循环流化床技术脱硫脱硝的试验研究
- 格式:docx
- 大小:11.63 KB
- 文档页数:3
内循环流化床烟气脱硫技术研究一、研究背景随着我国经济的快速发展,工业生产和能源消耗也在不断增加,这导致了空气质量逐渐恶化,尤其是大气中的二氧化硫(SO浓度逐年攀升。
为了改善空气质量,减少污染物排放,我国政府对环境保护和节能减排提出了更高的要求。
因此研究和开发新的烟气脱硫技术显得尤为重要。
内循环流化床烟气脱硫技术是一种新型的环保技术,它可以将烟气中的二氧化硫有效地去除,从而达到降低污染物排放的目的。
这种技术具有操作简便、效率高、能耗低等优点,因此备受关注。
然而目前内循环流化床烟气脱硫技术在实际应用中还存在一些问题,如脱硫效率不高、设备成本较高等,这些问题亟待解决。
1. 国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状及存在的问题;内循环流化床烟气脱硫技术作为一种环保的脱硫方式,近年来在国内外得到了广泛的关注和研究。
然而尽管这项技术有很多优点,但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
首先让我们来看看国内外内循环流化床烟气脱硫技术的发展现状。
在国内这项技术已经取得了一定的进展,但与国外相比还有很大的差距。
目前国内的一些大型钢铁企业已经开始采用内循环流化床烟气脱硫技术,但由于技术和资金等方面的限制,这些项目的运行效果并不理想。
而在国外内循环流化床烟气脱硫技术已经非常成熟,广泛应用于各种工业领域。
那么为什么内循环流化床烟气脱硫技术在国内还存在这么多问题呢?一方面这可能与国内的技术水平和管理水平有关,与国外相比,国内的环保意识和技术水平还有待提高。
另一方面这也可能与国内的投资环境有关,由于环保政策的限制和市场竞争的压力,很多企业可能会选择更为简单和低成本的脱硫方式。
虽然内循环流化床烟气脱硫技术在国内外都得到了广泛的关注和研究,但在实际应用中仍然存在一些问题和挑战。
我们需要进一步加强技术研发和人才培养,同时改善投资环境和管理水平,才能更好地推动内循环流化床烟气脱硫技术在我国的发展。
2. 国家环保政策和法律法规的要求话说这环保事儿,可真是让人头疼。
浅谈循环流化床锅炉脱硫脱销1 概况随着我国工业产业迅猛发展,环境污染显得更加突出。
尽管快速发展的工业使人民的生活水平大幅度提高,但环境污染也给人们的身心健康带来较大危害。
据报道我国南方酸雨的PH值达到了3-4,可见大气中SO2、NOx的浓度已到了相当高的程度。
由于煤炭中含有一定量的硫和氮,一般认为,大气中的SO2、NOx主要来源于火力发电厂燃煤锅炉和工业燃煤锅炉排放的烟气中。
近年来,循环流化床锅炉作为一种环保型锅炉在工业生产中被广泛应用。
因此,搞清循环流化床锅炉SO2、NOx的产生过程,对我们有效控制、降低锅炉SO2、NOx的排放浓度和采取合适脱硫脱硝方法是非常必要的。
2 SO2和 NOx的特性及其危害性SO2是一种无色有刺激性气味的气体,是对大气环境危害严重的污染物。
在阳光催化下,SO2进行复杂的化学反应形成硫酸,再经雨水淋降至地面即形成酸雨。
氮氧化物有NO、NO2和N2O三种,NO是一种无色无味有毒的气体,约占煤燃烧产生的氮氧化物总量的90-95%,它在大气存在的时间极短,便被氧化成NO2,NO2与水反应也会形成酸雨。
酸雨对农作物有较大的危害,它会造成农作物茎叶色斑,导致农业减产,也会对建筑物造成侵蚀,缩短建筑物的寿命。
此外,空气中的SO2、NOx会刺激人们的呼吸道,使人呼吸道疾病的发病率提高。
同时,SO2和NOx也是诱发癌症的原因之一。
NO还会造成臭氧层的破坏,N2O 是一种无色有毒气体,与氧气反应生成NO,是大气平流层中NO的主要来源,可以破坏大气平流层的臭氧,它也是一种温室气体。
3 煤燃烧过程中SO2析出的动态特性煤中硫的存在形式及反应过程硫在煤中的存在形式主要有有机硫、无机硫两种。
无机硫主要为黄铁矿FeS2。
有机硫在煤加热至400℃时即开始大量分解,一般认为有机硫首先分解为H2S,然后遇氧再反应生成SO2,而黄铁矿硫在300℃就开始分解,但大量分解在650℃以上,而流化床燃烧的典型温度区在800-900℃之间。
科技成果——循环流化床脱硫+中低温SCR脱硝技术成果简介
本脱硫脱硝技术工艺流程为“烧结机/带式焙烧机→电除尘器→主引风机→脱硫反应塔→布袋除尘器→GGH换热器(原烟气段)→SCR 脱硝→GGH换热器(净烟气段)→脱硫脱硝引风机→烟囱排放”。
