不同O2浓度下NH3选择非催化还原NO的实验和模型研究

NO的选择性非催化还原反应是燃烧过程重要的脱硝途径。文中在800~1200℃，初始浓度CNO,ini=200μmol／mol、CO2ini=0％-10％、氨氮比CNH3/CNO=1.2的情况下，进行了NH3／NO／O2的均相流反应器的实验和化学动力学模拟研究，着重研究不同氧浓度对NO和N20浓度变化规律的影响。实验结果表明，在微量氧气杂质（Co2=50μmol／mol）条件下，脱硝温度更高，而脱硝率达到了95％。化学动力学模型预测的NO和N2O浓度变化规律与实验结果非常吻合：氧浓度的升高使NH3／NO的最佳反应温度下降，同时降低脱硝的效果；N20生成浓度随着氧浓度的升高而降低，对应N2O最大浓度的温度也降低。微氧工况的N2O最大生成浓度比低氧浓度下更低，而生成温度更高。

电站锅炉SCR脱硝系统现场运行优化

对某电厂600 MW机组选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)装置进行了现场运行优化试验研究。通过对喷氨系统进行优化调整以改善催化剂出口NOx和NH3质量浓度分布,现场试验结果表明:A反应器出口NOx质量浓度分布的均匀性有了明显的提高,其相对标准偏差由46.4%减少到14.8%;NH3与NOx物质的量之比偏差也明显减少,有24个测点(80%)的NH3与NOx物质的量之比在±5%的范围内;相应的,在确保氨逃逸不超标的情况下,脱硝率由77%提高到82%。

选择性非催化还原法脱除NOx的实验研究

在夹带流反应器中 ,对选择性非催化还原 (SNCR)法脱除NOx 进行了实验研究。在 80 0～ 12 0 0℃下喷射尿素还原剂或几种铵盐还原剂能脱除NOx ,其中尿素还原剂脱NOx 的能力最强 ,碳酸氢铵还原剂次之。在n(N) /n(NOx) =1 5 ,90 0～ 10 0 0℃和 2s的实验条件下 ,尿素的NO和NO2 脱除率分别能达到 70 %～ 80 %和 45 %～ 5 0 % ,排放的N2 O的质量分数小于 7× 10 -6。温度和停留时间对NOx 的脱除效率和N2 O生成速率有较大影响 ,最佳温度为 90

选择性非催化还原化学机制简化与沉降炉内反应流动的数值模拟

化学反应动力学模型的准确性与计算量的矛盾是限制选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)数值模拟的主要因素。通过敏感性分析和引入准稳态假设,对包含60个组分、371个基元反应的SNCR详细机制—— A机制进行简化,得到包含28个组分、97个基元反应的骨架机制及最终的包含12种主要组分、8步总包反应的简化机制模型,减小了化学反应速率的计算量。进一步利用柱塞流反应器(plug flow reactor,PFR)模型计算,验证了反应温度、停留时间以及氨氮摩尔比等因素影响下简化模型的准确性,与常用的SNCR两步总包反应模型相比,有显著的改进。在此基础上,将简化机制的化学反应速率计算程序以用户自定义函数的形式加入Fluent软件,用一维几何模型验证了在商业计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)软件平台上使用简化机制进行SNCR反应流数值模拟的可行性,并进一步对沉降炉SNCR过程进行了CFD模拟,研究了温度、扩散、湍流等因素对SNCR的影响,模拟结果与实验吻合良好。

煤粉炉SNCR对SO3生成影响的数值模拟

基于详细化学反应机理,利用CHEMKIN-PRO软件中的平推流反应器研究了选择性非催化还原(SNCR)脱硝过程对SO_3生成作用,以及烟气中SO_2、NO、O_2和H_2O的体积浓度对SO_3生成量的影响。结果表明,氨的注入改变了SO_3生成机理和主要路径,明显促进烟气中SO_2向SO_3氧化。在NH_3的体积浓度为300μl·L^(-1)、SO_2的体积浓度为2000μl·L^(-1)、停留时间1.9 s内温度从1373 K降低至573 K时,生成的SO_3体积浓度大于10μl·L^(-1)。随着SO_2体积分数的降低,生成的SO_3体积浓度减小,但转化率有所增加;此外生成的SO_3体积浓度随O_2体积浓度、NO体积浓度和停留时间的增加而增加,随着H_2O体积浓度的增加而减小。燃用高硫煤时,SNCR对SO_3的生成作用必须给予重视。

