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燃煤电厂烟气冷却器壁上沉积物分析和形成机理

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化工学报 2015年第5期66卷 1891-1896页

作者：马海东王云刚赵钦新陈衡姜薇薇西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室陕西西安710049

选择性催化还原(SCR)系统和烟气冷却器是实现燃煤电厂节能减排的重要设备,但SCR中的氨逃逸现象对烟气冷却器的影响研究鲜有报道。本文对某电厂SCR设备后的烟气冷却器表面出现的沉积物,进行了XRD、XRF、SEM和EDS等分析研究。结果表明:沉... 详细信息

选择性催化还原(SCR)系统和烟气冷却器是实现燃煤电厂节能减排的重要设备,但SCR中的氨逃逸现象对烟气冷却器的影响研究鲜有报道。本文对某电厂SCR设备后的烟气冷却器表面出现的沉积物,进行了XRD、XRF、SEM和EDS等分析研究。结果表明:沉积物的白色结晶物主要为氟硼酸铵,及其反应中间产物(氟化铵、硼酸以及氟硅酸铵),形成该结晶层的主要原因为煤中富集的氟、硼元素和SCR逃逸氨的耦合反应,该沉积物的厚度不会无限增加,但仍会影响烟气冷却器的正常运行。

关键词：煤燃烧沉积物结晶烟道气氨逃逸翅片管换热器

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一种火电厂SCR系统的级联型机理仿真模型

动力工程学报 2019年第6期39卷 468-473页

作者：肖运启何曈华北电力大学控制与计算机工程学院

针对火电厂SCR系统仿真模型的建模难点,提出了一种基于级联结构的SCR系统仿真建模方法,设计了基于粒子群算法的SCR系统仿真模型参数辨识方法,用于辨识气体吸附与解吸附、NO消耗速率和NH3氧化速率等相关动力学方程的参数,可以兼顾SCR出口... 详细信息

针对火电厂SCR系统仿真模型的建模难点,提出了一种基于级联结构的SCR系统仿真建模方法,设计了基于粒子群算法的SCR系统仿真模型参数辨识方法,用于辨识气体吸附与解吸附、NO消耗速率和NH3氧化速率等相关动力学方程的参数,可以兼顾SCR出口NOx质量浓度和氨逃逸量2个关键目标,并通过某600 MW超临界机组SCR系统的建模算例对所提方法的有效性进行验证。结果表明:此方法有效解决了仿真模型与仿真步长的匹配问题,可为喷氨系统控制器全面优化设计研究提供支撑。

关键词：脱硝系统仿真模型氨逃逸粒子群算法参数优化

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低温条件下喷淋塔氨法脱碳实验研究

热力发电 2021年第12期50卷 115-121页

作者：吕泽宁乔琨王韬杨立军华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206

氨水合物反应系统捕集CO_(2)方法以其捕集效率高,设备成本低,应用范围广等优点从众多CO_(2)捕集技术中脱颖而出,但存在氨逃逸问题。为此,本文自主设计并搭建了可变高度的喷淋塔实验系统,开展氨法吸收CO_(2)的实验研究。通过改变低温条... 详细信息

氨水合物反应系统捕集CO_(2)方法以其捕集效率高,设备成本低,应用范围广等优点从众多CO_(2)捕集技术中脱颖而出,但存在氨逃逸问题。为此,本文自主设计并搭建了可变高度的喷淋塔实验系统,开展氨法吸收CO_(2)的实验研究。通过改变低温条件下的运行参数得到了氨逃逸率和CO_(2)脱除效率的影响因素和变化规律。结果表明:氨逃逸率随着氨水温度、氨水摩尔分数的增加而增加,随着CO_(2)体积分数、喷淋塔高径比的增加而降低;CO_(2)脱除效率随着氨水温度、氨水摩尔分数的增加而增加,随着CO_(2)体积分数、喷淋塔高径比的增加而降低。本文实验获得的不同参数条件下的氨逃逸和CO_(2)吸收规律,可为氨法CO_(2)吸收技术的发展和完善提供参考。

关键词：碳捕集氨法脱碳氨逃逸低温喷淋塔

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氨法烟气脱硫塔外氧化技术的模拟与优化

化学工程 2019年第3期47卷 7-11,44页

作者：李一鸣刘思思张健苑兴洲张晓欣封瑞江邹雄董宏光辽宁石油化工大学化学化工与环境学部辽宁抚顺113001 大连理工大学化工学院辽宁大连116024

氨法脱硫塔外氧化技术是在传统的塔内直通空气氧化技术的基础上加以改进得到的一种新型技术。该技术将氧化环节移至塔外氧化器,使得塔内气量减小,出口烟气中氨逃逸量及气溶胶含量明显降低,且结晶颗粒外观得到改善。使用Aspen plus软件... 详细信息

