登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
本文综述了硫酸铵盐在不同环境下的形成/转化机理以及氨逃逸对燃煤PM2.5排放特征的影响,论述了氨逃逸、SCR运行参数和烟气组分等因素对硫酸铵盐形成特征的影响,分析了氨逃逸对沿程设备安全运行的影响。最后,对今后氨逃逸及其衍生细颗粒物深度减排的研究方向进行了展望,指出探索硫酸铵盐在烟风系统中的迁移转化规律及实现氨逃逸主动控制具有重要意义。
近年来,氨气与PM2.5的联系受到了科学家们的关注,大气环境尺度的PM2.5源解析研究得知,NH3与酸性物质在特定气象条件下经过一系列物理化学变化形成的硫酸铵和硝酸铵在PM2.5中占比较高,为30%~60%,重度污染天气具有更高比例。通过氨排放清单来看,我国氨排放主要来自畜牧业、农业化肥施用以及工业、机动车、废物处理等行业,畜牧业和农业的贡献超过80%。在严格的环保法规约束下,烟气脱硝装置已推广应用至燃煤机组上。根据中电联数据,截至2016年底,全国火电厂投运脱硝装置的机组容量占比达86.7%。因此,随着农牧业氨排放量趋于稳定,工业排氨的贡献可能会有所提升,这将成为氨气污染减排的新重点。
目前,燃煤发电机组NOx的减排效果十分显著,但过分追求脱硝效率容易引发氨逃逸问题,进而增加燃煤机组的氨排放量。此外,NH3作为典型碱性气体,可在烟风系统中与酸性烟气组分结合,从而影响燃煤PM2.5的物化特征。因此,针对典型燃煤电站,亟需关注氨逃逸对烟风系统乃至大气环境带来的负面影响。基于上述背景,本文中重点综述了氨逃逸对燃煤PM2.5排放特性及硫酸铵盐细颗粒物形成特征的影响规律,并探讨了氨逃逸对污染物控制设备的影响。
1 氨逃逸对燃煤细颗粒物排放的影响
现阶段,烟气脱硝的主流技术是选择性催化还原法(SCR),在商用V2O5-WO3/TiO2类催化剂的作用下,加入NH3还原剂将NOx还原成N2,实现NOx的无害化处理。受催化剂老化、中毒、负荷波动等因素影响,喷入的NH3很难完全反应,致使部分NH3在SCR脱硝过程中未被消耗,引发氨逃逸现象。同时,催化剂中活性组分钒还能将部分SO2(0.75%~1.5%)氧化生成SO3,转化率与烟气温度、V2O5负载量正相关。逃逸NH3和SO3可在一定条件下反应生成硫酸铵盐,可能增加燃煤一次PM2.5排放浓度,并影响PM2.5的物化特征。因此,有必要详细论述燃煤机组细颗粒物排放特征在
氨逃逸作用下的变化规律,主要包括烟风系统中硫酸铵盐的形成/转化和燃煤PM2.5的物性识别。
1.1 硫酸铵盐的形成和转化
1.1.1 硫酸铵盐的形成机理
大量研究发现,逃逸氨可与新生成的SO3、H2O(或H2SO4酸雾)在SCR脱硝系统、空预器(APH)和烟气中发生反应,利用形貌分析、元素分析和物相分析等表征手段,得知产物主要是氨逃逸衍生的NH4HSO4(ABS)和(NH4)2SO4(AS)细颗粒物,故推测反应机理如公式(1)~(5)所示。结合化学热力学分析,这些反应的吉布斯自由能都小于零,因此从热力学角度上看,形成硫酸铵盐的正反应比较容易进行。
NH3+SO3+H2O→NH4HSO4 (1)
NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4 (2)
2NH3+SO3+H2O→ (NH4)2SO4 (3)
SO3+H2O→H2SO4 (4)
H2SO4+NH3→NH4HSO4 (5)
已有研究报道NH4HSO4的生成路径有2个,对应着反应(1)和(5),通过化学反应平衡计算得知H2SO4与SO3的体积比和烟气温度负相关,在空预器温度窗口下反应(5)可能占主导。进一步探索形成硫酸(氢)铵的反应动力学特性,发现NH4HSO4生成速率高于(NH4)2SO4,说明反应(2)可能是硫酸铵生成的主要反应通道。Radian公司通过动力学模型(Radian=[SO3]×[NH3]×[TABS形成-T出口烟气平均值])评估了NH4HSO4在空预器中的生成速率,发现NH4HSO4的形成与反应物NH3、SO3浓度正相关,与烟气温度、APH运行温度也紧密相关,且Radian 数为5000~7000时APH中的沉积物不易引起堵塞。
