燃烧的燃料与三次风过量空气汇合,在富氧区完全燃烧。燃料分级燃烧脱硝效率正常在10%~25%,空气分级燃烧脱硝率正常在15%~20%。
燃料分级燃烧和空气分级燃烧对操作员经验要求都极高,前者要掌握好分煤的比例,否则窑尾及分解炉出现结皮等现象;后者分解炉和分料的比例要掌握好,否则容易出现塌料等现象。
2.2燃烧过程后脱销控制技术
一水氢氧化锂2.2.1烟气回流技术
烟气回流技术通常从布袋除尘器或引风机出口取净烟气,然后回流到焚烧炉二次风位置对燃烧补风,系统结构简单、一次性投资成本低。
该技术最大的特点是从燃烧室后墙喷入高速回流烟气,使炉排供入的一次风和垃圾高温热解气到达燃烧室后墙,并通过回流烟气在后墙附近有效搅拌混合,整个燃烧室的燃烧效率得到提高,O2浓度降低,燃烧室温度分布更为均匀,NOx的生成受到抑制。通常烟气回流比控制在20%~30%,锅炉出口氧浓度控制在3%~5%,脱硝效率可达30%。
2.2.2 SCR脱硝技术
SCR脱硝系统主要由还原剂存储及输送系统、还原剂制备系统、SCR脱硝反应器、氨气喷射及混合系统、控制及电气部分等构成。
烟气从袋式除尘器出来后经过蒸汽-烟气加热器加热至180°/230℃后进入SCR反应塔;还原剂制备系统产生浓度5%的氨气,经由氨喷射系统送入反应塔入口烟道中,随后通过催化剂层进行脱硝反应。
通常除尘后烟气需要消耗大量蒸汽来提高烟温,这使得SCR脱硝的运行成本大大提高,同
时SCR及催化剂的初始投资费用也较高,且由于生物质项目烟气中不可避免的会存在使催化剂中毒的钾、钠等碱金属,因此该工艺在生物质项目中应用效果不十分理想。增高减肥鞋
2.2.3 SNCR脱硝技术
燃煤电站、垃圾焚烧、生物质项目SNCR脱硝技术通常设计脱硝效率约50%,在此条件下通过合理布置喷分布可确保尾气中氨逃逸≤8mg/m3。通常可通过提高还原剂投入量,部分项目按照远高于设计氨/氮摩尔比运行时,其脱硝效率可提高至60%。但还原剂的过喷造成氨逃逸飙升、烟冷器等冷端设备附着形成ABS,导致烟冷器压差飙升、布袋除尘器腐蚀、净气室结晶等问题。
2.2.4 COA氧化脱硝技术
催化氧化吸收COA(CatalyticOxidationAbsorption)脱硝技术主要是将锅炉尾部烟气中难溶于水、不易被碱性吸收剂反应吸收的NO,通过脱硝剂亚氯酸钠(NaClO2)/其他氧化剂强氧化作用下,增强将烟气中NOx转化为易于反应吸收的NO2,再经过炉外(半)干法脱硫塔利用消石灰进行中和反应完成脱硝。
2.2.5 PNCR干法脱硝技术
PNCR干法脱硝技术使用气力输送方式,将粉状脱硝药剂喷入炉膛,一定温度条件下化学键断裂,释放大量的含氨自由基,脱硝还原剂主要成分:高分子分散剂、催化剂、助剂以及尿素或尿素中间体等。
由于采用固体脱硝药剂,药剂在炉内喷射后具有较远的覆盖面积、提高还原剂与NOx混合效率,同时在催化剂、助剂作用下,PNCR干法脱硝效率可达约80%,为了降低干法脱硝耗量,减少运行成本,通常采用SNCR+PNCR组合脱硝工艺。
3火电厂烟气处理提高环保措施分析
3.1加强对烟气污染物处理技术的优化
在火电厂的生产过程中,由于煤炭是生产电力的主要原料,所以控制好煤炭的燃烧质量是保护环境污染的关键,也是基础。当然,烟气污染物的处理技术也是很重要的,最好是根据火电生产的原料、设备以及技术水平来选择有效控制污染物的方法,并在控制的过程中将脱硫脱硝技术结合起来,在控制好烟气污染的同时,降低脱硫脱硝的再次污染问题。
3.2火电厂要加大对烟气污染处理的投入力度
当前很多火电厂在电力生产的过程中,会采用价格低廉的烟气污染处理方法,这样不但无法实现环保效果,而且还会降低对污染物的处理效果。因此,为了符合环保理念,提高烟气污染控制效果,火电厂需要树立正确的污染防治理念,同时还要加大投入力度,要运用新型的技术和设备来保证烟气的控制和处理效果。而在维护设备方面也要加大投入力度,实现对烟气的环保处理。
结论
根据我国目前的经济发展现状来看,火电厂烟气脱硫脱硝的处理是必须要重视起来的重点工作,如果不加以控制的话,不但会影响到人们的生活和健康,还会阻碍到我国社会经济的可持续发展。因此,相关部门需要加大对脱硫脱硝技术的研究力度,要通过各项技术的应用,更好地保证人们的生活,推动我国社会的可持续发展。
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