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300MW机组氧化脱硝手艺阐发及工程操纵

宣布时候:2021/4/14 来历:凯发体育k8 与环保 作者:王哲等

择要:针对300MW机组运转近况,供给了操纵高温氧化手艺对汽锅烟气中氮氧化物停止脱除的革新计划,以知足最新的环保排放请求,同时加重挑选性催化复原(SCR)体系运....
择要:针对300MW机组运转近况,供给了操纵高温氧化手艺对汽锅烟气中氮氧化物停止脱除的革新计划,以知足最新的环保排放请求,同时加重挑选性催化复原(SCR)体系运转压力和氨逃逸构成的空预器梗塞等疑题目目,为同范例机组停止深度减排革新供给鉴戒和指点意思。

关头词:高温氧化脱硝;深度减排;氨逃逸;空预器梗塞;

火电行业超低排放是指火电厂燃煤汽锅在发电运转、结尾管理等进程中,接纳多种净化物高效协同脱除集成体系手艺,使其大气净化物排放浓度到达天然气燃气轮机组规范的排放限值,即烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度别离不高于10、35、50mg/Nm3。

本名目机组在现有SCR脱硝体系根本上增设制氧-臭氧脱硝体系的革新计划,从运转宁静角度斟酌,增添臭氧放射装备,经由过程削减喷氨量或削减现有催化剂数目等体例,恰当调高SCR出口NOx浓度,既能完成NOx深度减排,合适国度凯发体育k8 减排政策,又能加重现有脱硝体系的负荷着力和脱除氨逃逸构成的空预器梗塞等题目,并经由过程预留扩大空间为后续完成NOx近零排放做铺垫。

1 革新计划设想

该名目接纳在现有石灰石-石膏法脱硫塔前的进口烟道上安排臭氧放射拆卸,在SCR出口NOx排放浓度60mg/Nm3的工况下,经由过程臭氧氧化脱硝拆卸将NOx排放浓度降至30mg/Nm3,到达深度减排的方针。图1为臭氧高温氧化脱硝体系的革新表示图。

1.1 现无机组脱硝体系概略

本名目火机电组为亚临界参数、天然轮回、前后墙对冲熄灭体例、一次中间再热、单炉膛均衡透风、固态排渣、紧身封锁、全钢构架的∏型汽包炉。接纳中速磨配冷一次风机,正压直吹式制粉体系,每台汽锅配5台磨煤机,4台运转,1台备用。脱硝体系接纳液氨工艺SCR脱硝手艺,配以“2+1”形式安排蜂窝式催化剂,设想脱硝效力为80%。机组发机电功率随整年运转小时数的变更别离参见图2所示。

经计较,机组平均负荷为230MW,负荷率为70%,烟囱进口处净烟NOx排放值约35mg/Nm3,SCR催化剂效力已由设想值80%下降至88.30%,SCR进口NOx浓度逾越300mg/Nm3时,SCR脱硝体系的运转压力会更大。是以,催化剂的操纵寿命遭到了限定、效力已靠近普通运转临界点。从图2-b可知,净烟气NOx排放值经常逾越50mg/Nm3,标明SCR体系随机组负荷或煤种的动摇主动调理呼应滞后,严峻影响机组职员的普通调控,致使喷氨调门忽大忽小,可以或许构成氨逃逸率过大。因为机组SCR脱硝体系备用层也拆卸了催化剂,现场未预留空间来再次增添催化剂,是以没法经由过程加层来增添脱除NOx的潜力。


1.2 革新计划的装备设置装备摆设

本工程在引风机出口至脱硫塔进口的烟道内设置墙式喷枪停止臭氧/氧气夹杂气体的放射,并辅以高压浓缩风降服烟道压力。低价态的氮氧化物随烟气进入脱硫塔停止消融和氧化,构成硝酸钙,经脱硫废水体系排挤。具体安排一套接纳吸附真空解吸法(VPSA)持续制取纯度90%~95%的氧气,为臭氧产生器供给氧源,两套接纳介质反对放电的手艺道理的管式臭氧产生器来出产臭氧介质,臭氧介质经由过程一套活性份子反映器装放射拆卸喷进脱硫塔前的烟道烟气中停止氧化反映。

1.3 臭氧脱硝首要体系

1.3.1 制氧体系

接纳VPSA持续制取纯度90%~95%的氧气,为臭氧产生器供给氧源。通俗氛围经进口过滤器过滤后,由鼓风机送往吸附塔,在吸附塔内完成氧气的制备,在缓冲罐内停止缓冲后,经一级紧缩氧压机落后入储气罐待用。氛围制氧后的残剩产品经管道过滤器、真空排至排氮消声器对外排空。

1.3.2 烟道反射放射体系

臭氧放射体系由流量调理节制体系,臭氧喷嘴和烟气散布器构成,该体系可以或许知足臭氧与烟气充实平均夹杂,臭氧流量数据可完成远传并不时可调。臭氧放射地位挑选静电除尘器后部烟道,烟气温度低于200℃,能保障臭氧与NOx高效反映的温度区间及反映时候。

1.3.3 臭氧产生器

接纳介质反对放电的手艺道理,将氧气电离后天生高浓度的臭氧、氧气夹杂气体,夹杂气体氧化性强,因为局部氧气也照顾电子,能进一步增添氧化反映效力。

1.3.4 冷却水轮回体系

因臭氧产生器在任务中将产生大批热量,而臭氧产生器的任务温度应小于30℃,故须要设置冷却水轮回体系降温。接纳闭路轮回冷却体系,内轮回为闭路轮回,接纳除盐水注满全数体系。外轮回间接接入电厂轮回水体系。

