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
摘 要:河北省燃煤电力行业启动深度减排,氮氧化物排放需控制在30mg/Nm3以内,现有常规的烟气脱硝技术已达到设计极限出力,急需开发高效的脱硝技术与其进行耦合脱硝。本文主要介绍了臭氧脱硝技术原理、技术优势、系统设备等内容,并将该技术首次应用到330MW大型燃煤电厂。试验证明:臭氧脱硝技术不受锅炉负荷的影响,且间接解决氨逃逸超标带来的空预器堵塞,另外在超低排放的前提下,臭氧脱硝的设计效率宜小于等于50%,以达到最优的环保效益和经济效益。总之臭氧脱硝技术不仅设备成熟、施工周期短,而且扩容性好,为后续NOx的近零排放做铺垫。
关键词:燃煤电厂;臭氧脱硝;NOx;深度减排
0 引言
我国以煤炭为主的能源结构决定了煤电仍将长期是我国电力生产的主力军和电网调峰的基础性电源[1]。而煤炭在燃烧的过程中会释放出大量的污染物(如NOx、SO2、颗粒物及重金属等),严重影响了生态环境,进而危害人类健康。这些年我国加大力度推进煤电的超低排放,现在达到超低排放水平的煤电机组已经达到8.1亿千瓦,这是全世界最大的超低排放清洁能源煤电系统。
近年由于京津冀地区雾霾天气愈发严重,河北省实施了更加严格的深度减排攻坚方案,其中要求电厂燃煤锅炉(除层燃炉、抛煤机炉外)在基准氧含量6%的条件下,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别参照不高于5mg/Nm3、25mg/Nm3、30mg/Nm3。这对燃煤机组的脱硝工作提出了更高的要求。
目前国内流行的NOx减排措施主要有低氮燃烧技术、选择性非催化还原技术(Selective Non-catalytic Reduction, SNCR)[2]和选择性催化脱硝法(Selective Catalytic Reduction, SCR)[3],其中低氮燃烧改造基本完成;SNCR投资相对较低,但反应温度窗口窄、脱硝效率只有30~50%,更适用于流化床锅炉;SCR投资较高,脱硝效率可达到90~93%,但反应温度窗口更窄,改造空间不足[4]。若实现深度脱硝的目标,脱硝效率超过设计值,氨逃逸将进一步提高,更易造成空预器堵塞,影响机组的运行安全性[5]。
臭氧脱硝技术联合湿法脱硫塔已经在石油炼化厂、化工厂、钢铁厂、生物质电厂和小型燃煤电厂锅炉烟气治理中得到应用[6-8]。它不仅能实现高效脱硝,还能脱汞、脱VOCS(Volatile Organic Compounds)、治理SCR氨逃逸,实现多种污染物一体化协同脱除[4,9]。
2 臭氧脱硝原理
臭氧脱硝主要是利用臭氧的强氧化性,将不可溶的低价态氮氧化物氧化为可溶的高价态氮氧化物,然后在脱硫塔内氮氧化物被洗涤、吸收,达到脱除的目的。臭氧对一氧化氮(烟气中氮氧化物的主要成分)进行氧化是本技术的核心反应原理。一氧化氮被氧化的公式为:
2NO+3O3=N2O5+3O2(1)
2NO2+O3=N2O5+O2(2)
NO+O3=NO2+O2(3)
经过氧化反应后,绝大部分臭氧被消耗,剩余的少量臭氧在脱硫塔中进行分解。臭氧脱硝技术的优势如下:
1)高灵活性。由于臭氧脱硝对温度的要求不高(80~200℃),臭氧喷射装置布置在炉后尾部烟道的脱硫塔入口前端,该处的烟气温度满足臭氧脱硝的要求。现场可以根据的烟道布置情况,灵活调整安装位置,喷射喷嘴与烟道格栅的总压损不超过100Pa,对锅炉运行影响非常小。
2)施工便捷。臭氧发生器属于成型设备,安装工程量小;针对喷射系统而言,只需对一段烟道进行改造,施工工程量小,施工便捷。
3)易于维护、操作管理简单。整个工艺涉及的核心设备是臭氧发生器,设备少,且属于自动化控制。臭氧发生器的维护主要是臭氧发生单元的维护,需要根据运行情况定期维护。
4)可以随锅炉负荷及NOx排放的变化调整臭氧产量,降低能耗。