其中,脱硫吸收塔采用循环流化床超净吸收塔技术,循环流化床工艺主要由吸收剂制备与供应、吸收塔、物料再循环、工艺水、布袋除尘器以及副产物外排等构成,一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂。
单套吸收塔自下而上依次应为进口段、塔底排灰装置、文丘里加速段、循环流化床反应段、顶部循环出口段,烟气从吸收塔(即流化床)底部进入,吸收塔底部为一个文丘里装置,烟气流经文丘里管后速度加快,与细的吸收剂粉末互相混合,使颗粒之间、气体与颗粒之间产生剧烈摩擦,形成流化床,在喷入均匀水雾、降低烟温的条件下,吸收剂与烟气中的二化硫反应生成CaSO3和CaSO4。
脱硫后烟气温度为80-110℃,进入由GGH换热器、烟气加热炉、SCR反应器、氨站等组成的低温脱硝系统,经过GGH换热、加热炉将温度加热至160-300℃,进入SCR反应器,在催化剂的作用下,当烟气温度为280-300℃时,利用氨作为还原剂,与烟气中的NOx反应,产生无害的氮气和水,最后洁净烟气经系统引风机排往烟囱。
烟囱出口颗粒物排放≤10mg/Nm3,SO2排放≤35mg/Nm3,NOx 排放≤50mg/Nm3(干标,16%O2)。
应用情况
首钢京唐钢铁联合有限责任公司。
目前6套脱硫脱硝系统运行稳定,烧结/球团排放烟气经消石灰脱硫、氨水为还原剂低温SCR脱硝工艺深度处理,无废水产生,处理后出口烟气主要排放指标,颗粒物浓度:1mg/Nm3、SO2浓度:15mg/Nm3、NOx浓度:25mg/Nm3,以16%含氧量折算。
烟气循环流化床同时脱硫脱硝运行分析和数值模拟烟气循环流化床脱硫是燃煤热电厂广泛采用的一种烟气脱硫技术。
由于国家对燃煤锅炉的污染物排放标准不断提高,不仅对SO2排放浓度提出了更高的要求,同时对氮氧化物也提出了要求,现阶段总体要求为达到《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中天然气排放标准(“50355”排放标准),即:SO2<35mg/m3,NOx<50mg/m3,烟尘<5mg/m3。
由此对采用烟气循环流化床脱硫技术的燃煤热电厂带来了限期升级改造的要求。
本文主要内容为杭州杭联热电有限公司已实施的烟气循环流化床同时脱硫脱硝工艺的实例分析,同时为了解烟气循环流化床同时脱硫脱硝的内部工作情况,对其进行数值模拟。
本文的主要研究内容与结论如下:(1)了解国内外燃煤锅炉烟气脱硫技术的研究和应用的发展,半干法烟气循环流化床脱硫工艺分析,低温脱硝(COA)工艺分析。
(2)根据杭州杭联热电有限公司3#锅炉机组的实际运行情况,对半干法烟气循环流化床的脱硫、低温脱硝运行情况进行了分析,同时对脱硫脱硝副产物进行了分析。
结论是采用烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术,可以保证燃煤锅炉的污染物排放浓度达到“50355”排放标准,用于国内燃煤热电厂超低排放改造具有示范效应。
(3)本文中利用DesignModeler进行三维实体建模,并用ANSYS Icem进行网格划分。
本文基于Fluent软件,采用化学组分输运模型对烟气循环流化床中的SO2和NO脱除过程进行模拟。
结合烟气循环流化床的特性,高浓度充分混合的化学反应特征,本文采用有限速率/涡耗散模型进行模拟。
通过数值模拟,可以清楚地了解烟气循环流化床内部的工作情况,包括压力变化、速度变化、各反应物的组分变化情况。
(4)烟气循环流化床同时脱硫脱硝技术可以成为一种有效、改造费用较低,占用场地较少、无废水排放的超低排放改造技术路线。
我国烧结烟气脱硫现状及脱硝技术研究随着全世界经济的快速发展,环境问题已经成为了我们人类所面临的最严峻的问题之一。
而其中大气环境又是人类赖以生存的最基本的要素之一,如今人们还是主要利用煤、石油和天然气等能源作为燃料,它们的燃烧会产生大量的二氧化硫、氮氧化合物和烟尘颗粒物等,而其中SO2和NOx又是主要的大气污染物,对大气环境造成了严重的污染。
大气污染造成的自然灾害也在我们的身边频繁發生,酸雨泛滥、气候异常、光化学烟雾等严重影响了我们的生活、健康,可以预见,如果随着大气环境的不断恶化,最终会导致地球生态环境和平衡遭到严重破坏,人类以及动植物的生存将会面临严重威胁。
