选择性催化还原法烟气脱氮技术现状

选择性催化还原法烟气脱氮技术现状X
王　雷1,梁　坤2
(1.华能呼和浩特风力发电有限公司;2.内蒙古金山热电厂,内蒙古呼和浩特　010000)
摘　要:对燃煤电厂的尾部烟气进行脱氮处理可以大量减少氮氧化物的排放,显著改善环境。

选择性催化还原(SCR)脱氮技术是一种用于脱除燃料燃烧后烟气中所含的氮氧化物的技术。

本文介绍了SCR脱氮技术的基本原理、及加装SCR装置对空气预热器等相关辅机的设计选型等方面造成的影响。

关键词:氮氧化物;烟气脱氮
中图分类号:X784 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0105—01
到目前为止,全世界应用SCR烟气处理技术的
电站燃煤锅炉容量超过178.1GW。

其中,日本安装
有SCR装置的机组容量约有23.1GW;欧洲安装有
SCR装置的机组容量约有55GW;美国安装有SCR
装置的机组容量超过100GW。

在我国大陆,部分燃
煤机组同步安装SCR脱氮装置并已投入商业运行。

1　SCR脱氮工艺介绍
1.1　SCR系统布置
SCR为选择性催化还原脱氮法,这项技术是在
20世纪70年代末和80年代初首先由日本发展起来
的,其后迅速在欧洲和美国得以推广。

其反应方程式
如下:
4NO+4NH3+O2催化剂
4N2+6H2O
6NO2+8NH3催化剂
7N2+12H2O
SCR装置主要由2大主体组成:氮氧化物脱除剂制备系统和反应器本体。

通过向反应器内喷入反应剂NH3,将NO x还原为氮气。

由于此还原反应对温度较为敏感,故需加入催化剂以增强反应活性,满足反应的温度要求。

依据SCR脱氮反应器相对于电除尘的安装位置,可将SCR分为两类:SCR反应器布置在锅炉省煤器和空气预热器之间,这种布置方式的优点是烟气温度高,满足了催化剂活性要求。

缺点是烟气中的飞灰含量高,对催化剂的防磨损和防堵塞的性能要求较高。

1.2　催化剂
催化剂材料一般以T iO2为载体,再在其中掺入V2O5和WO3等活性成分。

催化剂的活性温度范围从280～400℃不等。

从结构上分:催化剂有蜂窝式和板式两种,蜂窝式催化剂具有模块化、比表面积大的优点。

而板式催化剂不易积灰,对烟气的高尘环境适应力强、压降低、比表面积小。

两种催化剂型式工艺都比较成熟、应用业绩良好。

催化剂寿命一般在6以上,部分厂商生产的催化剂可以再生,催化剂的更新费用或再生费用较为昂贵。

综合比较,两种型式催化剂的总投资差别不大。

1.3　制氨系统
脱氮剂有纯氨、氨水和尿素3种。

其中纯氨的投资、运输和使用成本为三者最低,但纯氨属于易燃易爆物品,必须有严格的安全保证和防火措施。

脱氮所用氨水浓度一般为20%～30%。

较纯氨安全,但运输体积大,运输成本相对纯氨高。

尿素是一种颗粒状的农业肥料,安全无害,但用其制氨的系统复杂、初投资大,大量尿素的存储还存在潮解问题。

如何选用制氨方式,需进行详细技术经济比较才能最后确定。

1.4　旁路
设置SCR旁路,可以在锅炉低负荷时减少SCR 催化剂的损耗,且有利于SCR的检修。

但旁路挡板的密封和积灰问题严重,投资、运行和维护费用较高。

是否设置SCR旁路,主要依据锅炉冷启动的次数,若每年冷启在5～8次之内,则无需旁路。

此外还有从省煤器入口到SCR入口的小旁路,其作用是当锅炉低负荷运行时,提高进入SCR的烟气温度使之达到脱氮反应所需的温度。

设置省煤器旁路将减少省煤器吸热,影响锅炉主蒸汽温度和再热蒸汽温度。

1.5　灰斗设置
在锅炉BMCR工况下,省煤器出口烟气流速约为10m/s,省煤器灰斗除灰占总灰量的5%,SCR反应器内,烟气流速为4～6m/s时,可能形成一定的积灰,为保证SCR内催化剂的催化效果,在SCR内配置的吹灰器将积灰吹入空气预热器,此外逃逸的氨在230℃时与SO3反应形成NH4HSO4,它具有粘性,在空气预热器内会形成堵灰和腐蚀。

SCR灰斗的设置可以减少进入空气预热器内的灰分,这对空气预热器的安全运行十分有利。

2　加装S R对锅炉及其辅机的影响
　烟道
引风机压头增大主要是因为烟道阻力损失、
105
　2012年第7期 内蒙古石油化工
1000h
C 2.1
浅析变频器的制动技术X
张征富
(黑龙江中盟化工有限公司,黑龙江安达　151400)
摘　要:在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。

此时的逆变器处于整流状态。

这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。

如果当制动过快或机械负载为提升机类时,这部分能量就可能对变频器带来损坏。

关键词:变频;制动;新技术
中图分类号:T M344.601.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)07—0106—02
在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。

此时的逆变器处于整流状态。

这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。

如果当制动过快或机械负载为提升机类时,这部分能量就可能对变频器带来损坏,所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。

在通用变频器中,对再生能量最常用的处理方式有两种:耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中,称之为动力制动状态;使之回馈到电网,则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。

还有一种制动方式,即直流制动,可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。

在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用,尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。

今天,笔者提供一种新型的制动方法,它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点,也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。

1　能耗制动
利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的
SCR阻力损失和空气预热器阻力损失增加所致。

在省煤器出口至SCR入口范围,烟道压力与炉膛承受压力基本一致,对烟道强度计算没有影响;在SCR 出口至空气预热器入口范围,烟道压力与省煤器出口相比,应增加空气预热器阻力损失和部分烟道阻力损失,烟道设计压力提高约1kPa,对烟道强度计算有影响,加强筋须加强;在空气预热器出口范围,烟道设计压力提高1.5kPa,烟道外形尺寸不变,烟道强度必须重新计算并增加加强筋。

2.3　空气预热器
SCR正常运行时,反应器内残余NH3和烟气中SO3和H2O形成硫酸氢铵,硫酸氢铵是强腐蚀物。

它在烟气温度230℃时,开始从气态凝结为液态,对空气预热器中温段和冷段形成强腐蚀。

且硫酸氢铵具有很强的粘结性,造成空气预热器堵灰。

3　结束语
随着国内环保标准的日益严格,在火电厂普遍对尾部烟气进行脱硫处理之后,进一步对尾部烟气进行脱氮处理已提上议事日程。

目前已有国内电站设备制造商与国外公司签订SCR技术转让协议,一些独立发电公司也已完成了脱氮项目的可行性研究。

[参考文献]
[1]　许行勇、徐建昌、李雪辉,等.固体吸附/再生法
同时脱硫脱硝技术的研究进展[J].广州化工,
2003,31(1),4～6.
[2]　国家环保总局.《火电厂大气污染物排放标准》
“升级”新闻通稿26号[N],2004,(3).
[3]　GB13233-2003,火电厂大气污染物排放标准
[S]
106内蒙古石油化工 2012年第7期　
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