5)系统调试简单、启动时间短。
在SCR脱硝效率达到设计值的情况下,采用臭氧脱硝技术与现有的SCR系统配合使用,降低NOx排放浓度的同时缓解现有SCR设备的运行压力,并实现氨逃逸的良好控制。它是传统脱硝技术的一个高效补充技术[10]。
3 臭氧脱硝系统设备
臭氧脱硝系统主要由制氧分系统、臭氧发生系统、臭氧喷射系统、工艺水系统、吸收塔系统、辅助系统和DCS控制系统(Distributed Control System)组成。
其中制氧采用加压吸附真空解吸法(Vacuum pressure Swing Adsorption, VPSA)进行制得,该系统主要由真空泵、鼓风机、吸附塔、氧压机、电气仪表控制系统以及缓冲罐、平衡罐等组成。变压吸附制氧装置,是在常温条件下,利用分子筛选择性吸附空气中的氮气,降低吸附塔压力以脱附吸附于分子筛中的氮气,从而实现吸附—脱附循环操作,连续制取纯度90~95%,露点小于-60℃的氧气。
臭氧发生系统主要由臭氧发生器、冷却内循环水系统、仪器仪表控制系统等组成。臭氧发生器采用微间隙介质阻挡放电设计,不仅大大提高了运行的效率,而且增加了系统连续运行的安全可靠性。臭氧发生器放电单元所采用的模块化设计方法,使设备的安装,检修和维护工作更加容易。有90%左右的电能不是用来生成臭氧而是转变成热量,这部分热量必须由冷却内循环水系统携带至电厂外循环冷却系统。当冷却水温度超过系统设计温度或水量不足时,系统会自动发出报警信号并降低臭氧发生器功率。
臭氧喷射系统主要由稀释风机、混合器、喷嘴和格栅等组成的。臭氧喷射系统是影响臭氧脱硝效率的核心部件,其中稀释风机的选型、混合器距吸收塔的距离、喷嘴的方向以及格栅的设计都会影响到臭氧脱硝的效率。
某330MW燃煤电厂为了落实河北省深度减排攻坚方案,经过多次调研和技术比选,决定采用臭氧脱硝技术进行改造。表1和表2分别为该发电厂锅炉、SCR系统的设计参数,表3则为本次臭氧脱硝改造的设计参数。
4臭氧脱硝改造效果
某330MW燃煤电厂采用臭氧脱硝技术顺利通过168试运,该项目采用VPSA现场制氧,配置60kg/h臭氧发生器,DCS全自动控制,设备运行状态良好。经环保监测,烟囱出口NOx浓度小于25mg/Nm3、SO2/SO3转化率小于1.5%、总排口出未检测到臭氧逃逸、SCR出口氨逃逸率小于2.28mg/Nm3。各项目性能指标完全满足技术协议要求,取得了圆满成功。具体的性能试验结果参见表4。
在不同锅炉蒸发量(985t/h、845t/h和700t/h)和SCR出口NOx折算浓度为40mg/Nm3的前提下,向烟道内喷射60kg/h的臭氧,考察总排口处NOx的变化规律。图1为主蒸汽流量为985t/h条件下,SCR出口和总排口处NOx折算浓度在24个小时内的变化规律。在臭氧投放量固定时,总排口处NOx折算浓度的变化规律与SCR出口NOx折算浓度相一致,其中SCR出口和总排口处NOx折算浓度的平均值分别为:40.06mg/Nm3和24.91mg/Nm3,臭氧脱硝系统能脱除15.15mg/Nm3的NOx。
图2为主蒸汽流量为845t/h条件下,SCR出口和总排口处NOx折算浓度在24个小时内的变化规律。在臭氧投放量固定时,总排口处NOx折算浓度的变化规律与SCR出口NOx折算浓度相一致,其中SCR出口和总排口处NOx折算浓度的平均值分别为:40.43mg/Nm3和20.01mg/Nm3,臭氧脱硝系统能脱除20.42mg/Nm3的NOx。
图3为主蒸汽流量为700t/h条件下,SCR出口和总排口处NOx折算浓度在24个小时内的变化规律。在臭氧投放量固定时,总排口处NOx折算浓度的变化规律与SCR出口NOx折算浓度相一致,其中SCR出口和总排口处NOx折算浓度的平均值分别为:39.59mg/Nm3和14.65mg/Nm3,臭氧脱硝系统能脱除24.94mg/Nm3的NOx。