标签:烟气烧结;脱硫技术;脱硝技术一、烟气脱硫脱硝技术现状目前,人们为了减少二氧化硫排放到大气中去,主要采用的控制方法是燃烧一些低硫燃料、对燃料进行前期脱硫、燃料燃烧过程脱硫以及末端尾气处理。
燃烧前脱硫主要是利用一些特定的方法对煤等燃料进行净化,以去除原来燃料中的硫分、灰分等杂质。
燃烧过程中脱硫主要是指当煤等燃料在炉内燃烧时,同时向炉内恰当的位置喷入脱硫剂(常用的有石灰石、熟石灰、生石灰等),脱硫剂在炉内较高温度下受热分解成CaO和MgO等,然后与燃烧过程中产生的SO2和SO3发生反应,生成硫酸盐和亚硫酸盐,最后以灰渣的形式排出,从而达到脱硫的目的。
而目前世界上应用比较成熟的技术主要是燃烧后脱硫,即烟气脱硫技术。
其中,又以一些湿法、干法以及其他典型的方法应用最为广泛。
二、烟气脱硫技术(一)湿法烟气脱硫技术(1)石灰石/石灰法石灰石/石灰法烟气脱硫是采用石灰石或者石灰浆液脱除烟气中二氧化硫的方法。
石灰石/石灰法开发比较早,工艺成熟,吸收剂价格便宜而且容易得到,应用比较广泛。
其主要工艺参数为:浆液pH在5.6-7.5之间,浆液固体含量:1.0%-15%,液气比:大于5.3L/m3钙硫比为1.05-1.1之间,碳酸钙粒度90%通过325目,纯度大于90%脱硫率大于90%。
循环流化床燃烧及脱硫脱硝技术探讨我国现如今的能源实际结构决定了煤炭在我国未来很长时期内必将是发展的主要能源,所以煤炭的燃烧的排放仍然是我国未来排放污染物的主要来源,煤炭的燃烧是影响城市环境质量和以及人体健康的首要因素。
现在循环流化床锅炉脱硫技术在我国的使用是非常少的,所以严重缺少可以参考的技术经验和有关数据,这就导致对循环流化床锅炉脱硫工艺的有关参数设计以及脱硫的性能严重的不合理并且脱硫的效率非常低,使循环流化床锅炉脱硫的作用不能充分发挥。
标签:循环流化床;脱硫;脱硝循环流化床的燃烧技术是在国际上最近几十年来发展起来的新兴的具有燃烧高效且低污染的非常清洁燃烧技术,循环流化床燃烧技术实现了燃料和脱硫剂两者混合经过多次的循环和反复的进行低温燃烧以及脱硫的反应,循环流化床燃烧技术凭借自身高效和低污染燃烧等诸多的优势,受到了世界上各个国家的重视,不管是从洁净煤燃烧技术方面又或者是结合目前我国的经济发展的现状来看,循环流化床这一燃烧技术都务必成为我国煤炭燃烧技术发展重点。
1 脱硫脱氮技术的发展现状1.1 脱硫技术煤炭在燃烧前的脱硫工序,脱硫主要是对煤炭等燃料中含硫量进行控制,例如选择燃烧过程中脱硫主要包括炉内的流化床添加石灰石等诸多工序。
使用含硫比较低的优质煤炭,对原煤进行科学洗选,对原煤进行脱出其中的硫分,在燃烧之前进行脱硫的办法主要是采用物理或者是化学和生物的办法将煤中所含的硫进行脱除,这样脱硫的工艺进行的投资比较大,并且成本非常高,这就严重的影响限制到了这种脱硫办法的现实意义。
循环流化床在燃烧的中的脱硫过程和炉内喷钙以及尾部增湿的活化技术使用的是比较多的。
使用干法脱硫办法是使反应在无液相进行介入的保证完全干燥的状态下来进行反应,其反应的产物都是干粉状的,并不存在腐烛和结露等影响问题。
湿法烟气脱硫的技术自身存在的主要特点是,自身脱硫反应的速度非常的快,反应脱硫吸收体积产物的生成都是在低温的状态下来进行的,其自身的脱硫效率比较高,其操作方法稳定,并且可靠性比较强。
脱硫脱硝几种方式的探讨新版《火力发电厂大气污染物排放标准》的实施,要求各个燃煤电厂必须采用高效的脱硫脱硝方式才能达到国家的环保标准。
新标准如下所示:从如上表中可以看出,我厂需要达到的标准为:烟尘30,二氧化硫200,氮氧化物100。
而现今我厂的排放指标最大值大概为烟尘42,二氧化硫1500,氮氧化物280;平均值大概为烟尘38,二氧化硫1200,氮氧化物220(二氧化硫的数据为不掺烧石灰石的数据)。
所以根据国家排放的标准,我厂还需要做一系列后续的工作。
针对目前电厂普遍采用的几种脱硫脱硝方式,我进行了一系列相关的比较,如若有错误之处请各位予以指正。
一、皮带输送1、实施方案(1)脱硫方案此方式就是我厂普遍采用的方式。
具体实施方案为:将石灰石子(平均粒径为10mm左右)在煤场被均匀地掺入即将送入炉膛的燃煤中,一般每个运行班一次。
掺入比例需按照燃用煤质的发热量及含硫量,按钙硫比2.5计算。
在煤场掺入石灰石子的燃煤用输煤皮带运送至破碎机,石灰石子和原煤一起被破碎成平均粒径为1.4mm粒子,煤粒开始分别由各个给煤口从前墙送入炉膛下部的密相区内。
(2)脱硝方案炉内脱硝的关键在于炉膛中燃烧温度的控制,避免床温大幅度的波动。