1.1.2 硫酸铵盐的转化规律
关于硫酸铵盐在烟风系统中的转化过程,考虑到空预器冷端温度窗口更有利于ABS的形成和凝结,当前研究主要关注ABS 在空预器中的物理化学变化。(NH4)2SO4和NH4HSO4的熔点分别为513、147℃,在典型SCR脱硝和APH运行温度窗口下,(NH4)2SO4是一种干燥粉末状物质,主要以固态细颗粒形式存在于烟气中并排出;APH通常可将烟气温度从350℃ 降至150℃以下,而气相ABS的露点温度为270~320℃,故部分ABS会发生凝结,液态ABS具有较强腐蚀性和吸湿性,容易黏附飞灰并沾污空预器冷端受热面。近年来,在SCR脱硝装置不断加装的背景下,国内已有燃煤机组空预器因ABS的均相/非均相凝结成核而出现堵塞问题。
根据硫酸铵盐的物理特性,硫酸铵盐在高温条件下可能发生复杂的化学反应和相变,因而学者们还探究了ABS和AS在典型SCR脱硝系统中的转化规律。张玉华研究发现,即使氨逃逸量可以忽略,SCR脱硝系统出口仍能检测到硫酸铵盐细颗粒物,说明形成ABS/AS并非全部发生在APH或低温烟气中,还有部分源于SCR中发生的均相/非均相反应。束航等研究了SCR中硫酸铵盐的转化过程,发现转化途径有2种:一是在催化剂吸附活性位上通过表面化学反应形成,凝结于孔隙中的细颗粒物可能发生挥发或在烟气夹带作用下进入气相主体;二是吸附态SO3从催化剂表面脱附,在催化剂空隙中与NH3、H2O反应形成硫酸(氢)铵,该过程在低负荷工况下更容易进行。
针对危害更大的NH4HSO4,束航等还采用原位漫反射红外光谱仪对反应前后的催化剂进行表征分析,发现催化剂表面形成NH4HSO4的过程符合Eley-Rideal反应机理,由2部分组成:一是催化剂V=O基团的Lewis酸位上形成配位吸附态NH3,在O2氛围中与气态SO2反应;二是气态SO2在催化剂表面形成的吸附态金属硫酸盐中间物(VOSO4),与气态NH3直接发生反应。
此外,还有一些学者对硫酸铵盐的热稳定性进行了研究,其在催化剂表面的分解、挥发行为与温度、烟气组分以及ABS /AS 和催化剂的结合程度相关。范芸珠等研究发现,虽然AS的熔点高于SCR脱硝反应温度,但在280℃下即可发生分解,加热至355℃以上可逐渐分解为ABS和NH3。Zhu等研究发现,ABS 的分解温度高于390℃,且为分解与形成同时进行的可逆过程;催化剂表面的ABS发生分解需要越过的反应势垒会有所提高;烟气组分NO可以降低NH4HSO4的分解温度,可能是由NO和吸附态NH4+离子直接反应造成。
1.2 细颗粒物物性识别
近年来,学者们研究了氨逃逸对燃煤PM2.5物性变化的影响规律。Li等对中国2家燃煤电厂SCR进出口颗粒物浓度进行监测,发现SCR出口PM2.5的数浓度和亚微米级细颗粒的质量浓度明显提高,PM1质量浓度分别从88.4、99.4mg/m3增加到107、180mg/m3,其中PM0.1浓度更是提高了2.5倍。此外,SCR出口PM1中NH4+和SO42-的含量明显增加,摩尔比的增加量约为4,由此推测新形成的细颗粒物主要由SCR中引入的NH3和SO3反应所得,且(NH4)2SO4的比例可能更高。逃逸NH3容易在APH 中形成NH4HSO4细颗粒物,Menasha等研究发现,受凝结动力学控制,只有少量ABS凝结在APH蓄热片上,大部分将以气溶胶形态排离APH。总之,氨逃逸会导致燃煤PM2.5质量和数浓度、粒径分布及化学组分的变化,亚微米级颗粒更为显著。
