SNCR改进型高效脱硝技术概述

作者:admin         发表时间:2018-4-13

工艺原理

SNCR改进型脱硝技术是使用计算流体力学(CFD)和化学动力学模型(CKM)进行工程设计,即将先进的虚拟现实设计技术与特定燃烧装置的尺寸、燃料类型和特性、分解炉负荷范围、燃烧方式、炉膛过剩空气、初始或基线NOx浓度、炉膛烟气温度分布、炉膛烟气流速分布等相结合进行工程设计。 SNCR改进型烟气脱硝工艺采用一种固体粉末作为脱硝还原剂,该还原剂PH值为中性不易挥发,粒径为80目左右,密度为1-1.1g/cm3,性质稳定,其储存、运输不需要特殊的安全防护措施,在500~950℃范围内迅速气化,与烟气中的NOx发生氧化还原反应以达到脱硝目的,最佳反应温度为800~950℃。该技术不需对现有锅炉做出改造,只需要增加喷射系统即可。 SNCR改进型脱硝系统按单元设计主要包括:脱硝剂输送供应系统、计量分配系统、射流系统、气送系统、化学剂喷射系统、在线监测系统。脱硝剂储存于料斗中,通过自动上料提升机进入储料仓中,经可调节的喂料器后在料口卸出,随后进入文丘里气料混合加速室并按照设定的速度、时间喷出。文丘里气料混合加速室出口端连接有若干路计量分配装置,每一路计量分配装置对应一个喷射系统。经文丘里气料混合加速室喷出的气料混合物通过上述喷射系统的喷枪进入炉膛,喷入反应区内的还原剂迅速气化与烟气中的NOx发生还原反应,生成对环境无二次污染的氮气、水等产物。一方面,该工艺气化时间短,有足够的反应时间反应充分,氨逃逸少,在1.2-1.5ppm左右,不会产生亚硫酸铵,无结晶物,不会对锅炉受热面产生腐蚀影响。另一方面,该工艺与传统氨水法相比,由于改进型脱硝还原剂为固体粉末状态,带入水分更少,更不易发生受热面腐蚀现象。同时氨逃逸小也减少了锅炉尾部灰尘沉积,不会对锅炉及下游设备产生结焦,结垢的危险。最后由在线监测系统对烟气排放情况进行实时监测,所得监测数据传递给中央控制模块时,中央控制模块指令电子控制给料器对所需投入还原剂的量进行调整,同时指令中央风泵调整气流压力与风量。所述系统装置均采用智能控制系统进行实时调控。