图4为不同O3/NOx摩尔比对臭氧脱硝效率的影响作用,从图中可以看出:随着O3/NOx摩尔比的增加,臭氧脱硝效率逐渐增加。当O3/NOx摩尔比分别为:1.28、1.49和1.80时,臭氧系统的脱硝效率分别为:37.83%、50.53%和63.00%。
相关研究表明[10]:NOx脱硝效率随着臭氧投加量的增加而增大的速率变缓,臭氧脱硝效率越高,投资成本就越高,性价比越差。而在大型燃煤电厂基本上能达到超低排放的前提下,完成河北省深度减排的要求,即NOx浓度都能控制在30mg/Nm3以内,臭氧脱硝的设计效率宜小于等于50%。
5结论
为了完成河北省深度减排的要求,同时考虑到氨逃逸超标对空预器的影响,将臭氧脱硝技术首次应用到330MW大型燃煤电厂。
本次臭氧脱硝技术的应用成功,为大型燃煤电厂深度减排提供了一项可靠的脱硝技术路线,它是现有SCR脱硝或SNCR技术的一个高效补充,不受锅炉负荷的影响,同时能间接解决氨逃逸超标带来的空预器堵塞这一顽疾。
在超低排放的前提下,臭氧脱硝的设计效率宜不小于等于50%,以达到最优的环保效益和经济效益。另外臭氧脱硝技术不仅设备成熟、施工周期短,而且扩容性好,为后续NOx的近零排放做铺垫。
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。
日前,国投集团电子采购平台发布国投金城冶硫酸尾气臭氧脱硝项目候选人公示。公告显示,湖北陆盛环保工程有限公司预中标该项目,详情如下:国投金城冶硫酸尾气臭氧脱硝项目候选人公示(招标编号:000645-22ZB0271/01)
5月25日,中冶设备总院成功中标德龙钢铁有限公司四期发电锅炉烟气脱硝项目。该项目采用臭氧脱硝工艺,对德龙钢铁有限公司四期煤气发电锅炉现有烟气脱硝装置进行升级改造,增设了臭氧发生装置及配套设备。该项目实施后可实现锅炉烟气NOx排放浓度小于30mg/Nm3,满足锅炉烟气低氮排放的要求。该项目是中冶
摘要:介绍了臭氧脱硝氨法脱硫(O3+NH3)用于催化裂化烟气处理的联合工艺.该技术是烟气先在臭氧作用下,烟气中的NOx被氧化成易溶于水的高价氮氧化物,然后进入烟气洗涤塔,并与氨反应生成亚硫酸铵、硝酸铵,亚硫酸铵经空气氧化生成硫酸铵.与LoTOx+EDV技术相比,臭氧脱硝氨法脱硫技术总投资降低69%左右,运行成
摘要:本文介绍了在某生物能源有限公司电厂170t/h蔗渣锅炉应用臭氧脱硝技术,使得氮氧化物排放从150mg/m降低到70mg/m。从技术角度分析,臭氧脱硝适合生物质锅炉NOx的提效改造,设备简单独立,不受锅炉燃烧工况影响,设备维护简单,可在线检修维护。臭氧脱硝技术可作为传统脱硝技术的一个高效补充,在中
今年上半年以来,全国各地有关臭氧污染的新闻不断爆出,臭氧这个之前大家比较陌生的污染物开始得到广泛关注。根据中国环境监测总站发布的信息,2017年,全国臭氧超标率明显增加,峰值浓度出现明显抬升。更惊人的是,环保部上月发布的2017年上半年城市空气质量数据显示,竟在5月内,338个城市臭氧浓度上
近日,科行环保凭借优异的投标方案、强大的企业实力、优良的企业形象和美誉度,成功中标呼伦贝尔额尔古纳市兴通热力有限公司3times;35t/h链条炉的脱硫、脱硝、除尘一体化项目。根据该项目锅炉型号及相关参数,出口配置布袋除尘器,臭氧脱硝、湿法脱硫等系统。脱硫系统采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺,
随着中国政府对削减工业行业大气污染物排放力度的不断加大,企业急需寻找更有效的应对方案。采用臭氧脱硝技术可得到较高的NOX脱除率,典型的脱除范围为70%~90%,甚至可达到95%,并且可在不同的NOX浓度和NO、NO2的比例下保持高效率。目前国内石化行业已经率先使用臭氧脱硝,国内金陵石化、茂名石化、湛