臭氧产生器冷却水设想内轮回冷却水体系,经由过程板式换热器换热,为臭氧产生器供给冷却水,可有用避免因外轮回水质变更(特别是氯离子与pH值)对臭氧产生器的侵蚀。

1.3.5 接收塔体系

接纳现有石灰石-石膏法脱硫体系,氧化反映产品进入脱硫塔与喷淋液反映。臭氧反映后天生的低价态NOx易溶于水,同时与石灰石浆液天生必然量的硝酸盐,含有硝酸盐的液体同石膏浆液经由过程石膏浆液泵排挤,进入石膏脱水体系。脱水后的固体石膏外运操纵,脱除液体溢流落后入滤液箱,终究前往到脱硫塔或当氯离子超标时随脱硫废水排挤脱硫体系。

1.3.6 宁静报警体系

体系根据响应规范设想,臭氧制备区内装配臭氧泄漏报警仪、氧气制备区或贮存区内装配氧气泄漏报警仪,当这些地区内情况中臭氧/氧气泄漏超标时,体系输入报警旌旗灯号。

2 脱硝结果阐发

2.1 臭氧脱硝体系投运结果

氧化脱硝体系是根据现实SCR后烟气参数停止设想的,臭氧脱硝的效力可达95%以上,脱硝效力取决于臭氧的放射量和放射浓度。本名方针脱硝效力设想值为不小于75%,即确保氮氧化物在SCR后不高于60mg/Nm3的前提下(这时候氨逃逸率较低,有助于加重空预器梗塞),出口氮氧化物不高于30mg/Nm3。本名目氧化脱硝体系首要参数见表1所示。



本名目增添臭氧脱硝体系后,须要对现有的脱硝体系和脱硫体系停止调理,以确保氨逃逸有用的节制和氧化后的氮氧化物被接收。具体的体系分派以下:
(1) SCR体系由现有的氮氧化物50mg/Nm3以下,下降至60mg/Nm3,脱硝效力由88.33%(300mg/Nm3下降至35mg/Nm3)下降至80%(300mg/Nm3下降至60mg/Nm3)。机组SCR催化剂的设想效力为80%,在此效力下运转,SCR体系最为经济宁静高效。液氨的放射量可削减约17.46kg/h,即整年节流液氨用量为87.31t。

(2)用臭氧氧化法来停止深度减排脱硝,将氮氧化物节制在30mg/Nm3以下,确保体系不变达标。

2.2 臭氧脱硝手艺操纵的情况效益和社会效益

2.2.1 NOx深度减排

本机组烟气体系今朝接纳SCR脱硝拆卸节制NOx排放量,NOx排放浓度为50mg/Nm3,合适《火电厂大气净化物排放规范》(GB13223-2011)中NOx排放限定请求,机组年有用操纵按5000h计较,汽锅NOx年排放总量约262.5t。本工程为了完成深度减排脱硝和削减氨逃逸,在脱硫塔进口前增添臭氧脱硝拆卸,机组年削减NOx年排放总量约183.75t,这对改良本地的大气情况品质起到主动感化。

2.2.2 氨逃逸管理

SCR脱硝体系在凡是的设想是向催化剂下游的烟气中喷入氨复原剂,起首使氨蒸发,而后氨和浓缩氛围或烟气夹杂,操纵喷氨格栅将其喷入SCR反映器下游的烟气中,操纵催化剂将烟气中的NOx转化为氮气和水。SCR体系NOx脱除效力凡是很高,喷入到烟气中的氨几近完全和NOx反映。有一小局部氨不反映而是作为氨逃逸分开了反映器。普通来讲,对新的催化剂,氨逃逸量很低。可是,跟着催化剂失活或外表被飞灰笼盖或梗塞,氨逃逸量就会增添,为了保持须要的NOx脱除率,就必须增添反映器中NH3/NOx摩尔比。

机组烟气NOx排放浓度约276~321mg/Nm3,经SCR脱硝拆卸NOx排放浓度约30~50mg/Nm3,为保持NOx超低排放请求,现实运转中NH3/NOx摩尔比拟高,在知足NOx环保排放请求同时,也致使脱硝拆卸出口的氨逃逸较高,加重了尾部空预器的梗塞。

本工程经由过程在机组烟道增添臭氧脱硝拆卸,下降了SCR脱硝NH3/NOx摩尔比,氨逃逸率可下降至2.3mg/Nm3之内,使NOx排放浓度下降至30mg/Nm3之内,本臭氧脱硝工程的实行,将进一步下降SCR运转压力(也可恰当的削减催化剂添补量)和NOx排放量,并处置氨逃逸疑题目目,并且不会对情况构成新的二次净化。

2.2.3 社会效益

火电厂排放的NOx除构成酸雨外,还会与碳氢化合物反映天生致癌物资,对人体构成严峻影响。是以,经由过程臭氧脱硝工程的实行可恰当的削减催化剂添补品质并可削减NOx排放量,将有助于改良本地大气情况,具备杰出的社会效益。

3 论断

本次革新工程的投产运转,在现有SCR脱硝体系根本上增设制氧-臭氧氧化脱硝体系的革新计划,从运转宁静角度斟酌,增添臭氧放射装备,经由过程削减喷氨量或削减现有催化剂数目等体例,恰当调高SCR出口NOx浓度,既能完成NOx深度减排,又能加重现有脱硝体系的负荷着力和脱除氨逃逸等题目。


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