技术优势

(1)安全性高:脱硝还原剂是固体粉末、性质稳定、储存、运输和处理不需要特殊的安全防护措施。该脱硝剂的使用中,不存在燃、爆等安全隐患,保证了操作人员的人身健康安全。此外,该脱硝剂与NOx反生反应后产物为N2和H2O等无害物质,对环境不会造成二次污染。 (2)投资成本低:该技术不存在三废问题,设备工艺先进,在节能减排方面达到了国内先进水平,大大减少了工艺后期处理费用。SNCR改进型脱硝系统无需对现有锅炉进行改造,其投资成本较低。 (3)安装简便:SNCR改进型烟气脱硝工艺装置为高度集成一体化设备,安装简单,占地面积小;该技术不需要改变现有锅炉,只需要在现有基础上增加喷射系统即可。系统结构简单,操作简捷。 (4)氨逃逸率低:传统SNCR脱硝工艺氨逃逸产生的硫酸铵(气溶胶)以及大量水形成的饱和蒸汽所吸附的固体颗粒物都会使长期使用的布袋除尘器产生堵塞现象,并且影响过风量。传统SCR工艺使用催化剂进行脱硝,长期使用易导致空预器堵塞;而本SNCR改进型脱硝系统的脱硝剂为固体粉末状,进入锅炉后无局部降温过程,氨逃逸小,减少了链条炉尾部受热面或者循环流化床锅炉水平烟道的灰尘沉积。因此不会对锅炉及下游设备产生结焦,结垢的危险。 (5)效率高于传统SNCR脱硝工艺:传统SNCR脱硝工艺一般使用液体(20%氨水)作为还原剂,一方面,由于氨水80%是水,水在常温下在炉膛内变成蒸汽时体积扩大,带走大量热量,影响燃烧工况。80%水在炉膛内需要汽化时间。另一方面,氨水进入锅炉后有一个瞬时局部降温过程,这就会导致喷入点达不到还原剂与烟气中氮氧化物发生还原反应所需要的适宜温度,从而还原剂与NOx没有足够的活化能使脱硝反应快速进行,导致氮氧化物脱除效率降低。而当烟气温度达到反应所需要的温度时,部分烟气流走,无法反应完全,脱硝效率降低,同时也会产生氨逃逸,造成实际应用脱硝效率低。而本SNCR改进型脱硝系统的还原剂为固体粉末直接气化发生还原反应,有足够的反应时间。还原剂进入锅炉喷入点后无局部降温过程,在最适宜的温度下与烟气中的氮氧化物反应,脱除氮氧化物,氨逃逸小。此外,SNCR改进型脱硝系统的脱硝剂所含成分可有效扩大脱硝的温度窗口范围,可使脱硝在更低的温度和更宽的温度窗口范围下良好运行,而对还原效果基本没有影响。 传统SNCR脱硝效率低的主要原因就是混合问题,还原介质与烟气的混合控制较为困难,导致还原剂与烟气中氮氧化物不能充分接触,从而降低了反应的选择性,降低脱硝效率。在传统SNCR脱硝系统中由于反应区的局限性,如果局部的NOx浓度过低,还原剂未全部发生还原反应,并且过量的氨等物质会与氧气发生反应,导致还原剂利用率低。如果局部浓度过高则不能被完全还原,导致脱硝效率低。而本SNCR改进型脱硝系统喷入点选择在锅炉前后拱上方的适宜温度段(800~950℃)位置,喷枪设计合理,喷入炉膛内的脱硝还原剂气化后,能迅速的与烟气中的NOX充分的混合,并且系统设定了足够的停留时间,这样充分保证了烟气中的氮氧化物与脱硝还原剂充分接触,氮氧化物脱除效率增加。 二、柔性极板湿式电除尘器技术 柔性电极湿式电除尘器技术是由我方通过一系列的研发工作,成功开发的新型湿式静电除尘技术,该技术针对性的解决了燃煤电厂细微颗粒物排放以及石膏雨等问题,实现了燃煤电厂污染物超低排放。

柔性电极湿式电除尘技术具备以下明显优点:采用柔性有机纤维作为集尘极,耐腐蚀性能更优;系统简单,无碱液冲洗及废水处理系统;具备自清灰功能,水耗量低,极大降低结垢、积灰风险;运行维护简单、可靠性高。

柔性电极湿式静电除尘技术,利用静电除尘原理,采用新型耐酸碱腐蚀性优良的柔性阳极材料,水耗少、零碱耗条件下实现燃煤脱硫烟气清洁排放,为国内唯一拥有完全自主知识产权的湿式静电除尘技术,成果达国际领先水平。 柔性电极湿式静电除尘技术优点如下: (1)柔性电极湿式静电除尘技术是国内唯一拥有完全自主知识产权的湿式静电除尘技术,技术成熟领先。除尘效率高达85%,比市场平均水平高10%,而且能够协同去除SO3、NH3、汞等污染物,PM2.5去除率大于90%,酸雾去除率大于80%,水雾去除率大于90%,汞去除率大于70%。整体系统可靠,零碱耗、水耗少,消除设备腐蚀和废水排放风险,达到世界先进水平;

