燃煤电厂湿法脱硫前逃逸氨迁移转化和脱除特性

采用固定污染源烟气采样法、靛酚蓝分光光度法和离子色谱法采集和分析3台超低排放燃煤机组在脱硝出口、空预器出口、除尘器出口烟气中各形态氨组成和排放浓度,结合机组运行工况和烟气处理系统特点,研究逃逸氨在空预器和除尘器内迁移转化和脱除特性.结果表明:各机组在高低负荷运行工况下脱硝出口逃逸氨均为气态氨,且分布不均明显,局部位置氨排放浓度高于2.5mg/m^(3).气态氨随烟气进入空预器,开始向颗粒态氨转化,空预器出口颗粒态氨排放量可占氨总排放量的47.21%~68.85%.空预器内烟气的温降和流速影响颗粒态氨生成量.除尘器可脱除大部分逃逸氨,脱除效果主要来自于对颗粒态氨的脱除.机组装备不同除尘系统对颗粒态氨的脱除性能各有差异.经过除尘器脱除作用后,除尘器出口烟气中逃逸氨以气态氨形式为主,排放浓度在0.15~0.60mg/m^(3)之间.

某热电厂CFB锅炉脱硝氨逃逸超标分析及优化改造

电厂脱硝喷氨装置优劣直接影响脱硝的性能。氨逃逸是其重要的性能参数,它不仅和喷氨装置的喷入点位布置,也和烟道内的烟气流场分布息息相关。鉴于此,本文通过CFD数值模拟技术辅助,对某热电厂670t/hCFB锅炉脱硝氨逃逸超标进行分析,并进行优化改造,使得脱硝出口氨浓度达标排放。

选择性非催化还原脱硝氨逃逸及二次污染物排放

选择性非催化还原(SNCR)脱硝是利用还原剂NH_(3)将烟气中NO还原为N_(2)的NO_(x)净化技术,本文通过实验研究了温度对SNCR脱硝效率的影响,SNCR的反应温度窗口为950~1100℃,在温度为1050℃、NSR为1.5时达到最佳脱硝效率97%。模拟SNCR反应过程中氨逃逸及二次污染物排放情况,NO_(2)排放浓度随着NSR增加而降低,N_(2)O排放浓度和NH_(3)逃逸量随着NSR增加而增加。综合考虑经济、环保及脱硝效率等因素,选取NSR为1.5为宜。

基于全截面氨逃逸零超标的SCR脱硝控制系统研究与应用

为响应保护环境理念,火力发电厂使用最多的脱硝控制系统,选择性催化还原脱硝控制需要做出改造。全截面氨逃逸零超标控制在原有的脱硝控制基础上,增加了前馈控制及高性能测量仪表的监测,做到了“快、稳、优”的脱硝控制。目前,已经在某电厂投入使用,对节省喷氨量、调平烟道氮氧化物浓度、控制氨逃逸等工业指标的控制起到了较大的帮助。

激光分析仪测量湿烟气氨逃逸的应用实践

在工业产业生产期间,氨气的使用和排放不可规避,但其过量排放将会严重影响周围环境。为了对氨气排放作出有效控制,实时监测氨逃逸成为了一项关键任务。激光分析仪作为一种高精度、非接触的测量技术,正逐渐成为氨逃逸监测的首选工具。基于此,概述了激光分析仪的工作原理,思考湿烟气氨逃逸测量的重要性,重点探究激光分析仪在湿烟气氨逃逸测量中的应用,旨在提供有效的监测解决方案,以降低环境污染风险并提高工业生产效率。

基于可调谐二极管激光吸收光谱技术的烟气氨逃逸检测研究及应用(特邀)

烟气氨逃逸是许多大型能源转化设备脱硝系统都存在的问题,大量的氨逃逸不仅威胁机组运行,增加系统维护成本,而且还会形成二次污染,危害大气环境和人体健康,因此,必须对氨逃逸进行实时监测和有效控制。可调谐二极管激光吸收光谱技术是一种先进的痕量气体检测技术,具有灵敏度高、选择性强、可实时在线测量等优点,广泛应用于各种污染气体检测领域,并且已经成为当前烟气氨逃逸在线检测的主流技术。本文介绍了可调谐二极管激光吸收光谱技术的基本原理,总结了氨逃逸的常用检测方式,综述了可调谐二极管激光吸收光谱技术在烟气氨逃逸检测方面的研究和应用进展,并对未来的发展应用进行了展望。

