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混合法脱硝工艺在燃煤机组超低排放中的应用

北极星环保网来源:科技创新与应用 路晓锋 等2019/11/19 9:37:35我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:脱硝工艺 脱硝技术 氨逃逸

3 原 SNCR 系统产生氨逃逸能力测试

在进行 SCR 脱硝系统设计前,首先对原 SNCR 系统的产生氨逃逸能力及其在空预器入口截面上的分布进行了实验测试。实验测量了 600MW 下基础工况,即按照原运行参数运行的工况,此时喷枪投入三区和四区,控制 NOx浓度为 150mg/m3。同样测量了当仅增加四区喷枪喷入尿素溶液流量的工况,此时其它运行参数保持不变,比较这两种工况下氨逃逸浓度的增加和氨逃逸的分布。

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图2伊敏电厂6号炉基础工况氨逃逸分布图

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图3伊敏电厂6号炉基础工况NOx分布图

实验使用化学法对氨逃逸量进行测量,使用便携式烟气分析仪对烟气中的 NO 和 O2进行测量。测量的位置在空预器入口截面上。图 2 和图 3 给出了伊敏电厂 6 号炉在基础工况下测量得到的空预器入口截面上的氨逃逸和 NOx分布云图,图 4 和图 5 给出了伊敏电厂 6 号炉在增加 4 区喷枪喷入尿素溶液流量后空预器入口截面上氨逃逸和 NOx分布云图。从图 2 和图 4 我们可以看到,当 SNCR 系统在满负荷时,投运三区和四区喷枪时,空预器入口处的氨逃逸浓度分布很不均匀,呈现出前后墙浓度较高,而中间浓度较低的趋势。同时可以看到,增加四区投入的尿素溶液流量,能够较显著的增加系统的氨逃逸数量。从图 3 和图 5 可以看到,增加四区的尿素溶液流量,NOx的数量变化不大,其分布规律也基本都呈现出前墙浓度较高的趋势。

通过对原 SNCR 系统各工况下逃逸氨浓度及其分布趋势的测试可以得出结论:通过增加 SNCR 系统四区喷枪投入的尿素溶液流量能够使系统产生较多的氨逃逸,但此氨逃逸在空预器入口截面上的浓度分布是不均匀的。

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图4伊敏电厂6号炉增加尿素溶液后氨逃逸分布图

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图5伊敏6号炉增加尿素溶液后NOx分布图

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图6 SCR系统流场数值模拟结果

4 SCR 系统改造

通过对原 SNCR 系统氨逃逸分布的测试得知 SNCR 系统产生的氨逃逸在空预器入口截面上的分布是不均匀的,如果仅将SCR 反应器安装在空预器入口烟道上而不采取任何措施的话,那么进入 SCR 反应的氨逃逸分布会很不均匀,从而会影响脱硝效率甚至催化剂的化学寿命。

通过采用数值模拟的方法对 SCR 系统烟道进行了流场设计,并添加了烟气混合器,以改善进入 SCR 反应器的氨氮摩尔比分布的均匀性。图 6给出了加装烟气混合器和导流板后省煤器出口和第一层催化剂入口氨浓度分布的云图,从图中可以看到,当原 SNCR 系统产生的氨逃逸浓度不均匀时,经过优化设计的 SCR 系统进口烟道后,进入第一层催化剂入口面上的氨浓度分布均匀性有很大的改善。

5 SNCR+SCR 混合法脱硝的实际效果

通过对伊敏电厂三期两台机组原 SNCR 系统的摸底测试,以及根据测试结果对 SCR 系统烟道进行优化设计之后,对这两台机组进行了脱硝改造。6 号炉在428MW 负荷下 SCR 系统的 DCS画面,改造后两个反应器的脱硝效率在 47%左右,SCR 反应器出口 NOx浓度低于 90mg/m3。同时在调试的时候也发现,继续增大SNCR 系统四区喷枪的尿素溶液流量,能够将 SCR 反应器出口的NOx调节到 50mg/m3以下。

6 结束语

通过对伊敏电厂三期 2×600MW 机组SNCR 系统进行摸底测试及 SCR 系统改造,我们成功的实施了在不增加补氨喷枪情况下的 SNCR+SCR 混合法脱硝技术。得到的主要结论如下:

(1)SNCR 系统能够产生足够的氨逃逸供下游 SCR 反应使用。

(2)SNCR 系统产生的氨逃逸的分布均匀性较差,需要加设烟气混合器和导流板才能使进入反应器的氨逃逸分布相对比较均匀。

(3)在目前的 SNCR+SCR 混合法脱硝运行情况下,适当增大 SNCR 系统四区的尿素溶液流量能够使 SCR 反应器出口的 NOx降低到 50mg/m3以下。将来进行超低排放改造的时候,仍然可以使用 SNCR+SCR 混合法脱硝的技术路线。

延伸阅读:

烟气脱硝工艺安全性简述

SNCR-SCR联合脱硝工艺的工程应用

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