所以床温建议控制在950℃以下。
然而根据我厂两台炉的运行情况,要想低床温运行,负荷必须大量降低,这与我厂的经济效益是相悖的,所以必须增加炉内的受热面或者对锅炉进行相应的改造来提高蒸汽温度从而降低床温。
(3)除尘方案如果采用皮带输送石灰石的方法脱硫,同时保证烟尘含量在30以下,就必须将电除尘改为电布联合除尘器,即将四电场改为布袋,其余三个电厂保持电除尘不变(可参照电冶公司改造方案)。
2、此方式的优缺点(1)优点:此种脱硫脱硝的方式占地空间小,投资成本最为低廉,不需要增加太多的辅助设备。
(2)缺点:<1>炉内床温不容易控制。
氮氧化物对床温的感应最为明显,床温的大幅度波动会造成氮氧化物排放的不均匀性,导致排放超标。
循环流化床锅炉脱硫以及NOx控制研究循环流化床锅炉会排放很多的污染气体,主要包括有二氧化硫和一氧化二氮。
现今对人们的生态意识渐强,如果单独降低某一种污染气体,无法达到保护生态环境的标准。
因此需要严格控制污染气体的排放指标,实施控制措施,保证大容量循环流化床锅炉应用的需求。
本文分析比较影响循环流化床锅炉SO2、NOx排放因素,根据因素提出循环流化床锅炉脱硫以及NOx控制措施,希望本文提出的拙见对循环流化床锅炉的运行有一定参考价值。
标签:循环流化;床锅炉;脱硫;NOx1 前言最近几年,循环流化床锅炉得到更大的發展,因为作为最新的清洁燃烧方式,其环保性能佳、负荷调节功能佳以及高效率的燃烧功能,使之达到更大的发展。
循环流化床锅炉的环保性能佳,但是只有在正确运行以及合理控制运行参数时,循环流化床锅炉的优势才得以发挥,锅炉才能不断的提升脱硫效率,有效的控制一氧化二碳的排放。
2 循环流化床锅炉脱硫以及NOx控制2.1 循环流化床锅炉脱硫控制2.1.1 Ca/S和脱硫之间的关系床温、给煤量、床高、补充床料量、脱硫剂等控制是循环流化床锅炉的主要运行系统。
但是因素是处在变化的过程之中,这些因素或多或少会影响锅炉的运行状况,对脱硫产生影响。
循环流化床锅炉在运行的过程中表明,Ca/S对脱硫控制和二氧化硫的排放产生重大影响,在选用低硫煤作为燃料时,烟雾为低浓度的二氧化硫,因为石灰石和二氧化硫两者之间的反应慢,因此就需要消耗更多的石灰石,因此Ca/S浓度升高。
高浓度的Ca/S会提升脱硫效率,当Ca/S浓度为2.5时,脱硫效果达到90.5%左右,而空气中二氧化硫的排放浓度低于国家排放标准。
2.1.2 床温和脱硫之间的关系床温直接影响着锅炉的着火程度、稳定燃烧程度和燃尽程度。
床温能够改变锅炉的反映速度和固体产物的分布,这些直接影响着脱硫的效率。
因此在运行锅炉时,需要考虑温度对灰的软化程度、高效率的燃烧效率、少剂量的脱硫使用剂以及高效果的脱硫效果,这些因素影响着二氧化硫和氧化氮气体的排放。
SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的运用【摘要】本文主要介绍了SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的应用。
首先从技术原理入手,详细阐述了该技术的工作机制。
然后分析了循环流化床锅炉超低排放改造的必要性,并总结了SNCR+SCR联合脱硝技术在该过程中的优势。
接着通过实际案例分析,展示了该技术在实际工程中的应用效果。
最后从效果评估和未来研究方向两个方面对该技术进行了总结和展望。
通过本文的研究可以看出,SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中具有明显的效果和广阔的应用前景,对于推动环保和节能减排工作具有积极的意义。
【关键词】循环流化床锅炉、SNCR、SCR、联合脱硝技术、超低排放、改造、优势、应用案例、工程实施、效果、未来研究方向、总结、研究背景、研究目的、研究意义。
1. 引言1.1 研究背景为了实现循环流化床锅炉超低排放的目标,需要采取有效的脱硝技术。
传统的脱硝技术如SCR(选择性催化还原)和SNCR(选择性非催化还原)分别具有一定的效果,但各自也存在一些问题,如SCR技术需要高成本,SNCR技术在低温条件下催化效果不佳。
SNCR+SCR联合脱硝技术的出现成为了一种解决方案。
通过结合两种技术的优势,可以有效降低NOx的排放,实现循环流化床锅炉的超低排放。
