新时期电厂锅炉脱硝及改造的研究论文_张浩

新时期电厂锅炉脱硝及改造的研究论文_张浩

中机国能电力工程有限公司 上海 200333

摘要:脱硝系统是现代电厂运行工程中必不可少的辅助设备。脱硝系统的安装也是节能减排的重要环节之一。为了符合当前环保要求,减少各种污染物的排放,相关部门和工作人员需要对锅炉系统进行合理的脱硝改造,这进一步提高了电厂锅炉实施脱硝的意义。因此,各电厂在开发过程中都需要高度重视这一问题。

关键词:新时期;电厂锅炉;脱硝及改造

一、电厂锅炉脱硝技术

1、NOx的产生机理

NOx是锅炉燃烧物燃烧后的主要产物之一,主要包括NO、NO2、N2O等。在整个燃煤锅炉燃烧过程中,产量最多的物质为NO,占排放总量的5%~10%。相关试验研究表明,燃料型所产生的NOx最高。另外,从电厂实际运行角度来说,整个NOx的控制主要包括锅炉内部NOx燃烧以及烟气脱硝两种。此时,工作人员需要控制好锅炉内部的氧气浓度,如果是在低氧状态之下,会出现一些中间产物,如HCN、NH3等,可以有效遏制NOx的产生量。站在烟气脱硝角度来说,可以运用催化剂,调整温度,为烟气脱硝的进行提供有利条件,从而对NOx产物进行合理抑制。

2、NOx排放控制技术

首先是炉内的低氮燃烧,该项技术实施主要借助NOx燃烧器进行,最终实现有效的空气分级。除此之外,新型直流低NOx燃烧器可以在水平弯头离心应力帮助下实现分离操作。在具体燃烧过程中,各个燃烧器还可以借助有效方式,促使CO、煤粉等物质的充分燃烧,最终实现NOx产生量的有效控制。

其次是SCR技术,该技术在烟气脱硝过程中十分常见,可以将整个烟气温度控制在350℃左右,之后结合相关催化剂的应用,让NOx和还原剂发生氧化还原反应,将污染物变成对空气无污染的水和氮气。SCR技术的应用十分理想,除了抑制NOx产生之外,

最终的脱硝效果达到95%左右。但在该项技术应用过程中,需要对SCR装置进行合理安装,很容易对下游锅炉设备产生不必要的影响。因此,为了确保工作的稳定开展,人们需要对下游设备进行合理改造,在满足SCR技术应用的同时,确保脱硝工艺效果的有效提升。

3、NO2控制技术

3.1燃烧前的脱硝

在电厂锅炉脱硝改造过程中,除了脱硝作用之外,还要展示出一定的脱硝功效。为了降低煤中的氮含量,人们可以应用物理、化学等手段,将煤中的含氮量降低40%左右。在我国,煤炭的选择以物理方式为主,如介质选煤、浮选煤等。整体来看,煤中的氮元素可以通过物理法实现去除操作,而有机成分则需要通过化学法进行,如果人们想要将燃煤中的氮转化成硝酸盐,可以采用微生物方式,其效果突出。

3.2燃烧中的脱硝

在煤炭燃烧过程中,内部的氮可以向废物中实现转移,从而将NO2的排放量降低。另外,粉煤炉还能实现直接喷钙,具体的完成机理如下:人们可以将需要喷施的钙盐放置在炉膛区低温处,整个脱硝率的范围在30%左右,效率并不明显。倘若将尾部活化器加入其中,还能起到增湿效果,这样一来,脱硝率可以达到70%。另外,固氮技术机理主要是在煤的燃烧过程中加入固化剂。在整个燃烧过程中,会产生大量的二氧化氮,如果该气体可以和固氮剂结合,便能生成硝酸盐,这些物质会随着燃烧的进行留在灰渣中,实现稳定脱硝。