激光法便携式氨逃逸测试仪在水泥行业的应用

水泥窑炉NOx排放量大及氨逃逸严重一直是困扰企业的重大环保问题,氨逃逸浓度为一项重要的脱硝系统性能考核指标。在超低排放的背景下,水泥厂脱硝氨的检测和控制成为环境保护的难点,急需建立合适的水泥厂烟气中氨的测试方法。本文主要介绍了激光法便携式氨逃逸测试仪在水泥行业的应用。结果表明,该测试仪具有准确度高、反应灵敏,能够适应高负压和高粉尘的工况环境的优异特性。另外,便携程度高,能够连续测试,现场直接读取数据,时效性强,可以克服纳氏试剂分光光度法无法实时读取数据、样品残留、样品不易低温保存等问题,便携式光谱法分析仪可以作为纳氏试剂分光光度法的有效补充。

碱渣法烟气脱硫中氨逃逸分析

碱渣法烟气脱硫既可以解决碱渣排放的问题,又降低燃煤电厂运行成本,给公司带来显著的经济和环境效益,然而随着脱硝设施的完善,氨逃逸排放指标异常波动情况频繁发生,通过对碱渣脱硫工艺中的pH、浆液密度进行控制,同时利用脱白装置对烟气湿度、温度进行调整,最大限度降低氨逃逸排放浓度。

氨气/甲烷无焰燃烧污染物生成特性的实验研究

为了深入了解氨气/甲烷无焰燃烧的污染物生成特性,本文在改进的旋风无焰燃烧炉中通过实验研究了氨气/甲烷燃料组成、当量比(φ)、热负荷(P)以及空气预热温度(Tin)对炉膛温度以及污染物排放的影响.研究结果表明:随着氨气热值比例的升高,炉膛温度和NO_(x)排放均是先升高后降低,并在中等掺氨比附近取得温度和排放的峰值.在相同条件下,纯氨和氨气/甲烷无焰燃烧都在理想当量比附近时取得最低排放.热负荷和预热温度的升高会提高炉膛温度造成NO_(x)排放的升高,热负荷的升高不利于控制氨逃逸,但预热温度的升高有利于降低氨逃逸.

工业烟气氨排放特征及其对颗粒物污染形成影响

氮氧化物(NO_(x))超低排放控制背景下,工业烟气氨(NH_(3))逃逸问题被广泛关注。为探究重点行业NH_(3)逃逸现状及其对空气质量的影响,本研究于2022年3—6月针对江苏省7个重点行业烟气NH_(3)排放进行了监测,并针对NH_(3)逃逸严重的4条生产线测试其可凝结颗粒物(CPM)的排放特征。研究结果显示,68家企业的NH_(3)排放质量浓度为0.7~65.4 mg/m^(3),热电、日用玻璃行业的NH_(3)逃逸问题突出,其NH_(3)平均质量浓度分别为37.4,39.2 mg/m^(3)。采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝设施的工业烟气NH_(3)排放质量浓度分别是采用选择性催化还原(SCR)和SNCR+SCR联合技术的2.36,1.42倍;NH_(3)逃逸现象严重的生产线的排气筒出口处CPM质量浓度达到717~1322 mg/m^(3),抵消了脱硫、脱硝和除尘带来的减排效果,对细颗粒物(PM_(2.5))污染有直接贡献。研究结果可对我国二次颗粒物来源与治理方向提供支撑。

火电厂氨逃逸的预测研究

为了实现机组超低排放并能够安全稳定运行,基于脱硝系统入口烟气温度、入口O2体积浓度、入口和出口NOx质量浓度、喷氨量和空气预热器差压等分散控制系统(DCS)数据,分别构建了用于预测氨逃逸的长短期记忆网络(LSTM)模型和支持向量回归(SVR)模型。根据现场测试的SCR系统入口和出口NOx质量浓度和氨逃逸量,计算得到宏观的脱硝装置潜能,结合同时间段内的DCS数据计算氨逃逸量,并作为真实值与LSTM模型和SVR模型的预测值进行对比。结果表明:SVR模型对氨逃逸的预测有较高的准确度和泛化能力,SVR模型对测试样本的均方根误差δMRE=0.007 1μL/L,平均绝对误差δMAE=0.002 4μL/L;LSTM模型对测试样本的预测误差δMRE=0.047 0μL/L,δMAE=0.019 0μL/L。