研究SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的应用具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨在循环流化床锅炉超低排放改造中应用SNCR+SCR联合脱硝技术的可行性和效果。
通过分析这种联合脱硝技术的原理,我们希望能够找出如何最大程度减少氮氧化物的排放,实现循环流化床锅炉排放达到更加严格的环保标准。
我们也希望通过研究该技术在循环流化床锅炉上的优势和应用案例,为工程实施提供可靠的理论依据和实践操作指导。
通过对SNCR+SCR联合脱硝技术在循环流化床锅炉超低排放改造中的效果进行评估,我们将为未来循环流化床锅炉超低排放改造提供指导和建议,以实现更加清洁和高效的能源利用。
循环流化床技术脱硫脱硝的试验汇报人:日期:•试验准备•试验过程•试验结果讨论•结论和建议•参考文献01试验准备试验目的和任务试验原理和流程循环流化床技术是一种高效、低能耗的烟气处理技术,其原理是利用高速气流将烟气中的颗粒物和有害气体进行分离和去除。
试验流程包括:烟气进入→循环流化床→颗粒分离器→净化气体排出。
在循环流化床中,加入吸附剂或催化剂,可同时实现脱硫和脱硝的功能。
试验设备包括试验材料包括试验设备和材料02试验过程确定试验参数准备试验材料进行脱硫脱硝试验采集数据试验步骤和方法数据采集和处理030201试验结果分析根据采集到的数据,评估循环流化床技术在脱硫脱硝方面的性能。
性能评估结果对比原因分析改进建议将循环流化床技术与传统技术进行对比,分析其在脱硫脱硝方面的优劣。
针对试验结果,分析循环流化床技术在脱硫脱硝方面的影响因素和作用机制。
根据试验结果和分析,提出循环流化床技术在脱硫脱硝方面的改进建议。
03试验结果讨论脱硝率对比在试验中,循环流化床技术的脱硝率也表现出色,与煤粉燃烧技术相比,循环流化床技术的脱硝率提高了15%。
脱硫率对比试验结果显示,循环流化床技术的脱硫率较高,与传统的煤粉燃烧技术相比,循环流化床技术的脱硫率提高了20%。
颗粒物排放对比使用循环流化床技术后,颗粒物排放明显减少,浓度降低了30%。
结果对比和分析床料种类反应温度氧气浓度影响因素探讨床料磨损排放再处理存在问题及改进措施04结论和建议结论概述循环流化床技术脱硫脱硝试验取得了良好的效果,脱硫率达到90%以上,脱硝率达到80%以上。
试验结果表明,循环流化床技术具有较高的脱硫脱硝效率,同时还能有效降低能耗和污染物排放。
该技术的成功应用为燃煤电厂提供了新的环保解决方案,具有较大的推广应用价值。
研究成果评价该研究成果具有较高的学术价值和实际应用价值,为燃煤电厂的环保技术升级提供了有力的支持。
研究成果已经得到了国内外的认可和关注,为循环流化床技术的发展和应用提供了新的思路和方法。
关于300MW循环流化床锅炉中的SNCR脱硝的研究摘要:近年来,循环流化床(CFB)锅炉以其与煤粉锅炉相当的燃烧效率、低廉的脱硫成本、极低的氮氧化物排放水平以及广泛的燃料适应性而得到迅猛发展。
循环流化床因其低热燃烧和分段燃烧的特点,能够有效的控制二氧化碳的排放量,随着环保法规对电厂排放的要求越来越严格,因此循环流化床锅炉采取正确的措施使氮氧化物排放量的进一步降低是很有必要的。
这篇文章以某电厂三期工程(甲厂)300MW循环流化床锅炉为例,针对目前煤电市场的变化,循环流化床锅炉的燃用煤种为非设计煤种,导致氮氧化物的排放量远超国家规定,对CFB锅炉上进行SNCR脱硝技术研究,在CFB锅炉脱硝改造中,通过对SCR和SNCR的方案进行对比和研究,确定以尿素作为作为还原剂的SNCR脱硝方案,能够有效降低氮氧化合物的排放。
通过实践证明,通过脱硝改造,可以有效地降低氮氧化物的排放浓度,有利于保护环境且获得更高的经济效益。
关键词:SNCR;脱硝;循环流化床;氮氧化物现如今,随着我国经济的不断发展,对于煤电行业的需求越来越大,导致氮氧化合物排放过多,对环境和空气造成了污染。
从氮氧化合物的排放来源来看,火电是最大排放源,约占总排放源的40%。
氮氧化合物的大量排放不仅会影响经济效益,还会对环境造成很大的威胁,氮氧化物对人类和动物都会产生制毒作用,还可能形成酸雨、酸雾等现象,还会破坏臭氧层。
正因为如此,解决氮氧化合物排放过多,是我们要解决的首要问题,通过实验研究表明,脱硝改造可以有效地降低氮氧化物的排放浓度。
有利于企业获得更高的经济效益并能够对环境造成保护减少有毒物质的排放,现以某电厂三期工程300MW循环流化床锅炉为例(甲厂),并对CFB锅炉SNCR脱硝改造的效果进行评价分析,提出供大家参考的优化措施。