9月22日,中建材环保研究院(江苏)有限公司(以下简称“中建材环保院”)受北极星环保网邀请参加第五届工业烟气深度治理高峰论坛,并在会上就“典型水泥窑高温高尘烟气SCR脱硝工程及运行”做主题演讲。报告深度剖析了现阶段水泥窑烟气SCR脱硝技术难点、解决方案和发展方向,从SCR反应器优化设计、耐磨
本文根据垃圾焚烧项目烟气净化提标改造的契机,运用PNCR+SNCR结合工艺,解决原有SNCR工艺达不到环保新指标的难题,并通过调试运行,将两者有机结合,降低PNCR单一工艺的运行成本,在实际项目中取得良好效果。
SCR,即选择性催化还原技术,是当前主流的脱硝技术手段。与其它锅炉烟气脱硝技术相比具有脱硝效率高的特点,一般可达80%~90%以上。技术相对成熟,二次污染小。缺陷是关键技术难度大,无法同时进行脱硫,且烟气易结露腐蚀设备和管道。技术路线是高温催化作用下,利用还原剂(NH3、液氨、尿素等)“有选择性”地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的氮气和水。
锅炉燃用低热值高灰分燃料,尾部灰浓度远高于煤粉锅炉,会造成SCR反应器催化剂磨损严重、使用寿命降低,将使运行费用增加较大;省煤器后烟温较煤粉炉低,设计310℃左右为SCR脱硝反应的温度下限,不利于SCR反应器提高脱硝效率;由于催化剂的加入会将SO2氧化为SO3并与逃逸氨反应生成硫酸氨和硫酸氢铵,易造成空预器积灰堵塞和腐蚀且系统阻力增加较大,影响机组运行安全。鉴于以上因素,不考虑采用SCR或者SNCR+SCR联合脱硝工艺。
摘要:某电厂针对锅炉烟气脱硝系统运行中存在的问题进行深入地研究,在原有脱硝设备系统基础上,实施了SCR脱硝系统的改造,使得锅炉烟气氮氧化物的排放达到了环保要求标准,从而实现本单位的节能高效发展目标。关键词:锅炉烟气;SCR脱硝系统;氮氧化物;某电厂共有三台240t/h循环流化床锅炉,之前炉膛顶
一、垃圾焚烧行业现状1.1、行业现状随着政府进一步“推进生活垃圾资源化利用”,我国在运行的垃圾焚烧厂已在2020年6月达到455座,并且过去5年间垃圾焚烧厂数量的年均复合增长率为15.6%,垃圾焚烧能力进一步提高。垃圾焚烧行业的发展同步引起了垃圾焚烧烟气排放治理的重视,2014年国家环保部发布的《生
近年来,随着国家环保政策收紧、管控力度的加大,各地对于水泥工业氮氧化物(NOx)排放要求更加严苛。如何加强水泥工业大气污染物治理、保护生态环境、减少污染物排放、实现绿色发展仍是水泥工业面临的紧迫任务。2020年12月18日,《中国建材报》刊登了《国内外首台套水泥窑炉中低温烟气SCR脱硝工程项目
摘要:煤炭是焦化企业重要的能源支撑,在产出的烟气中具有氮氧化合物与二氧化硫。出于焦炉烟气能做到达标排放,则应该进一步强化所使用的烟气脱硫脱硝技术。对此,文章将对该方面技术的有关应用加以简要分析。引言焦化企业在产生过程中会形成大量的氮氧化物与二氧化硫。而这两种物质也是造成大气污染的
摘要:针对目前SCR烟气脱硝的研究和应用现状,分析了玻璃熔窑的主要烟气特点以及燃料种类对玻璃熔窑烟气工况的影响。玻璃熔窑在进行SCR脱硝时,应结合玻璃窑炉燃烧温度、原料组成、燃料种类以及烟气工况来选择SCR催化剂种类,根据SCR催化剂基体和改性特点,合理选择减排工艺,满足国家排放要求,降低生产成本
2020年12月3日,中国环境保护产业协会在京组织召开了同兴环保科技股份有限公司申请的“烧结机头烟气低温SCR脱硝技术与装备”成果鉴定会。来自北京航空航天大学、中冶建筑研究总院有限公司、北京化工大学、冶金工业规划研究院、北京市劳动保护科学研究所、北京低碳清洁能源研究院、首钢集团公司等单位的
近年来,随着国家对环保的重视,我国大气污染得到了遏制,城市空气质量逐步改善。然而,大气污染状况依然严峻,细颗粒物PM2.5仍然是城市主要的大气污染物。随着大气污染防治领域的不断稳步发展,我国涌现出了一批优秀的烟气治理企业,将打赢蓝天保卫战视为己任。为此,作为行业门户网站的北极星环保网
