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0 前言
湛江钢铁三高炉系统(电厂工程),一期已建设2×350MW亚临界(掺烧煤气燃煤机组),并于2015年投产。自2019年,一期1#和2#机组均开始采用上海瀚昱环保材料有限公司生产的高-低温型SCR脱硝催化剂,2#机组2019年1月投运,1#机组2019年3月投运,2台机组4年时间经历60多次启停炉及深度调峰考验,NOx无任何超标点,真正实现了“全负荷”NOx超低达标排放。在1#及2#机组成功应用基础上,湛江钢铁在二期扩建的两台135MW亚临界超高温煤气锅炉也采用了上海瀚昱环保材料有限公司的高-低温型催化剂,并在2021年初成功投运并网,实现“全负荷”NOx超超低排放达标要求。
1 烟气参数
本项目为亚临界超高温煤气锅炉烟气,设计工况为BFG80%+COG20%,最恶劣工况为50%BFG+50%COG,烟气参数见表1.
表1主要烟气参数
2 排放要求
本工程采用选择性催化还原法(SCR)脱硝工艺处理100%烟气量,使用液氨为还原剂,要求脱硝装置脱硝效率不小于86%。并满足相关排放标准。脱硝系统保证锅炉并网后任意工况下的NOx排放浓度不大于28 mg/Nm3(3%O2,干基),具体要求见表2.
表2 脱硝性能保证值
3 项目设计与设施
本项目的低温脱硝催化剂的设计参数如表3所示
表3 催化剂设计参数
本项目的难点在一是尾端NOx要求低,需要在全负荷的情况下达到28 mg/Nm3(3%O2,干基)以下;二是正常催化剂反应温度在400℃左右,这也需要将SO2/SO3转化率严格控制在1%以下。所以这需要使用SCR催化剂既能保证在低温环境下有着非常良好的脱硝活性的同时,在高温环境下也可以让SO2/SO3转化率保持在较低水平。而上海瀚昱环保材料有限公司生产的高-低温型SCR脱硝催化剂完全满足了这两方面的要求。3#机组2021年1月投运,4#机组2021年4月投运,两台机组在烟温120℃~420℃全部达到超超低排放要求,NOx≤28 mg/Nm3(3%O2,干基),氨逃逸率<3ppm,SO2/SO3转化率<1%,实现“全负荷”NOx超超低排放达标。由图1可以看到,3#机组NOx排放值仅为0.307 mg/Nm3(3%O2,干基),排烟温度为53.4℃,大幅度超过了技术协议中所规定的参数要求。使用至今,3#、4#两台机组经历多次启停炉及深度调峰考验,NOx排放值始终为超标,实现了“全负荷”NOx超超低排放达标要求。
图13号机组运行画面
4 总结
燃气机组相对于燃煤机组而言,烟气成分相对比较干净,但是项目要求更高,需要达到NOx超超低排放要求,并且对于SCR脱硝催化剂来说,使用温度范围更广,达到了120~420℃,这要求催化剂能在保持良好低温脱硝活性的同时,兼具了十分优异的高温热稳定性以及高温环境下低SO2/SO3转化率的特点,这也给SCR脱硝催化剂提出了更高的标准和要求。
上海瀚昱环保材料有限公司经过多年研发及应用,切实考虑了各项烟气参数对催化剂的影响,根据多年工程应用经验,并在实验室的数据和表现的基础上,研发和生产的高-低温型SCR脱硝催化剂完全符合国家对于燃煤燃气发电机组所要求的“全负荷”NOx超低排放标准,在湛江钢铁自备电厂的1#、2#两台燃煤机组以及3#、4#两台燃气机组均得到了成功的应用,为燃煤燃气发电行业“全负荷”NOx达标排放运行提供了宝贵的借鉴和参考价值。
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