一、循环流化床锅炉概况1.1设备概况。
甲厂2*300MW循环流化床燃煤机组与2010年建成投资,形式:上锅,SG-1036/17.5-M4506。
Science &Technology Vision 科技视界0引言我国是世界上大气污染严重的国家之一,其中燃煤所产生的SO 2和NOx 分别约占其各自排放总量的85%和60%,属于典型的“烟煤型”污染。
但是由于技术发展相对受限以及地区差异等原因,大气污染,尤其是烟气中SO 2和NOx 排放所造成的环境问题依然是困扰世界各国的难题。
1活性炭材料结构活性炭材料是由石墨微晶构成,其孔结构十分复杂,孔径分布范围很宽,从几个纳米的微孔到肉眼可见的大孔,也的形状也是各式各样。
其比表面积为300-2500m 2/g,外观为黑色无定型粉末或颗粒状。
活性炭中微孔对活性炭吸附量起着支配作用,中孔和大孔一般为吸附质分子的进入通道,吸附质在通道内的扩散过程的快慢也会影响吸附量的大小。
在活性炭材料中除了石墨微晶平面边缘的碳原子外,在微晶平面层上存在着许多如错位、弯曲、离位等缺陷,在这些位置上存在着高浓度的不成对电子,构成了活性炭质材料的活性位。
氧被化学吸附在炭表面的活性位上而形成表面含氧官能团,其存在使活性炭质材料的表面极性显著增大,对活性炭质材料的表面反应、润湿性、导电性、酸碱性、吸附选择性及催化特性产生重要影响。
2活性炭脱硫脱硝机理2.1活性炭脱硫反应过程活性炭脱硫包括物理吸附和化学吸附,在没有水蒸汽和O 2存在时,主要发生物理吸附,吸附量非常小;当烟气中有足够的水蒸汽和O 2时,除了物理吸附,还会发生化学吸附。
活性炭脱硫反应过程可以分为以下三个步骤:SO 2、O 2、H 2O 从烟气中扩散传质到活性炭颗粒表面;SO 2、O 2、H 2O 从活性炭颗粒表面继续向颗粒内部微孔中扩散直至内表面吸附;在内表面吸附部位SO 2、O 2、H 2O 被吸附、催化氧化及硫酸化。
这些过程可作如下描述:SO 2·O 2·H 2O→SO 2*·O 2*·H 2O*SO 2*+O 2*→SO 3*SO 3*+H 2O*→H 2SO 4*H 2SO 4*+nH 2O*→H 2SO 4·nH 2O*式中:*表示被活性炭微孔表面活化过的物质。
探讨循环流化床燃烧及脱硫脱硝技术摘要:煤炭因国内的能源结构的需求成为了我国今后未来的发展历程里最关键的能源,虽然如此,煤炭燃烧的气体依然是我国主要的污染物质之一,其不仅会对环境造成极大的污染,还会致使人们的健康受到侵害。
由于循环流化床锅炉脱硫技术在国内还不是很普及,再加上相关的参考资料以及技术经验比较缺乏,由此造成了循环流化床锅炉脱硫技术部分的参数设计、脱硫的性能等方面内容,出现非常严重的规范性失误以及脱硫的成效很低,从而在一定程度上限制了循环流化床锅炉脱硫的发挥作用。
关键词:循环流化床燃烧;脱硫技术;脱硝技术循环流化床燃烧属于一种最新研发出来的清洁燃烧技术,其具有燃烧效率高效、污染程度低的优点,同时该技术的产生实现了燃料、脱硫剂共同作用,经过反复循环燃烧而进行脱硫反应以及低温燃烧[1]。
正是由于循环流化床燃烧技术具备有燃烧效率高效、污染程度低等优点,其不仅在国际上受到极大的关注,同时也引起了我国的高度的重视,这是因为该技术既符合我国目前的经济水平发展,而且其燃烧的洁净程度高,造成的污染比较低,由此看来,其必然成为我国最主要发展的煤炭燃烧技术之一。
1脱硫脱硝技术目前发展概况1.1脱硫技术脱硫具体是指掌控煤炭中的硫含量,比如在进行选择燃烧时,脱硫具体操作流程包括选用石灰石等材料添加到炉内的流化床中去[2]。
针对煤炭中的硫含量进行脱除的最常用的手段就是选取物理、化学、生物等三者中的一种,但由于进行操作这些方法需要花费很高的成本,致使获取的经济效益比较低,因此,循环流化床最常被应用的操作步骤的就是在燃烧过程时煤炭脱硫、尾部增湿以及炉内喷钙等。
实施干法脱硫的具体操作就是让煤炭在无液的状态之中或者是完全处于干燥的条件下而产生反应,在这种状态下所产生的产物均为干粉状,而且这些产物也不会受到腐烛、结露等因素的影响。
湿法烟气脱硫技术具备有的优点就是在进行脱硫时,其反应比较迅速,并且实施该技术必须得在低温条件下而进行的,从而使脱硫时不仅快速且效率相当高,除此之外,该技术还拥有操作步骤稳定,可靠性强等优点,虽然该技术具有比较多的优点,但其仍然有许多的不足,那就是该技术所应用的器械操作比较复杂,基建建设需要投入的资金比较巨大,占地面积广阔,耗水的量也非常的大,最严重的就是其反应得到的脱硫副产品由于是处于湿润的状态,处理的难度比较高,由此就就造成了维护资金高,易产生二次的污染。