国家能源招标网发布宁夏电力灵武公司1号机组电除尘器提效改造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:宁夏电力灵武公司1号机组电除尘器提效改造工程公开招标,项目招标编号为:CEZB240402251,招标人为国能宁夏灵武发电有限公司,项目单位为:国能宁夏灵武发电有限公司,资金来源为自
项目一:京能秦皇岛热电二期2x660MW工程项目地点:河北省秦皇岛经济技术开发区下徐各庄,京能秦皇岛热电现厂址西南侧扩建端建设内容:规划建设2台660MW超超临界燃煤供热机组,配2台2,068吨/小时锅炉。项目投产后,可实现2,000万平方米供热面积及200吨/小时工业蒸汽供应能力。投资金额:项目总投资为608
近日,四川省生态环境厅发布《四川省空气质量持续改善行动计划实施方案(征求意见稿)》。方案提出,大力发展新能源和清洁能源。到2025年,非化石能源电力装机比重达83.3%,非化石能源消费比重达41.5%左右,电能占终端能源消费比重达30%左右。持续增加天然气生产供应,稳步推进“国家天然气(页岩气)
北极星电力网获悉,近日,达州市通川区政府发布国家电投川东北高效清洁煤电综合利用一体化项目2×1000MW新建燃煤机组环境影响评价报批前公示等文件。项目名称:国家电投川东北高效清洁煤电综合利用一体化项目2×1000MW新建燃煤机组;项目选址:厂址位于四川省达州市达川区下辖石梯镇愉活村,厂址东距达
中招联合招标采购平台发布锡林郭勒苏能白音华电厂2×66万千瓦项目-脱硫系统及烟气提水EPC项目-中标候选人公示,北京清新环境技术股份有限公司预中标,报价27900万元。该项目招标内容包括烟气脱硫提水一体化系统以内且能满足2×660MW超超临界燃煤机组烟气脱硫提水一体化系统正常运行所必须的从初步设计
近日,大唐集团发布临海头门港电厂项目勘察设计招标公告。大唐临海头门港电厂项目位于浙江省台州市临海市,2×660MW超超临界燃煤机组,同步建设脱硫、脱硝装置。详情如下:
北极星电力网获悉,近日,国家能源集团发布吉林公司吉林热电“等容量替代”新建2×350MW热电联产项目燃煤机组工程锅炉及附属设备、汽轮发电机组及附属设备采购公开招标中标候选人公示。详情如下:吉林公司吉林热电“等容量替代”新建2×350MW热电联产项目燃煤机组工程锅炉及附属设备采购公开招标中标候
1月25日,河南分公司沁北电厂自主完成的一项发明专利《燃煤机组脱硝全负荷投运控制方法》获得国家知识产权局授权。该专利通过减少机组启动过程中尾部烟道烟气的换热量,提高给水温度等方式,加快烟气的温升速率,进一步扩展脱硝反应器投运条件,实现燃煤机组脱硝系统从机组启动到带满负荷的全过程投运
国家能源招标网发布宁夏电力国能宁夏中卫电厂4×660MW机组扩建工程脱硝系统EP项目公开招标项目招标公告:1.招标条件本招标项目名称为:宁夏电力国能宁夏中卫电厂4×660MW机组扩建工程脱硝系统EP项目公开招标,项目招标编号为:CEZB240400711,招标人为国能中卫发电有限公司,项目单位为:国能中卫发电
北极星电力网获悉,华电集团电子商务平台近日发布喀什华电2×66万千瓦热电联产项目主机设备中标候选人公示,详情如下:CHDTDZ012/23-ZJ-001【锅炉(含脱硝)设备招标】中标候选人第1名:哈尔滨锅炉厂有限责任公司,投标报价:105200.000000万元,质量:满足招标文件要求,工期/交货期/服务期:满足招标文
北极星电力网获悉,山东省能源局近日发布关于淄博市2023年已关停淘汰燃煤机组名单的公示,详情如下:按照我省关于关停淘汰30万千瓦以下低效燃煤机组相关工作要求,现将淄博市2023年已关停淘汰燃煤机组名单进行公示,接受社会各界监督。如发现实际情况与公示不符,请及时与我们联系。公示时间:2024年1
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!