600 MW四角切圆锅炉流场非均匀性与选择性非催化还原尿素喷射优化

对四角切圆锅炉内流场非均匀性进行研究,为选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)尿素喷射优化提供方案,以提高SNCR的NO_x脱除效率。采用数值模拟的方法对不同负荷下的流场进行分析;并采用后处理的方法得到NO_x浓度分布。将结果与电厂实际运行数据进行对比,验证数值模型的准确性。四角切圆锅炉内流场非均匀程度较高,采用常规的SNCR尿素喷射方法导致喷射点不在窗口温度范围内,效率较低。针对该问题提出两种解决途径,采用燃尽风消旋的方式,或采用基于尾部烟道NO_x监测的动态调控。不同负荷下窗口温度所在位置不同,两种解决途径均需要考虑负荷的影响。采用燃尽风消旋的方式能够降低流场非均匀程度。采用基于尾部烟道NO_x监测的动态调控的方式能够适应炉内非均匀流场特性进行动态喷射。

300MW循环流化床锅炉SNCR试验及数值模拟

对一台300 MW循环流化床锅炉SNCR脱硝效率进行了试验研究,并对其内部流场及SNCR还原剂与烟气混合情况进行了CFD数值模拟,分析了速度、温度、氨蒸汽浓度的规律。结果表明,经过SNCR脱硝处理后,烟道内的氮氧化物浓度大幅度降低,脱硝效率达75.5%。由于烟气温度较高,氨水很快受热沸腾蒸发,在进口烟道内即可完全蒸发完毕。由于液滴粒径小、进口烟道流速高,还原剂液滴的穿透距离有限,不到1/2烟道深度。此喷枪布置方式下,旋风分离器外侧的氨浓度比内部稍高,经过1/2周长后,趋于混合均匀。

热电厂SCR系统反应器流场均匀性数值模拟研究

以某热电厂机组选择性催化还原(SCR)法反应器为对象,采用计算流体力学软件对其整体布置结构烟气流场进行数值模拟分析。自行设计了系统导流装置,并分析了系统在锅炉最大连续蒸发量工况下烟气成分速度场、氨气质量分数分布和烟气压力降情况,评估了该反应器结构布置的特性。研究结果可为SCR中使用的反应器导流装置和喷氨格栅的设计和改进提供参考。

锅炉SCR脱硝系统非典型优化试验研究

对某发电厂600 MW机组SCR(选择性催化还原)装置进行了优化调整试验研究。经过600 MW负荷时SCR系统优化调整后,A和B反应器出口NOX质量浓度分布的均匀性有了明显提高,其相对标准偏差分别由57.1%和50.7%减少到16.6%和15.1%。但在300 MW负荷工况时,出口NOX质量浓度相对偏差分别为40.6%和40.0%。试验研究发现2种工况下反应器入口烟气流场出现相反的分布趋势是造成脱硝优化调整结果出现偏差的主要原因,优化各燃烧器风/粉配比及反应器入口导流板的式样是解决该非典型脱硝性能偏差现象的有效方法。

鲁宝环炉SNCR+SCR联合脱硝技术的应用研究

根据鲁宝环炉烟气温度特点、氮氧化物浓度及烟气量,研究确定了鲁宝环炉烟气采用SNCR+SCR联合脱硝工艺,脱硝剂采用尿素;并确定了脱硝装置设备组成和设备布置。根据鲁宝环炉压火、提温、空炉膛等炉况变化特点,分别建立SNCR脱硝及SCR脱硝控制模型对尿素溶液喷入量进行自动调节控制,使脱硝后NOx质量浓度保持稳定。鲁宝环炉烟气脱硝在选择性催化还原SCR脱硝装置基础上增加1套选择性非催化还原SNCR脱硝装置,烟气NOx质量浓度从300~500 mg/m^(3)(波动大时高达800 mg/m^(3))降低到100 mg/m^(3)以下,整体脱硝效率达到87%以上,脱硝前后颗粒物浓度没有增加,达到了第四时段排放标准要求。