烟气循环流化床同时脱硫脱硝资料来源:2012-4-20近些年, 联合烟气脱硫脱硝技术受到广泛关注, 其中, 传统的联合烟气脱硫脱硝工艺是在脱硫装置后面或在除尘器前面加装一套脱硝装置如选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR), 从而实现联合脱硫脱硝(combined desulfurization and denitrification). 这种分级治理方式不仅占地面积大, 而且投资和运行费用高, 给大面积推广应用带来了一定困难. 为了降低烟气净化的费用, 开发同时脱硫脱硝(simultaneous desulfurization and denitrification) 新技术、新设备已成为大气污染控制领域中前沿性的研究方向, 国内外已有较多相关研究, 但大多存在技术和经济等方面的缺陷, 难以发展成为较为实用的技术.我们注意到烟气循环流化床脱硫技术, 经过20 多年对工艺过程的深入研究和工程实践的积累, 烟气循环流化床脱硫技术在近年得到了快速发展. 由于该技术投资和运行费用约为湿法脱硫工艺的50%~70%, 因此在世界范围内得到商业应用. 大型的烟气循环流化床脱硫装置已在我国投入使用, 但该工艺没有同时脱硝能力. 由于该工艺具有占地面积小、投资和运行费用低等优点, 如果具再有同时脱硝功能, 其应用前景将非常广阔.研究表明, 将烟气中的NO 快速氧化为易溶于水的的NO2 是在循环流化床中实现同时脱硫脱硝的技术关键. 低温下NO 快速氧化技术相关资料较少, 进行了用氧化剂/NaOH溶液同时脱除NO 和SO2 的研究. 提出向烟道器中加入羟基自由基而实现NO 的快速氧化. 我们经过多年研究, 开发了“富氧化”型高活性吸收剂, 首先在固定床和管道喷射试验台上进行了研究, 取得了较满意的结果. 本文利用模拟烟气, 在自行设计的循环流化床上进行了同时脱硫脱硝试验, 获得了较高的脱硫脱硝效率; 通过实验对反应后吸收剂中SO2 和NO 的脱除产物进行了成分化学分析, 利用扫描电子显微镜和X 射线能谱仪对高活性吸收剂基本材料如粉煤灰、“富氧型”高活性吸收剂和反应后的“富氧型”高活性吸收剂进行了表面微区分析, 研究了该氧化性高活性吸收剂的脱硫脱硝机理.实验1 实验系统及同时脱硫脱硝试验试验在如图1 所示的自制的试验系统上进行. 流化床反应器主体是一个内径250 mm、高4500 mm 的垂直圆筒, 主体上设有若干温度测点.试验中使用SO2-NO-H2O-空气混合气体来模拟实际烟气, SO2 和NO 来自于各自的钢瓶. 该混合气体经电加热器加热后进入流化床反应器. 本实验系统使用引风机作动力来源, 实验系统在负压下运行. 床内运行压降800 Pa.高活性吸收剂由螺旋式给料机加入到反应器, 通过调节加料斗中加料口的开度来调节给料量. 从反应器出来的固体物料绝大部分被旋风除尘器收集, 并经由回料腿返回到流化床参与循环.试验进行时, 通过高压水泵产生的雾化水滴从流化床反应器底部喷入, 调节烟气湿度.进出反应系统的烟气中SO2 和NO 的浓度由烟气分析仪测定. 烟气湿度用烟气分析仪测定. 反应温度由热电偶测量.2 氧化性高活性吸收剂的制备氧化性高活性吸收剂的制备参照了我们以前的工作, 其制备方法为: 粉煤灰与工业石灰(重量比为3︰1)加水混合消化, 消化温度为90℃, 消化时间为6 h. 烘干后加入少量氧化性锰盐(M)粉末, 混合使其高度分散于吸收剂的表面, 从而在吸收剂表面形成许多“氧化点”, 由此制得具有同时脱硫脱硝性能的氧化性高活性吸收剂.3 脱除效率确定、微区分析及脱除产物分析脱除效率通过测定反应系统中烟气的进出口SO2 和NO 的浓度而确定; 粉煤灰、氧化性高活性吸收剂和反应后氧化性高活性吸收剂的微区形貌分析用KYKY2800B 型扫描电子显微镜; 表面成分分析采用SEM 配置的Vantage DIS 型X 射线能谱仪; 脱硫脱硝产物采用化学方法分析, 即硫酸根、亚硫酸根含量由铬酸钡光度法测定, 亚硝酸盐含量由N-(1-萘基)-乙二胺光度法测定, 并由锌粉还原法测定硝酸盐含量.4 循环流率、循环倍率、反应器固体颗粒物的浓度循环流率、循环倍率、反应器固体颗粒物的浓度可以用来表征流化床反应器的吸收剂利用率. 