3.3烟气脱硝

整个脱硝反应所生成的物质包含很多种类型,为了便于研究,电厂可以对烟气脱硝进行有效分类,常见的方式有湿法、半干法以及干法。其中,湿法的应用范围最广,而且它可以分成很多种。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在该方法使用过程中,锅炉内部气体可以成功通过进口中的挡板,之后进入增压风机,在经过烟气换热器后,再将其吸收到塔内。除此之外,经过脱硝操作后,烟气会进入除雾器中,将其中的一些小液滴去除干净,之后排到大气层。脱硝后,同样会出现很多副产物,这些副产物在经过真空皮带脱水等程序后,逐渐变成脱硝石膏。但是,整个脱硝过程中所使用的设备极容易受到腐蚀。因此,脱硝石膏的合理应用,是整个脱硝操作的重点内容。如果二氧化氮的排放量为1.0t,最终会形成2.7t石膏混合物。由于我国整体的脱硝石膏利用率低于10%,因此在整个电厂锅炉脱硝改造上,脱硝石膏的有效处理成为重点和难点内容。

4、电厂锅炉脱硝工作中存在的问题

SCR法脱硝和NOx脱硝在整个脱硝工作中具有关键作用,但实际应用过程中会出现一系列问题,从而对脱硝质量和效率产生极大影响。SCR法脱硝很容易出现催化剂失活现象和逃逸问题,而NOx脱硝也会出现以下几点不足之处:首先,该种方式下氨的利用率明显下降,更容易对环境产生污染;其次,如果在工作中出现操作不当等情况,直接导致CO的生成。

二、新时期电厂锅炉脱硝改造流程

1、锅炉整体脱硝工艺的改造

在整个电厂锅炉脱硝改造过程中,人们应该将工作重点放在脱硝效率提升上。从大量研究内容可以看出,燃烧脱硝的实现以主燃区的空燃比调节为主。因此,在脱硝实践环节,人们应该明确具体的电厂脱硝要求,实现对可燃物排放的整体控制。与此同时,可燃物的燃烧情况会给整个SCR性能带来很大影响,尤其是当SCR系统改造时,需要对相关应用技术进行合理设计,从而实现CO含量的进一步降低,避免脱硝效率为其带来负面影响。除此之外,在NOx脱硝改造上,可以从以下几方面着手:首先,对引风机、除尘器以及空气预热等进行合理改造。其次,做好燃烧装置的改造工作,最终将SCR脱硝流程的经济性全面激发出来。

2、相关设备的改造

目前,部分电厂在脱硝操作过程中没有重视辅助设备。因此,在改造工作开始之前,工作人员应做好辅助设备检查工作,确保其满足消防要求,同时对相关参数进行有效设置。另外,在锅炉脱硝改造过程中,为了实现脱硝效果的全面提升,应该从经济性和技术性两方面出发,实现锅炉的脱硝改造,为后续脱硝工作开展创造良好条件。另外,在整个电厂锅炉脱硝和改造过程中,辅助设备的应用显得十分重要,涉及的专业技术更是多种多样。例如,在具体电厂锅炉脱硝中,工作人员可以将工作重点放在烟尘排放研究过程中,并根据实际情况,进行除尘器等设备的改造工作,并实现相关设备使用的合理规划,避免最终脱硝和改造效果受到影响。

3、选择性催化还原工艺的应用

截至目前,我国很多电厂引进新型的W型锅炉,但无论锅炉种类如何,其脱硝改造均可以划分成燃烧改造和烟气脱硝改造两大类。脱硝系统主要包括烟气系统系统和吹灰系统。站在工作原理角度来说,SCR烟气脱硝技术主要是将NH3稀释到标准浓度,随后与混合气体一起送到SCR反应器中,此时如果金属催化剂和温度适宜,人们便可以有选择性地将烟气中NOx还原成氮气和水,提升整个脱硝改造效果。当烟气脱硝装置正式运行后,人们可以通过完全燃烧将整个电厂脱硝率提升到90%,整个NOx的排放标准也会降低到50mg/Nm3,实现电厂的优化运行。

结束语

煤炭一直是我国的重要能源之一,在社会经济发展过程中起到了重要作用,使用时间较长。现阶段,随着人们环保意识的不断增强,锅炉烟气管理已经迫在眉睫。电厂工作人员需要根据具体情况,对脱硝技术进行合理选择,进一步降低NOx排放量,最终实现电厂周围环境的合理改善。

参考文献:

[1]郭伟平.火力电厂锅炉脱硝及烟气除尘的技术分析[J].能源技术与管理,2018,43(5):148-150.

[2]杨承佐,吴洪文,成涛.燃气电厂余热锅炉脱硝系统氨逃逸率高的原因分析[J].自动化博览,2018,35(10):110-112.

论文作者:张浩

论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期

论文发表时间:2019/6/25

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