(2)国内业绩最多,装置安全可靠。目前,该技术已应用于国内29个电厂及钢铁企业的50余台机组,最长运行已达6年,国内燃煤机组项目运行时长远超过国内外同类技术,累计实现烟尘细颗粒物减排80000余吨。 (3)装备核心材料具有优良的耐低温腐蚀性能,完全满足在饱和湿烟气环境中长期运行。同时柔性电极具有自清灰功能,极大降低了极板结垢的风险; (4)设备安装成本低,运行费用省。在同等除尘效率下,柔性电极湿式静电除尘设备由于比集尘面积大,集尘极长度较长,占地面积较小;同时,由于不必新建冲洗废水处理设施,造价相对较低。同时,系统简单,无碱液冲洗及废水处理系统,辅助设施少,零碱耗、水耗少,消除设备腐蚀和废水排放风险,运行成本比传统玻璃钢极板湿式除尘设备低40%,比不锈钢极板湿式除尘设备低50%; (5)设备布置灵活;可单体设计,也可脱硫除尘一体化设计,形式多样;极板利用柔性纤维的毛细作用形成均匀水膜,避免了极板结垢;极板材质耐酸、耐碱和耐温(<80℃),适合国内脱硫后介质环境;该技术克服了刚性极板表面易结垢,冲洗水量大,冲洗频率高的缺点; (6)设备后期维护更换简便、费用低,柔性基板可从人孔进入对单块阳极板进行更换,2-3小时即可更换完毕,玻璃钢材质阳极为分体模块组合,单个阳极板损坏必须整体更换,拆除阴极系统并大面积切割壳体方可维修。 2.2柔性极板湿式电除尘结构 2.2.1柔性极板湿式电除尘技术优势 柔性极板湿式电除尘技术,相比于金属极板的湿式静电除尘技术,具有以下优势: (1)柔性极板低温耐酸腐蚀性能优异,完全适用于阳极收集液的酸性环境,无需连续冲洗的中性水施以保护; (2)定期冲洗,采用“自冲刷”水力冲灰方式,正常运行时水耗少,正常运行电压稳定在40~50KV; (3)无连续冲洗水的输入,强化了除尘效果; (4)无需循环水处理单元,无需加碱设施。平均水耗少,零碱耗,运行成本低,运维工作量低; (5)对脱硫无影响; (6)相同流速以及相同停留时间时,立式布置方式相比于水平卧式布置,集成面积大,性能指标更有保障。 2.2.2柔性极板湿式电除尘本体结构 湿式电除尘器本体采用钢结构形式,主要阴极线、阳极、绝缘箱、供电电源和冲洗系统组成。 (1)湿式电除尘器本体 本湿式电除尘器过流断面为矩形,阳极构件采用模块化设计,阴极材质为双相不锈钢;壳体和支撑梁等采用碳钢衬玻璃鳞片。 (2)阳极装置 阳极装置包括柔性集尘极及其支撑结构。阳极支撑结构包括上部支撑梁及下部张紧装置,上下阳极梁均与壳体相接。 柔性集尘极采用柔性纤维织物,开机前应先进行冲洗润湿而后具有导电性。柔性极板具有抗腐蚀性能好,可实现在线连续工作等特点。 (3)阴极装置 阴极装置包括阴极线、上下部吊挂装置、绝缘箱。 阴极线采用2205双相不锈钢芒刺线,耐腐蚀,广泛适用于饱和湿烟气环境。阴极线固定于上下框架上,框架通过设置于壳体外部的绝缘箱支撑。绝缘箱内吊杆采用陶瓷管支撑,绝缘箱内配有电加热器,绝缘箱内部温度维持在80~120 ℃,以保证阴极和阳极之间时刻保持干燥绝缘状态。每个绝缘箱设1个温度测点。 (4)冲洗系统 湿式电除尘器内设两层冲洗管网:阴极冲洗管网和阳极冲洗管网。 阴极冲洗管网主要进行开机前冲洗以及关机后冲洗,正常运行定期冲洗,平均水耗少。正常运行时冲洗频率为每周一次。阳极冲洗管网主要考虑保护阳极所设置,正常运行时无需开启,阳极冲洗管网兼做阳极支撑框架。 (5)阳极收集液的排放 正常运行时,柔性集尘极表面形成一层连续水膜,收集下来的烟尘随水膜重力自流至湿式电除尘器下部的集液槽,实现在线清灰。本工程收集液总流量约为1~2m3/h,采用FRP管引至吸收塔。 由于该部分阳极液流量小,不另外设置水处理系统,不会影响脱硫系统的正常运行。 (6)防腐 湿式电除尘器内部介质为低温饱和湿烟气,温度约60℃,设备本体和烟道需要进行防腐。防腐措施如下: 烟道:玻璃鳞片防腐; 湿式电除尘器:阳极采用耐腐蚀柔性集尘极;阴极线采用2205双相不锈钢,绝缘子为陶瓷材质,壳体及钢性支撑结构外表面刷醇酸漆进行防腐;内部其它不能防腐的部件采用双相合金钢及高等级不锈钢。 管道:收集液管道采用FRP或PP管

主要承担大气治理工程、污水处理工程、河道生态修复工程、城市环卫工程、有机挥发物气体治理工程的核心技术研发、施工及运营;部分氮氧化合物去除剂、环保水处理剂、土壤改良剂的研发、技术推广及销售,是一家集研发、设计、生产、施工、运营、技术服务为一体的环保企业。

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