氨法脱硫塔外氧化技术是在传统的塔内直通空气氧化技术的基础上加以改进得到的一种新型技术。该技术将氧化环节移至塔外氧化器,使得塔内气量减小,出口烟气中氨逃逸量及气溶胶含量明显降低,且结晶颗粒外观得到改善。使用Aspen plus软件对氨法脱硫塔外氧化技术全流程进行了严格的稳态模拟,并对喷淋层分流比,吸收液pH,烟气温度,浓缩段液气比等进行了重新优化设计。塔外氧化工艺最佳操作条件为:喷淋层分流比为0.7,吸收液pH为6.1,吸收段烟气温度为53℃,浓缩段液气比为0.13左右。与传统的塔内直通空气氧化相比,塔外氧化技术不仅可降低50%以上的氨逃逸,而且控制方案要求较为简单,操作方便,更能适应日趋严格的环保要求。

关键词：氨法脱硫塔外氧化氨逃逸 Aspenplus 硫酸铵

SCR脱硝系统性能及空气预热器阻力上升分析

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中国电力 2019年第6期52卷 187-192页

作者：马大卫何军张其良黄齐顺张本耀程靖朱帅国网安徽省电力有限公司电力科学研究院

NOx排放浓度、氨逃逸浓度难以控制及空气预热器阻力上升,是SCR脱硝系统超低排放改造中遇到的主要问题。以某SCR脱硝系统超低排放改造后的300MW机组为研究对象,通过测试得知:(1)SCR反应器出口NOx分布不均,氨逃逸浓度超标严重,氨逃逸监测... 详细信息

NOx排放浓度、氨逃逸浓度难以控制及空气预热器阻力上升,是SCR脱硝系统超低排放改造中遇到的主要问题。以某SCR脱硝系统超低排放改造后的300MW机组为研究对象,通过测试得知:(1)SCR反应器出口NOx分布不均,氨逃逸浓度超标严重,氨逃逸监测表计示值不具代表性,造成NOx排放浓度控制困难和空气预热器阻力上升;(2)过度追求NOx超低排放浓度,造成催化剂活性、主要化学成分明显衰减,硫酸氢铵在其表面沉积严重。对此提出的改进措施为:进行NOx浓度烟气在线监测系统(CEMS)多点取样改造,定期进行喷氨优化和催化剂性能检测,以改善SCR系统运行效果和提高运行的经济性。

关键词：超低排放 SCR脱硝系统 NOx分布空气预热器阻力催化剂活性氨逃逸

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SNCR脱硝特性的模拟及优化

化工学报 2013年第5期64卷 1789-1796页

作者：李穹吴玉新杨海瑞吕俊复清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

对某台使用尿素为还原剂的100t.h-1循环流化床锅炉的SNCR性能进行了CFD数值模拟,分析了温度、氨氮摩尔比等影响因素对SNCR脱硝效率、氨泄漏以及N2O浓度的影响规律。结果表明,SNCR最佳温度窗口的范围为850～1050℃,且随着氨氮比的增大,... 详细信息

对某台使用尿素为还原剂的100t.h-1循环流化床锅炉的SNCR性能进行了CFD数值模拟,分析了温度、氨氮摩尔比等影响因素对SNCR脱硝效率、氨泄漏以及N2O浓度的影响规律。结果表明,SNCR最佳温度窗口的范围为850～1050℃,且随着氨氮比的增大,温度窗口范围变宽;随着温度的升高,氨逃逸量明显下降,当温度超过940℃后,氨逃逸量基本可以忽略不计,而N2O的生成量则呈现出先增大后减少的趋势。随着氨氮摩尔比的增加,脱硝效率逐渐增大,980℃左右达到峰值;氨泄漏随氨氮摩尔比的增加而增大;N2O浓度与脱硝效率呈正比关系,最大生成量约为30μl.L-1。

关键词：选择性非催化还原温度窗口氨氮比氨逃逸 CFD

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SCR脱硝催化剂寿命管理研究

中国电力 2018年第3期51卷 163-169页

作者：傅玉陆强唐诗洁庄柯胡笑颖董长青华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室北京102206 国电环境保护研究院江苏南京210031

催化剂是燃煤电站SCR脱硝系统的核心,其在运行过程中会缓慢失活,及时更换失活催化剂或者加装新催化剂是保证SCR脱硝系统高效经济运行的关键。以氨逃逸量为评判标准,基于SCR反应器的基础模型和催化剂失活模型,建立了符合脱硝工况实际的... 详细信息

