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燃煤电厂脱硝还原剂选择原则及用量计算

北极星环保网来源:《中小企业管理与科技》作者:李颖2017/4/14 9:22:10我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝还原剂 SCR脱硝 SCR工艺

北极星环保网讯:摘要:随着环境保护理念的不断深入,人们在燃煤烟气控制过程里集中应用有效的脱硝处理技术,以保证对环境产生最小的破坏。其中,针对还原剂的选择是重中之重,项目研究人员要集中处理其用量问题,以避免二次污染。论文对燃煤电厂脱硝还原剂选择原则进行了简要分析,并且对燃煤电厂脱硝还原剂选择用量展开了详细的讨论,旨在为相关管理人员提供有效的建议。

【关键词】燃煤电厂;脱硝;还原剂;选择原则;用量计算

1引言

燃煤电厂的环境保护问题一直受到社会各界的广泛关注,在实际运行过程中,不仅要保证优化的选择还原剂,也要集中对还原剂的运行结构进行计算,以保证整体行为符合《火电厂大气污染物排放标准》以及《重点区域大气污染防治“十二五”规划》等条例,真正实现绿色发展路径。

2燃煤电厂脱硝还原剂选择分析

脱硝还原剂的选择是影响SCR脱硝效率的主要元素之一。还原剂的选择应该具有以下特点:成本低廉、效率高、存储稳定、安全可靠、占地面积小等[1]。目前,烟气脱硝还原剂主要包括液氨、尿素以及氨水。

2.1液氨

氨是一種常用化工原料,应用范围广。无色、强碱性、极易挥发的气体、有刺激性恶臭气味。液氨遇明火或高热能物质接触引起爆炸;与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。

液氨法SCR工艺系统主要包括液氨接卸储存系统、液氨蒸发供给系统、氨气稀释反应系统、催化剂声波及蒸汽吹灰系统、配电及自动控制系统等部分[2]。以液氨为脱硝还原剂,有技术可靠、系统稳定、能耗与投资相对低等特点,目前在国内外广泛应用。

2.2尿素

理化性质尿素外观是白色晶体或粉末。通常用作植物的氮肥。呈弱碱性。

尿素作为脱硝还原剂吸收NOX,在实际应用中,尿素转化为氨的方法有2种:热熔法和水解法。

热熔法:将尿素在尿素溶解器中溶解为70%的溶液,在一定条件下,尿素分解成异氰酸和氨气,异氰酸和水分解为氨气和二氧化碳。

水解法:将尿素溶液加热到120℃左右,在130~180℃、1.7~2.0MPa的反应条件下,先生成氨基甲酸铵,随后氨基甲酸铵分解,生成氨气和二氧化碳。

2.3氨水

理化特性:指氨气的水溶液,有强烈刺鼻气味,化学性质为弱碱性。烟气脱硝通常使用浓度为20%~30%的氨水。氨水强腐蚀性,接触后对人体有危害。当空气中氨气在15%~28%爆炸临界范围内,会有爆炸的可能性。

使用氨水作为还原剂不足之处:需要配备氨气分离装置,将氨蒸汽和水分离出来。因此,单位体积氨气所需原料最多,储存和运输成本最高。

在对以上三种还原剂选用方案进行分析的过程中,管理人员要综合考量实际项目,建立最优化的还原剂设置方案,液氨应用较广泛,综合性能最优的选择。

3燃煤电厂脱硝还原剂用量计算分析

在对燃煤电厂脱硝还原剂用量计算的过程中,管理人员要建立最优化的计算模式,以保证还原剂结构和用量的完整。在烟气中会存在大量的NOx成分,其中一氧化氮的含量约为95%,而二氧化氮的含量只占总体积的5%左右,那么,在实际计算过程中,管理人员要集中处理NOx排放的基础条件以及边界条件,优化处理其质量浓度,保证按照相应的公式进行集中分析,其中,以此判断烟气中NO的实际含量,而利用判断烟气中NO2的实际含量,C代表的气体的实际浓度。

3.1、SCR还原剂计算策略分析

SCR工艺技术利用其基础还原方程式能进行集中的计算和处理,假设环境中需要计算的是两个公式,一氧化氮1mol和氨气1mol反应,二氧化氮1mol和氨气2mol反应,通过公式可以得出其中Qy是反应器进口的实际烟气流量,在集中处理相应计算公式后,能得出商业用比例约为18%~30%。

3.2、SNCR还原剂计算策略分析

SNCR工艺是称为选择性非催化还原技术,整体技术不需要催化剂,只需要将NOx还原脱除生成氨气即可。在技术进行过程中,主要是接收和存储还原剂、在锅炉内有效注入稀释后的还原剂,然后对还原剂进行计算输出和混合稀释,最后保证还原剂和烟气进行集中混合,从而集中进行脱硝反应。

主要的计算方式是利用相应的反应式,主要物质是尿素,其中影响要素主要是一氧化氮的脱硝效率以及烟气中实际的NOx还原反应温度以及停留时间,保证炉内氨气和烟气混合程度能有效促进整体化学反应进程,并且保证基本的氨逃逸率,在实际反应过程中,脱硝率和的增长呈现的指数关系,且整体系数很少高于2。

一般情况下,取值约为0.8,此时的脱硝效率约为25%,当取值为1.25时,脱硝效率约为30%~35%,而当取值为2时,整体结构的实际脱硝效率会接近50%。

3.3、SNCR/SCR组合还原剂计算策略分析

在运行选择性非催化还原技术/选择性催化还原技术并行技术的过程中,研究人员一般也主要利用尿素,计量公式是对尿素的耗量进行集中的计算。通过实际技术的运算比较,运行选择性非催化还原技术/选择性催化还原技术并行机制能有效提升脱硝效率,保证尿素喷入量的增大,并且整体氨逃逸率也明显增大,仅剩余一小部分氨进入大气,并且选择性非催化还原技术/选择性催化还原技术的融合措施能确保氨逃逸率控制在3~5区间内。

4结语

综上所述,在实际项目处理过程中,研究人员要针对具体参数进行集中的计算,并且保证整体项目运行机制践行科学发展观,从根本上推动燃煤电厂环保产业的可持续发展。

【参考文献】

【1】祝业青,柏源,薛建明,等.燃煤电厂脱硝还原剂选择原则及用量计算[J].电力科技与环保,2014,30(01):44-45.

【2】宋益纯,赵建新.优化SCR脱硝监控系统,降低脱硝运行成本[A].2016燃煤电厂超低排放形势下SCR(SNCR)脱硝系统运行管理及氨逃逸与空预器堵塞技术交流研讨会论文集[C].2016:272-276.

延伸阅读:

SCR脱硝技术在煤粉锅炉的应用

300MW级燃煤机组SCR烟气脱硝超低排放性能评估

燃煤机组脱硝还原剂选用液氨和尿素的安全经济探讨

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