为满足大气污染物超低排放要求,我国燃煤电站正紧锣密鼓地对静电除尘器(ESP)进行提质增效改造,并在烟风系统末端选装湿式电除尘器(WESP)。工程实践表明,烟尘排放浓度可低于5mg/m3,但脱除效率随粒径减小而下降,说明现有颗粒物控制技术的耦合集成仍无法较好地脱除亚微米级细颗粒物。总的来说,氨逃逸形成的硫酸铵盐容易穿透除尘和脱硫装置,从而直接排入大气,既会贡献燃煤一次PM2.5,又能促进大气中二次PM2.5的转化。然而,当前以厘清NOx超低排放负面效应为目的的现场实测研究仍比较匮乏,亟需系统探究燃煤电站逃逸氨及其衍生细颗粒物在烟风系统中的迁移转化规律。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近日,浙江大维高新凭借在水泥窑SCR脱硝领域的深耕细作及良好的业界口碑,中标台泥(辽宁)水泥有限公司SCR脱硝超低排放改造项目,专家小组通过充分的技术论证和调研,经过层层筛选,最终确定了由浙江大维高新技术股份有限公司(承接辽宁台泥SCR脱硝项目,该项目大维高新采用高温高尘SCR脱硝技术。这也
北极星售电网获悉,内蒙古通辽市生态环境局扎鲁特旗分局发布锦泰和通辽绿色铝基新材料源网荷储能源优化示范项目环境影响评价第二次公示,项目位于通辽市扎哈淖尔工业园区,项目总投资530000万元,氧化铝厂区占地面积约982184.97m2,赤泥堆场1#占地面积约350000m2,赤泥堆场2#占地面积约500000m2。拟建
4月8日,云南尖峰水泥有限公司3000t/d新型干法水泥生产线氮氧化物超低排放改造项目设计采购施工(EPC)总承包招标公告发布。该项目拟对现有3000t/d熟料水泥生产线进行超低排放改造,项目拟在窑尾新建1套SCR,项目建成后可使云南尖峰水泥生产线氮氧化物排放满足水泥工业超低排放要求,即NOx排放浓度低于
4月1日,台泥(辽宁)水泥有限公司SCR脱硝技术改造项目工程总承包中标候选人公示。中标候选人第1名:浙江大维高新技术股份有限公司,投标报价:1528万元;中标候选人第2名:河北省建筑材料工业设计研究院有限公司,投标报价:1598.2138万元;中标候选人第3名:郑州康宁特环境工程科技有限公司,投标报价
3月10日,台泥(辽宁)水泥有限公司SCR脱硝技术改造项目工程总承包招标公告发布。该项目招标范围为台泥(辽宁)水泥有限公司SCR脱硝技术改造项目主体工程及相关配套设施的全部设计、地质勘查、图纸审核、土建施工、采购、安装(含旧设备设施的拆除、运输等)、调试总承包。本项目采用高温高尘SCR脱硝工艺,建
3月5日,国能安徽公司宿州电厂#5、6炉机组脱硝超净排放改造公开招标中标候选人公示。第一中标候选人:烟台龙源电力技术股份有限公司,报价:777.3万元;第二中标候选人:国能龙源环保有限公司,报价:820万元。国能宿州热电有限公司的2台机组锅炉脱硝装置采用“高含尘布置方式”的选择性催化还原法(SC
2023年9月受成都邀请,合肥华创碧蓝科技有限公司派遣首席工程师带队对特种水泥之安庆白水泥烟气脱硝工程给予技术经济探究与拆解。针对白水泥烧成温度高,单位产品初始NOx产生量是普通窑炉3~5倍的现状,“碧蓝科技”给出LNB+SCC+SNCR+SCR+IC-PAI的组合工艺路线,技术路线经国外同行及建设方认可后。国信
如果将发电厂比作人的身体,那么他们相当于是人体中枢神经系统的“守护者”。他们穿梭在分散控制系统、传感器、执行器等设备之间,应用专业知识保障设备正常运行,实现现场检测数据实时采集、传递,并在经过运算分析后发出指令、反馈,确保各项参数达到动态区间平衡,从而保障机组安全稳定运行。他们是
据大维高新消息,近日,浙江大维高新中标湖北京兰水泥集团钱场公司SCR脱硝项目。湖北京兰水泥集团钱场公司位于湖北省京山市钱场镇,项目采用中温高尘SCR脱硝技术,SCR反应器布置在C1出口和余热锅炉之间,该生产线采用六级旋风预热器,C1出口温度在260℃±10℃,大维高新针对六级预热器C1出口温度低且SO
2月25日,新余钢铁烧结脱硝催化剂公开招标招标公告发布。招标数量:134m3。技术规格:(1)用中高温峰窝状钒钛系催化剂,25孔,满足脱硝温度280℃~320℃的运行要求。蜂窝式催化剂的主要化学成分为TiO2、V2O5和WO3。(2)催化剂的化学寿命25200小时/3年,催化剂的机械寿命不少于10年。(3)脱硝系统出
2月26日,京能(赤峰)能源发展有限公司#1、#2机组脱硝超低排放改造EPC总承包项目招标公告发布。京能(赤峰)能源发展有限公司#1、#2机组(150MW机组)脱硝超低排放改造EPC总承包项目,包括脱硝超低改造的设计、供货、安装、调试、试运行、原设备的拆除、培训、售后服务、消缺和最终交付等。本次脱硝超低排
