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循环流化床锅炉烟气脱硝方案研究

2020-01-18 10:08:42浏览:25 来源:清洗联盟   

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循环流化床锅炉烟气脱硝方案研究

摘要:随着国家环保政策的污染物排放标准的废气锅炉,循环流化床锅炉烟气脱硝技术的研究是必要的改进。基本文本脱硝技术中就提出改造方案常见的循环流化床锅炉烟气系统的分析,以满足超低温烟气排放标准。本文研究超低排放的用于循环流化床锅炉供参考的转化。

关键词: 循环流化床锅炉低氮燃烧

0、引言循环流化床(CFB)锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、污染物排放低、结构简单、运行灵活等诸多优势“,在国内外得到广泛应用,特别是大型循环流化床锅炉的发展和应用在近年来尤为迅速。

近年来,随着集中爆发,更严格的国家环保政策的环境问题。国家环保部“火电厂大气污染物排放标准”(GB13223-2011)锅炉烟气污染物SO2,NO和粉尘的排放限值显著收窄,火电机组的调试必须在升级之前有大量的新规定。

在此背景下,本文对循环流化床锅炉烟气脱硝技术进行了研究,并提出了可行的方案供参考。

1、 CFB锅炉脱硝技术分析

煤燃烧产生NO,燃料的过程中的NO x是。热NOx和快速型NOx三种方式。循环流化床锅炉是NO,主燃料型NO。

目前,控制循环流化床锅炉氮氧化物排放的主要技术如下:

1.1 SCR脱硝技术

SCR技术于20世纪70年代首次应用于日本电厂锅炉NOx控制。其原理是在锅炉下游300-400C的烟道中注入氨还原剂..在催化剂的作用下,将NOx选择性还原成无害的N2和H20..可控硅是一种成熟的深部烟气氮氧化物后处理技术,可安装在大多数燃煤锅炉中,无论是新的还是正在使用的。典型烟气脱硝SCR工艺具有以下特点:

(1)脱硝效率可高达90%,NOx排放可以被控制到的50ng的/ M“(标准状态下,以干基计,02 6%)的浓度:

(2)催化剂是该工艺的关键设备。 在与烟气接触的过程中,由于化学气体的毒性、粉煤灰的堵塞和腐蚀,催化剂的活性逐渐降低。 一层催化剂通常在3-4年内添加或更换。 废弃催化剂富集了大量的微量重金属元素。 必须小心处理:

(3)反应器内烟气垂直向下流量约为4-4.5m/s,催化剂通道内为5-7m/s。

对应于每个约80-90m2 SCR反应器横截面面积的300MW单元;

(4)脱硝系统将使锅炉烟道系统的阻力增加约700ー1000pa,引风机的压头应提高;

(5)SCR系统的运行会增加SO,空气预热器入口烟气中的浓度,未反应逸出氨气的残留部分,两者在空气预热器低温换热面上反应生成硫酸氢铵,容易使空气预热器冷端的堵塞和腐蚀恶化。需要对空气预热器采取抗硫酸氢铵堵塞措施:

(6)受废气参数的影响因素,飞灰特性和锅炉的空间排列等,根据SCR工艺反应器的布置位置到高灰分类型。低灰分,三型和尾类型:SCR是主流高灰分类型设置相对较差的工作环境,快速的催化剂活性的发现,但一个合适的烟道气的温度(300-400℃),最大经济;低灰分和尾型SCR可控硅类型选择,主要是催化剂或布置的有限操作空间的烟道气的纯化,因为空气需要被加热到300℃以上苯偶姻,只适合特定的环境。

早期供应的脱硝催化剂主要来自 corme-tech 公司。 这是奥地利的陶瓷。 随着我国催化剂生产线的建立,德国基隆、日本日立、丹麦托普索等国产产品的质量得到了认可,逐渐成为国内催化剂的主要供应商,目前能源转化剂的价格已大幅度下降。