循环流率(kg·m−2·s−1)通过测量和计算获得. 反应器内固体颗粒物浓度(kg·m−3)的计算式为: 反应器内颗粒物质量/反应器体积. 循环倍率为: Gs·A/mds, 其中Gs 为循环流率, A 为反应器截面积, mds 为吸收剂加入量. 三者均可通过螺旋给料机调节.结论(1) 采用石灰、粉煤灰、M 添加剂为原料, 制备了具有高活性的氧化性吸收剂, SEM和X射线能谱分析表明, 吸收剂消化过程中, 粉煤灰和石灰发生了复杂的火山灰反应, 该高活性吸收剂的表面粗糙多孔、具有高的比表面积; M 添加剂均匀分散于吸收剂表面.(2) 利用制备的氧化性高活性吸收剂, 在循环流化床上进行了烟气同时脱硫脱硝试验.试验表明, 烟气湿度、烟气温度、烟气停留时间、钙硫氮比和循环倍率是影响脱硫脱硝效率的主要影响因素; 确定的循环流化床烟气同时脱硫脱硝最佳工艺参数为: 循环流化床入口烟气温度, 130℃; 烟气湿度, 6.0%(体积比); M 添加剂含量, 1.6%; Ca/(S+N), 1.2; 循环倍率, 85; 烟气停留时间, 2.4 s; 烟气量, 400m3/h. 在上述工艺参数下, 脱硫效率和脱硝效率分别达到了95.5%和64.8%. M 添加剂的含量对脱硝率影响显著, 对脱硫效率影响不大.(3) 烟气CFB 上的试验结果表明, 在本试验条件下, 脱硫和脱硝效率重现性良好, 表明此工艺较简单, 运行稳定, 具有很强的工业化应用潜力.(4) 根据SEM 和X 能谱分析, 并结合脱除产物的化学分析结果, 氧化性高活性吸收剂的脱硫脱硝机理可推断为: 首先NO 被快速氧化为NO2, 它和SO2 一起与含水吸收剂中Ca(OH)2 发生吸附和吸收过程, 形成了硫酸钙、亚硫酸钙、硝酸钙和亚硝酸钙.。
循环流化床技术脱硫脱硝的试验研
究
循环流化床技术是一种高效的烟气脱硫脱硝技术,它在当今的环保领域中得到越来越广泛的应用。
本文将探讨循环流化床技术在脱硫脱硝方面的试验研究。
一、循环流化床技术简介
循环流化床技术是指将使用矿石、催化剂等固体粒子填充于炉体内,通过气体流化使固体颗粒保持悬浮状态并形成流态床层,在床内混合燃烧烟气时实现固气分离和反应、传质的过程。
循环流化床技术的特点是收缩结构,热力学稳定性好,利用率高,工作温度容易控制,对于废弃物和燃料适用范围广,可实现高效的烟气脱污和能源利用。
二、脱硫脱硝技术的研究
1. 循环流化床脱硫技术
循环流化床脱硫技术是利用石灰石和氨(water)水溶液作为脱硫剂,将其喷射到脱硫设备中的流化床层,固态固气反应中的SO2被吸收,生成二氧化硫钙(CaSO3)、硫酸钙(CaSO4)等反应产物并随烟气排放出床体。
在空气中重新吸收氧气后再用作脱硫,循环利用。
2. 循环流化床脱硝技术
循环流化床脱硝技术是在流化床内引入氨水溶液和硝酸钙,通过与NOx发生反应来脱除NOx。
反应产物主要包括硫酸钙和水以及氮气,氧化亚氮NO被还原成氮气N2,在流化床反应系统内实现NOx的去除。
三、循环流化床技术的试验研究
循环流化床技术的试验研究主要包括床层材料、反应参数、反应机理、脱硫脱硝效率等方面。
1. 床层材料
床层材料是循环流化床技术中最关键的因素之一,其物性与工艺特征直接相关。
过粗或过细的颗粒会降低床层浓度的稳定性,影响反应效率。
因此选择合适粒径、特殊物性的颗粒,是保证循环流化床反应稳定运行和脱硫脱硝效率的关键。
2. 反应参数
反应参数包含温度、气体流速、孔隙率等因素,它们直接影响着床层反应的热力学变化和反应速率。
在试验中,通过控制反应参数,可以达到优化反应条件、提高反应效率的作用。
3. 反应机理
反应机理是循环流化床技术研究中的另一个重要因素,它与反应速率和床层特性有直接关系。
试验中,需要通过理论分析和实验探究,确定反应过程中关键反应物质和反应中间产物,并建立相应的动力学模型,为床层材料的优化和反应参数的控制提供可靠理论依据。
4. 脱硫脱硝效率
通过实验建立相应的脱硫脱硝实验评估系统,在不同反应参数下测试反应效率,检测出反应体系的最优条件。
脱硫脱硝试验研究的成果表明,循环流化床技术的脱硫脱硝效率高,达到了很好的环保效果。
四、结论
循环流化床技术的试验研究证明,该技术具有良好的反应效率和环保性能,通过合理的粒径选择和反应参数控制,可以达到较高的脱硫脱硝效果。
随着环保领域的不断发展,循环流化床技术将在一定程度上替代传统的脱硫脱硝技术,成为一个重要的脱污技术。