4月27日,冀东海天水泥闻喜有限责任公司窑尾烟气高温高尘SCR技术改造项目EPC工程总承包招标公告发布。本项目在利旧现有SNCR系统的基础上,新增高温高尘SCR脱硝技术,整个脱硝系统由氨水输送系统、计量/喷射系统、SCR反应器、脱硝烟道系统、催化剂系统、吹灰系统、压缩空气系统、供电系统及DCS控制系统
4月28日,国能辽宁公司葫芦岛公司锅炉超低排放改造EPC工程公开招标项目招标公告发布。详情如下:辽宁公司葫芦岛公司锅炉超低排放改造EPC工程公开招标项目招标公告第一章公开招标1.招标条件本招标项目名称为:辽宁公司葫芦岛公司锅炉超低排放改造EPC工程公开招标,项目招标编号为:CEZB250303828,招标
辽宁公司葫芦岛公司锅炉超低排放改造EPC工程公开招标项目招标公告1.招标条件本招标项目名称为:辽宁公司葫芦岛公司锅炉超低排放改造EPC工程公开招标,项目招标编号为:CEZB250303828,招标人为国能葫芦岛热电有限公司,项目单位为:国能葫芦岛热电有限公司,资金来源为自筹。招标代理机构为国家能源集
华星东方承建的河北省廊坊市城市生活垃圾焚烧发电项目烟气净化系统烟气净化系统提标改造工程于2025年02月12日通过72+24小时试运行。项目建设总规模为日处理垃圾1500吨,装机规模为2X12MW。原烟气净化采用“SNCR炉内脱硝+旋转喷雾半干法+干法消石灰喷射+活性炭喷射+布袋除尘器”的处理工艺,本次提标改
4月25日,深圳能源集团股份有限公司所属环保发电企业SCR脱硝系统催化剂集中采购中标候选人公示。无锡菱能量环境科技有限公司预中标,投标报价:¥14,385,800.00元。公告如下:深圳能源集团股份有限公司所属环保发电企业SCR脱硝系统催化剂集中采购中标候选人公示(招标编号:0310-ZBZX-材料-20250062)
根河光明热电有限责任公司2025年5、6、7号炉超低排放改造(PC)项目招标公告(招标编号:HNZB2025-04-3-322)项目所在地区:内蒙古自治区根河市1.招标条件本根河光明热电有限责任公司2025年5、6、7号炉超低排放改造(PC)项目已由相关单位批准建设,招标人为根河光明热电有限责任公司,建设资金来自企业自筹
为响应国家环保政策要求,推进企业绿色低碳发展,陕钢集团龙钢公司于2025年年初完成450㎡烧结脱硫脱硝系统技术升级项目,于2月底投运,目前系统运行稳定,出口氮氧化物数据达标,通过对中温催化剂低温活化相比更换新催化剂费用降低230余万元,煤气消耗每日降低30000立方米,年可降低运行费用100万元以
4月23日,德惠市成建集中供热项目EPC工程总承包项目(4台91WM锅炉配套脱硫脱硝系统采购及安装工程)中标结果公示。世纪华扬环境工程有限公司中标,中标价格:9820万元。
北极星大气网获悉,日前,甘肃定西市安定区D区热源厂老旧设备更新及超低排放改造项目招标计划发布,工程概算总投资10099.97万元。详情如下:1.项目名称:定西市安定区D区热源厂老旧设备更新及超低排放改造项目2.项目法人(招标人):定西市安定区凤城热力供暖有限公司3.项目代码:2501-621102-04-05-87
4月18日,吉林省生态环境厅发布大唐长春二热“退城进郊”2×660MW煤电项目环境影响报告书受理公示。大唐长春第二热电有限责任公司(以下简称“长春二热”)位于长春市东部二道区,南邻吉林大路,是国家“八五”期间集资兴建的大型热电联产企业。一期工程1号、2号两台200MW机组于1991年投产发电,3、4号
在国能龙岩发电公司生产一线,有这样一位扎根运行岗位十七载的“守护者”,他将“安全、高效、创新”镌刻在电力保供的最前线。他就是该公司运行部副主任谢天事,荣获“2024年度福建公司先进工作者”荣誉。2024年,他带领团队实现安全生产“十不发生”、环保“零超限”、发电量创历史新高……用一串串亮