1.2SNCR脱硝技术

SNCR技术是利用喷枪氨基还原剂(氨如氨,尿素)溶液被雾化成喷入炉膛液滴,气态NH的热解,在温度范围950-1050心脏(通常的对流热传递面积锅炉),没有。作为代理,NH,和选择性非催化NOx还原,NOx还原成N2和喷射入炉气态HO NH,还原和氧化,同时参与两个互相竞争的反应条件下进行:当温度超过1050℃,NH,在温度低于1050℃ :被氧化与NOx,氧化反应是主要的。 NH,并且NOx的还原反应主要是,但反应速率降低。

与可控硅相比,盲 sncr 的效率是有限的。 但由于其投资少、运行费用低,特别适用于中小型锅炉,尤其是综合性能好的循环流化床锅炉。 Sncr 过程很简单,具有以下特点:

(1)SNCR技术可控制NOx排放减少50%-80%,循环流化床锅炉脱硝效率远高于煤粉,因为反应温度窗口适合与还原剂混合良好。

(2)SNCR烟气系统装置不增大电阻,不产生新的S0,氨泄漏浓度通常控制在10μL/ L或更小(SCR是3μL/ L):

(3)之前将还原剂喷入炉中,它被稀释到10%以下,而雾化液体蒸发栗热解过程需要吸收一定量的热量,这导致锅炉效率稍微降低。

1.3SNCR/SCR混合气体脱硝技术混合星S NCR/S CR技术将SNCR和烟道SCR结合起来。SNCR承担了脱硝的双重功能,并提供了NH,利用烟道式SCR将上游NHG与NOx完全反应,从而提高了整体脱硝效率。技术特点如下:

(1)适合于具有有限的地面空间的特定环境·脱硝效率可以达到约75%的:如果组合的SNCR单独的反应器外部的烟道SCR,与在氨喷射格栅良好的气流和它的效率高达95强约;

(2)增加的阻力小于约150-500Pa烟道取决于烟道气的量和形式的催化剂的.;

(3)当整体去除效率低于70%时,烟道式SCR不需要单独配备喷氨装置,但需要提高烟道式SCR脱硝效率时,必须增加单独的喷氨系统;

(4)SNCR / SCR的NO x眨眼混合技术近年来在本领域中开发的,有其特定的应用。产生和应用技术还示出的氮氧化物也需要经济的控制。

另外SNCR/SCR也有另外一种应用形式,即SNCR产生的氨逃逸,仅作为$CR的小部分还原剂.SCR所需的还原剂的主要部分仍然来自己喷氨格橱.这种方式的联用技术,能够达到超过90%的脱硝效率1.4CFB锅炉低氮燃烧技术CFB锅炉产生的燃料型NO.生成机理非常复杂,控制燃料型NO.生成最有效的措施是分级送风燃烧,在还原气氛中氮燃烧的中间产物较少被飘化成NO.进而抑制了NO的生成.锅炉设计结构和运行方式对NO,排放的影响较为明显,国内投产的CFB锅炉为降低运行成本一般不设置外置床调节手段有限.部分电厂为了降低飞灰底渣含碳量,更是人为选择了较高的密相区温度,这就使得CFB锅炉的低NO,燃烧特性发挥受到了限制。

(1)结合循环流化床锅炉设计和远程运行现状,通过适当的技术手段,优化锅炉的均匀性、分离器效率和梯级送风。实现炉内低氨燃烧,可显著降低NO。原始排放浓度。

低氨燃烧技术主要通过提高操作模式或燃烧过程的一个特殊的控制,同时抑制生产燃料NOx的,另一方面将生成的NOx还原,并最终降低的NOx排放量的方法包括:

(1)低氧燃烧。通过减少过量空气系数,促进还原性气氛,以减少NOx的形成的形成。

(2)加强风分布分级。例如,通过二次风口改造,或调整一次风或二次风比,可以减少污染物的排放。

(3)提高分离器效率。主要通过分离器入口烟道改造、中心简单改进效果改造等。提高旋风分离器的分离效率。

(4)烟道气再循环。锅炉烟道气的低端 - 成通过再循环风扇的炉段,从而改变所述锅炉的热分布,降低了局部燃烧温度,反应气氛的调节。

2、CFB锅炉超低排放改造方案

CFB机组由于具有低NOx排放的优势绝大部分CFB机组NOx排放在100-350mg/m‘.现役大部分CFB锅炉的运行床温控制在850-950C,可实现低温燃烧和分级燃烧,在合适的运行参数下,NOx的排放原始浓度可控制在200mg/mi左右,但也有部分挥发分较高的煤种以及运行床温较高的CFB锅炉,NOx排放浓度可达到300mg/m‘左右。满足不了超低排放要求,需要进一步深度脱硝改造。

2.1低氨改造+SNCR技术

转化方案1: 低氮转化 + sncr 技术。 根据循环流化床锅炉的运行情况,选择合适的低氮燃烧改造方案,采用 sncr 技术使循环流化床锅炉烟气达到超低排放标准。 翻新工程的具体措施如下:

(1)二次风口改造包括优化部分二次风口位移方向、标高和宽度,增设支路二次调节门,控制不同工况下的二次风比。通过变换对空气分类进行优化,从而调整二次风分布平衡。

(2)通过优化气旋磨损耐火烟道旋风分离器入口宽度减少,改进的旋风分离器入口烟道气速度,在旋风分离器的分离效率的相应增加的转变。此外,根据简单的变换中心的实际情况,康复中心目的只是提高分离器的效率,从而提高了循环,降低飞灰颗粒尺寸的量;床温度,同时间接还原。

(3)深度燃烧调整优化深度燃烧调整包括物料流动状态和循环状态的优化、锅炉燃烧特性的改善、燃烧温度均匀性的控制(床层温度均匀性控制)、燃烧颗粒粒度的控制和一、二次风比例的调整、二次风升降调整、循环调整、脱硫脱硝调整等。 在燃烧优化的基础上,对锅炉热力计算表进行校核,对锅炉受热面进行调整和改造,确保床层温度进一步降低。 提高再热汽温,减少尾部积灰。

(4)SNCR脱硝系统升级改造现有SNCR脱硝系统升级改造,增加分离器内喷枪数量,改造尿氨溶液输送系统。换冷却空气,从锅炉上抽出高压流化空气,在分配模块中分配给每个喷枪,用作冷却空气..采用高压流化空气作为冷却空气,可以保证冷却风量,提高冷却风系统的可靠性..优化DCS控制系统,采用前naan调节模式完成SNCR系统的自动控制,使其满足机组负荷跟踪上的自动控制要求。

2.2SNCR+SCR:

重建方案二:SNCR + SCR低温省煤器拆除和置换,添加SCR反应器的,净烟道气脱硝引线回原来的高温省煤器出口并且进入空气预热器。

考虑到循环流化床锅炉的 sncr 运行情况,提高锅炉级过热器和省煤器的改造难度和工程投资,可在省煤器出口安装烟道式 scr 脱硝装置,减少 nox 排放。 从 sncr 设备漏出的氨气。 安装烟道式脱硝装置的优点是: 一方面可以提高 sncr 的氨氮比,提高 sncr 的脱硝效率,另一方面可以减少 sncr 的氨逸出对后续设备的影响,保证后续设备的运行安全。 另外,根据发电厂的实际情况,如果安装通道式可控硅装置。 建议项目中标人应积极与原锅炉制造商和原设计单位沟通,尽量减少改造对原锅炉的影响。

以上两种改造方案可实现超低排放,但改造施工量较大..因方案二需要引线烟道,新建电抗器,增加相关支架钢结构,投资费用超出方案多一项..因此,建议优先采用低氮转化SNCR技术。

3、结束语

本文研究的细节被广泛应用于循环流化床锅炉烟气脱硝技术,改造方案提出了CFB锅炉烟气,以满足超低排放标准,建议优先忠诚度测试采用低氮改造+ SNCR技术,超低发现改造的循环流化床锅炉的参考值。

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