一 引言
燃煤電廠的環(huán)境保護問題一直受到社會各界的廣泛關(guān)注,在實際運行過程中,不僅要保證優(yōu)化的選擇還原劑,也要集中對還原劑的運行結(jié)構(gòu)進行計算,以保證整體行為符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》以及《重點區(qū)域大氣污染物“十二五”規(guī)劃》等條例,真正實現(xiàn)綠色發(fā)展路徑。
二 燃煤電廠脫硝還原劑選擇分析
脫硝還原劑的選擇是影響SCR脫硝效率的主要因素之一。還原劑的選擇應(yīng)該具有以下特點:成本低廉、效率高、存儲穩(wěn)定、安全可靠、占地面積小等。目前,煙氣脫硝還原劑主要包括液氨、氨水以及尿素。
2.1 液氨
氨是一種常用化工原料,應(yīng)用范圍廣。無色、強堿性、極易揮發(fā)的氣體、有刺激性惡臭氣味。液氨遇明火或高熱能物質(zhì)接觸引起爆炸;與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。
液氨法SCR脫硝工藝系統(tǒng)主要包括液氨接卸儲存系統(tǒng)、液氨蒸發(fā)供給系統(tǒng)、氨氣稀釋反應(yīng)系統(tǒng)、催化劑聲波及蒸汽吹灰系統(tǒng)、配電及自動控制系統(tǒng)等部分。以液氨為脫硝還原劑,有技術(shù)可靠、系統(tǒng)穩(wěn)定、能耗與投資相對低等特點,目前在國內(nèi)外應(yīng)用廣泛。
2.2 氨水
理化特性:指氨氣的水溶液,有強烈刺鼻氣味,化學(xué)性質(zhì)為弱堿性。煙氣脫硝通常使用溶度為20%~30%的氨水,借助氨水噴槍等噴射模塊實現(xiàn)SNCR脫硝。氨水強腐蝕性,接觸后對人體有危害。當(dāng)空氣中氨氣在15%~28%爆炸臨界范圍內(nèi),會有爆炸的可能性。
使用氨水作為還原劑的不足之處:需要配備氨氣分離裝置,將氨蒸汽和水分離出來。因此,單位體積氨氣所需原料最多,儲存和運輸成本最高。
2.3 尿素
理化特性:尿素外觀是白色晶體或粉末。通常用作植物的氮肥。呈弱堿性。
尿素作為脫硝還原劑吸收NOX,在實際應(yīng)用中,尿素轉(zhuǎn)化為氨的方法有兩種:熱熔法和水解法。
熱熔法:將尿素在尿素溶解器中溶解為70%的溶液,在一定條件下,尿素分解成異氰酸和氨氣,異氰酸和水分解為氨氣和二氧化碳。
水解法:將尿素溶液加熱到120℃左右,在130~180℃、1.7~2.0MPa的反應(yīng)條件下,先生成氨基甲酸銨,隨后氨基甲酸銨分解,生成氨氣和二氧化碳。
在對以上三種還原劑選用方案進行分析的過程中,管理人員要綜合考量項目實際情況,建立最優(yōu)化的還原劑設(shè)置方案,液氨應(yīng)用較廣泛,綜合性能最優(yōu)的選擇。
三 燃煤電廠脫硝還原劑用量計算分析
在對燃煤電廠脫硝還原劑用量計算的過程中,管理人員要建立最優(yōu)化的計算模式,以保證還原劑結(jié)構(gòu)和用量的完整。在煙氣中會存在大量的NOX成分,其中一氧化氮的含量約為95%,而二氧化氮的含量只占總體積的5%左右,那么,在實際計算過程中,管理人員要集中處理NOX排放的基礎(chǔ)條件以及邊界條件,優(yōu)化處理其質(zhì)量濃度,保證按照相應(yīng)的公式進行集中分析,其中,以此判斷煙氣中NO的實際含量,而利用判斷煙氣中NO2的實際含量,C代表的氣體的實際濃度。
3.1 SCR脫硝還原劑計算策略分析
SCR脫硝工藝技術(shù)利用其基礎(chǔ)還原方程式能進行集中的計算和處理,假設(shè)環(huán)境中需要計算的是兩個公式,一氧化氮1mol和氨氣1mol反應(yīng),二氧化氮1mol和氨氣2mol反應(yīng),通過公式可以得出其中Q是反應(yīng)器進口的實際煙氣流量,在集中處理相應(yīng)計算公式后,能得出商業(yè)用比例約為18%~30%。
3.2 SNCR脫硝還原劑計算策略分析
SNCR脫硝工藝又稱選擇性非催化還原技術(shù),整體技術(shù)不需要催化劑,只需要將NOX還原脫除生成氨氣即可。在技術(shù)進行過程中,主要是接收和存儲還原劑、在鍋爐內(nèi)利用噴射模塊(核心設(shè)備為脫硝噴槍)有效注入稀釋后的還原劑,然后對還原劑進行計算輸出和混合稀釋,最后保證還原劑和煙氣進行集中混合,從而集中進行脫硝反應(yīng)。主要的計算方式是利用相應(yīng)的反應(yīng)式,主要物質(zhì)是尿素,其中影響要素主要是一氧化氮的脫硝效率以及煙氣中實際的NOX還原反應(yīng)溫度以及停留時間,保證爐內(nèi)氨氣與煙氣的混合程度能有效促進整體化學(xué)反應(yīng)進程,并且保證基本的氨逃逸率,在實際反應(yīng)過程中,脫硝率和還原劑用量的增長呈現(xiàn)指數(shù)關(guān)系,且整體系數(shù)很少高于2。一般情況下,取值約為0.8,此時的脫硝效率約為25%,當(dāng)取值為1.25時,脫硝效率約為30%~35%,而當(dāng)取值為2時,整體結(jié)構(gòu)的實際脫硝效率會接近50%。
3.3 SNCR/SCR組合還原劑計算策略分析
在運行選擇性非催化還原技術(shù)/選擇性催化還原技術(shù)組合脫硝技術(shù)的過程中,研究人員一般也主要利用尿素,計量公式是對尿素的耗量進行集中的計算。通過實際技術(shù)的運算比較,運行選擇性非催化還原技術(shù)/選擇性催化還原技術(shù)組合機制能有效提示脫硝效率,保證尿素噴入量的增大,并且整體氨逃逸率也明顯增大,僅剩余一小部分氨進入大氣,并且選擇性非催化還原技術(shù)/選擇性催化還原技術(shù)的融合措施能確保氨逃逸率控制在3~5區(qū)間內(nèi)。
四 結(jié)語
綜上所述,在實際項目處理過程中,研究人員要針對具體參數(shù)進行集中的計算,并且保證整體項目運行機制踐行科學(xué)發(fā)展觀,從根本上推動燃煤電廠環(huán)保產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
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