联合循环机组余热锅炉SCR脱硝系统氨逃逸率高原因分析及处理

针对燃气—蒸汽联合循环机组余热锅炉选择性催化还原(SCR)脱硝系统氨逃逸率高的问题,通过对燃气—蒸汽联合循环机组排放的烟气NO_(x)中NO_(2)含量高,且过量NO_(2)的反应速度慢的机理研究,分析了余热锅炉SCR脱硝系统氨逃逸率高的原因及危害;提出了通过燃烧调整、更换新型催化剂、流场优化及精准喷氨等技术措施可有效降低氨逃逸率。

微旋流法去除燃煤烟气中逃逸氨及飞灰的研究

针对燃煤电厂选择性催化还原法脱硝期间产生的逃逸氨问题,本研究利用烟气中对氨气有吸收、吸附效果的水与飞灰建立降低氨逃逸及抑制粉尘排放的工艺,制造了可以增强吸收、吸附效果的微旋流模块。并通过实验室建立的以蒸汽发生器和模拟烟道为主要组成部分的模拟装置,分别在1.0、1.5、2.0 m/s这3种烟气流速下对该工艺的可行性及氨迁移特征进行了验证。同时,通过对气流进行改质,研究了影响除氨效率的因素,讨论了微旋流方法在脱硝工艺中对烟气除尘除氨的效果。研究结果表明,烟气流速、烟气湿度和飞灰是影响微旋流效果的主要因素。1.5 m/s为微旋流模块适合烟气流速,该流速下微旋流模块压降为20 Pa,除尘效率可达97.0%以上除氨效率可达到12.91%。烟气湿度越高,微旋流模块利用水吸收氨气降低气相氨含量的效率越高。飞灰会吸附氨气以降低逃逸氨,但当烟气潮湿时,飞灰表面的氨与铵盐会转化为氨气逸散入气相中,使逃逸氨增加。微旋流方法对脱硝烟气中表面附着氨与铵盐的飞灰有明显的去除效果,可降低飞灰板结对电除尘器和烟道的影响,可以方便的串联在脱硝工艺中以减少电除尘器工作负荷,降低电除尘器维护成本。

CoV氧化物催化剂制备及其逃逸氨脱除性能研究

随着工业烟气NH_(3)-SCR技术的快速发展,研发匹配温窗的逃逸氨选择性氧化(NH_(3)-SCO)催化剂意义重大。基于钴、钒氧化物的优异特性,本文尝试借助不同方法(机械组装法、浸渍法、类水滑石模板法)协调组装Co、V制备优势钴钒氧化物(CoV-MEC、CoV-IMP、CoV-LDO),系统研究所制备CoV氧化物催化剂理化性质及NH_(3)-SCO性能。结果显示,相比机械组装和浸渍法,类水滑石前驱体衍生制得的CoV氧化物拥有更大的比表面积,更丰富的表面酸量和更适宜的氧化还原能力,150~360℃范围内更好地平衡了NH_(3)氧化活性和N_(2)选择性。当T=360℃时,NH_(3)去除效率近100%,氮气选择性70%,优异的性能和其表面吸附的NH_(3)可被O_(2)快速氧化生成NO,且反应遵循i-SCR机制有关。研究为构筑CoV基逃逸氨高效脱除催化剂提供了重要参考。

不同引燃方式下氨掺氢燃烧对发动机的性能影响

氨被认为是最有前景的零碳燃料之一,但掺氨量过大时氨逃逸现象严重,故将氨中掺混一定比例氢气,促进缸内燃烧反应进行,并将引燃柴油替换成氢气实现零碳燃烧。本文使用CONVERGE软件进行仿真,模拟了柴油引燃与氢气引燃时,氨掺氢对发动机燃烧和排放性能的影响。研究发现在柴油引燃时,当掺氢比为30%时与0时相比,缸内爆压、功率升高,燃油消耗率下降,氨逃逸占比下降,NO_(x)排放升高,CO_(2)零增长,soot、HC等排放改善;在氢气引燃时,当掺氢比为30%时与0时相比,缸内爆压、功率升高,燃油消耗率下降,氨逃逸占比下降,NO_(x)排放升高4倍,燃烧前后CO_(2)零增长,掺氢燃烧后改善了发动机整体性能,柴油引燃模式缸内直喷氨气掺混30%氢是实现净零碳排放较优方案。研究结果为氨燃料的实用性提供了依据,并可用于指导试验研究。