4月24日,由中材环保承建的高温高尘SCR脱硝项目在天瑞集团禹州水泥公司顺利通过环保验收。河南省生态环境技术中心、河南省建筑材料设计研究院、天瑞集团禹州水泥及相关政府部门领导共同参加。专家组一行首先到项目现场实地查看了高温高尘SCR设备的建设情况,随后到中控室详细查看了设备的各项运行指标
日前,山西生态环境厅对国能山西河曲发电有限公司三期2×660MW煤电一体化扩建项目环评拟作出审批意见公示。国能山西河曲发电有限公司三期2×660MW煤电一体化扩建项位于忻州市河曲县西口镇,本次三期工程利用电厂二期工程北侧预留建设场地,建设2×660MW超超临界空冷凝气式汽轮发电机组,配套2×2100t/h
4月14日,山西省生态环境厅发布国能山西河曲发电有限公司三期2×660MW煤电一体化扩建项目环境影响评价公示。详情如下:项目名称:国能山西河曲发电有限公司三期2×660MW煤电一体化扩建项目建设地点:忻州市河曲县建设单位:国能山西河曲发电有限公司环评机构:中国辐射防护研究院拟批准日期:2025-04-1
4月8日,宝武镁业(惠州)有限公司镁合金车间烟气SCR脱硝系统项目招标公告发布。本项目为宝武镁业(惠州)有限公司厂区镁合生产车间熔炼工业窑炉烟气进行改造,生产车间9台窑炉采用天燃为主燃料燃烧,共用一条烟道排气,风量3000-12000Nm3/h变化,NOx初始浓度50-120mgNm3之间,为适应新环保排放指标及实
4月1日,台泥(辽宁)水泥有限公司SCR脱硝技术改造项目工程总承包中标候选人公示。中标候选人第1名:浙江大维高新技术股份有限公司,投标报价:1528万元;中标候选人第2名:河北省建筑材料工业设计研究院有限公司,投标报价:1598.2138万元;中标候选人第3名:郑州康宁特环境工程科技有限公司,投标报价
日前,湖北省生态环境厅印发《湖北省危险废物跨省转入利用“白名单”制度(试行)》。详情如下:关于印发《湖北省危险废物跨省转入利用“白名单”制度(试行)》的通知鄂环办〔2025〕12号各市、州、直管市及神农架林区生态环境局:为深入贯彻落实生态环境部《关于进一步加强危险废物环境治理严密防控环
3月10日,台泥(辽宁)水泥有限公司SCR脱硝技术改造项目工程总承包招标公告发布。该项目招标范围为台泥(辽宁)水泥有限公司SCR脱硝技术改造项目主体工程及相关配套设施的全部设计、地质勘查、图纸审核、土建施工、采购、安装(含旧设备设施的拆除、运输等)、调试总承包。本项目采用高温高尘SCR脱硝工艺,建
3月10日,邢台金隅咏宁水泥有限公司生产线节能环保提升项目水泥窑尾烟气SCR脱硝环保治理EPC工程总承包招标公告发布。本项目在利旧现有SNCR系统的基础上,新增高温高尘SCR脱硝技术,整个脱硝系统由氨水输送系统、计量/喷射系统、SCR反应器、脱硝烟道系统、催化剂系统、吹灰系统、压缩空气系统、供电系统
一、引言随着全球对环境保护的关注度不断提升,工业废气排放中的氮氧化物(NOx)作为主要污染物之一,其治理成为关键议题。传统的烟气脱硝技术,如选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)等,在实际应用中面临诸多挑战,如适用温度范围窄、催化剂易中毒等。臭氧发生器作为一种新型的烟气脱硝
2023年9月受成都邀请,合肥华创碧蓝科技有限公司派遣首席工程师带队对特种水泥之安庆白水泥烟气脱硝工程给予技术经济探究与拆解。针对白水泥烧成温度高,单位产品初始NOx产生量是普通窑炉3~5倍的现状,“碧蓝科技”给出LNB+SCC+SNCR+SCR+IC-PAI的组合工艺路线,技术路线经国外同行及建设方认可后。国信
据大维高新消息,近日,浙江大维高新中标湖北京兰水泥集团钱场公司SCR脱硝项目。湖北京兰水泥集团钱场公司位于湖北省京山市钱场镇,项目采用中温高尘SCR脱硝技术,SCR反应器布置在C1出口和余热锅炉之间,该生产线采用六级旋风预热器,C1出口温度在260℃±10℃,大维高新针对六级预热器C1出口温度低且SO
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!