傅里叶红外气体分析仪在氨逃逸监测中的应用

当前,随着NOx排放限值的不断提升,SCR/SNCR等高效脱硝技术已大量应用,但同时也出现了某些企业为了降低NOx的排放量而过量喷氨的现象。大气中的氨是生成二次细颗粒物的促进剂,对二次细颗粒物的形成和增长具有显著作用。为控制脱硝技术喷氨量及氨逃逸水平,傅里叶红外法是一种高效准确的氨逃逸监测手段。通过实验室的研究表明,傅里叶红外对氨的监测具有准确度高,抗水汽干扰能力强的特点。氨的检出限约为0.4mg/m~3且在100mg/m~3以下的示值误差小于5%。并且在实际应用中适用于高湿、高温、高粉尘、高腐蚀等复杂工况。

玻璃行业脱硝系统中氨逃逸的精准控制

该文以超白玻璃行业某烟气治理工程项目为例,针对超白玻璃窑炉特殊的烟气性质,采用触媒陶瓷一体化烟气治理技术,最终总排口污染物排放浓度NO_(x)<100 mg/Nm^(3),SO_(2)<50 mg/Nm^(3),粉尘<10 mg/Nm^(3)。针对玻璃行业因窑炉换火而导致氨逃逸超标的问题,采用最新研究的喷氨自控技术,最终总排口氨逃逸浓度<8 mg/Nm^(3),该技术的成功应用解决了困扰玻璃行业多年的换火期间氨逃逸超标的问题,进一步降低了氨的消耗量,减少了运行成本。

高浓度氨水捕集二氧化碳的能耗与氨逃逸分析

针对低浓度氨水捕集CO_(2)速率慢、再生能耗高的问题,利用Aspen Plus软件模拟高浓度氨水(质量分数为16%~22%)为吸收剂的燃煤电厂CO_(2)捕集工艺系统,对比高浓度与低浓度氨水捕集CO_(2)工艺的能耗特性与氨逃逸速率,揭示高浓度氨水脱碳过程中氨逃逸和能耗与氨水浓度、碳负载、解吸塔富液入口温度之间的关联特性。研究表明:再生过程中存在氨逃逸浓度转变的临界再生温度和贫液碳负载的限制,当氨水质量分数为20%时,再生温度不宜高于107℃,贫液碳负载率不宜低于0.25;与低浓度氨水(质量分数为4%~8%)脱碳相比,高浓度氨水脱碳工艺的CO_(2)再生能耗可降低26.2%~32.2%,考虑氨回收能耗后的总体能耗仍可降低21.6%~25%,为低能耗氨法碳捕集工艺的开发提供了指导。

SCR脱硝装置喷氨优化调整试验研究

选择性催化还原脱硝装置的区域喷氨量与烟气中NO_(x)的分布如果出现不一致,会导致脱硝出口NO_(x)分布均匀性变差,以及氨逃逸过高等问题,严重影响脱硝效率.对山东某电厂2号机组进行摸底试验的测试,结果表明:在305MW、250MW、170MW3个负荷工况下,脱硝入口NO_(x)分布都非常均匀,但是出口NO_(x)分布均匀度却非常差,不均匀度最大值达到了64.8%,均值为53.0%,NO_(x)质量浓度偏差最大达到了73 mg/m^(3),氨逃逸质量浓度均值分别为2.10mg/m^(3)、2.24mg/m^(3)、2.40mg/m^(3).经过喷氨优化调整之后,出口NO_(x)分布不均匀度大幅度下降,不均匀度最大值为18.9%,均值为18.5%,NO_(x)质量浓度偏差最大值下降至24mg/m^(3),氨逃逸质量浓度均值分别下降为155mg/m^(3)、1.61mg/m^(3)、1.80mg/m^(3),优化效果明显.

原位涂覆整体式SCR催化剂的储氨性能研究

随着排放法规对氨逃逸限值日益加严,研究选择性催化还原(SCR)催化剂的储氨性能至关重要。以原位涂覆制备的铜基分子筛SCR催化剂为研究对象,采用In-situFTIRs和NH_(3)-TPD表征化学吸附特征,并根据国VI排放法规循环进行发动机台架性能测试。结果表明,在200~450℃内NOX转化率接近100%,NH_3脱附分别对应弱酸、中强酸和强酸位。其中,强酸位上形成的吸附物种NH_(4)^(+)热稳定性好。空速对SCR催化涂层氨存储影响较小,且停喷前后氨逃逸量占比与反应耗氨量占比成正相关性。300~400℃内,停喷前/停喷后氨逃逸量与反应耗氨量占比由高到低依次均是40000 h^(-1)>60000 h^(-1)>20000 h^(-1)。探明了氨存储与氨逃逸、NO_(X)转化率之间的关联性,以及空速、温度、尿素喷射等因素的影响规律,对SCR催化剂配方和尿素喷射控制策略开发提供参考。