催化剂是燃煤电站SCR脱硝系统的核心,其在运行过程中会缓慢失活,及时更换失活催化剂或者加装新催化剂是保证SCR脱硝系统高效经济运行的关键。以氨逃逸量为评判标准,基于SCR反应器的基础模型和催化剂失活模型,建立了符合脱硝工况实际的催化剂寿命管理模型。该模型以氨氮摩尔比小于1的真实工况为建模条件,综合考虑了反应器入口氨氮摩尔比以及反应器内部各层催化剂入口氨氮摩尔比变化,经与实际催化剂失活时间进行比较,证明所建模型准确,假设催化剂运行工况恰当。在此基础上,根据催化剂更换或者加装情况,给出12种可能的催化剂管理方案,并以催化剂使用寿命为评价标准,从中获得了最优方案。

关键词：燃煤电厂烟气脱硝 SCR 催化剂氨逃逸脱硝效率催化剂寿命管理

SCR烟气脱硝系统氨逃逸浓度在线预测方法研究

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中国电力 2018年第10期51卷 145-149页

作者：宋玉宝程世军姚燕安德欣金理鹏方朝君西安热工研究院苏州分院江苏苏州215153 华能沁北电厂有限责任公司河南济源459012

燃煤机组烟气排放连续监测系统(CEMS)对SCR氨逃逸浓度的测量结果不十分可靠,易造成运行中无序过量喷氨和加剧空气预热器硫酸氢铵粘结堵塞。在实验室和现场检测基础上,结合SCR反应器潜能及其劣化趋势分析,提出了氨逃逸浓度在线预测方法... 详细信息

燃煤机组烟气排放连续监测系统(CEMS)对SCR氨逃逸浓度的测量结果不十分可靠,易造成运行中无序过量喷氨和加剧空气预热器硫酸氢铵粘结堵塞。在实验室和现场检测基础上,结合SCR反应器潜能及其劣化趋势分析,提出了氨逃逸浓度在线预测方法和计算式。以某350 MW机组为例,介绍氨逃逸浓度预测步骤和分析结果。初步应用结果表明,根据机组实时运行负荷、NOx浓度及脱硝效率等DCS参数,可在线预测氨逃逸浓度,用以指导喷氨量调节;同时,氨逃逸浓度预测值可用于SCR催化剂层的寿命管理预警与决策。

关键词：燃煤机组烟气脱硝 SCR反应器潜能氨逃逸在线预测硫酸氢铵

多功能便携式氨逃逸激光检测仪的研制及性能改进

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多功能便携式氨逃逸激光检测仪的研制及性能改进

作者：张宸阁天津工业大学

学位级别：硕士

脱硝过程中的氨逃逸浓度检测,对提高脱硝效率,实现节能减排具有重要意义。当前的脱硝氨逃逸检测仪功能单一,并未对同样影响脱硝效率的水蒸气浓度和烟气温度进行同时检测。此外,在实际应用时需要原位便携式的检测仪器,能够更好的了解氨... 详细信息

脱硝过程中的氨逃逸浓度检测,对提高脱硝效率,实现节能减排具有重要意义。当前的脱硝氨逃逸检测仪功能单一,并未对同样影响脱硝效率的水蒸气浓度和烟气温度进行同时检测。此外,在实际应用时需要原位便携式的检测仪器,能够更好的了解氨逃逸浓度的分布,以便喷氨优化。因此,针对脱硝过程中的氨逃逸和水蒸气浓度以及温度同时、原位检测的实际需求,研制了多功能便携式氨逃逸激光检测仪。第一,发展了基于单个近红外激光器的高灵敏、高精度多参量检测方法。首先对NH和HO的吸收谱波段进行优选,确定6609.5-6613cm为检测波段,利用单个1.512μm DFB激光器能够完美覆盖。随后基于波长调制光谱技术(WMS)发展了变调制幅度的WMS-2f/1f无校准方法,降低谱线之间相互干扰的同时提高了谐波信号的信噪比。最后发展了多组分气体浓度反演算法,实现了NH和HO浓度以及温度的高灵敏、高精度检测。第二,对多功能便携式氨逃逸激光检测仪进行了研制及改进。首先介绍了初版氨逃逸检测仪的设计方案与搭建,随后在使用中发现其抗振性差、镜片易冷凝、主机集成度低以及信号的信噪比及检测精度低的问题,常导致测量失败;然后对初版检测仪进行了改进。通过增添反射镜结构减小固定件的长度,增强了探腔的抗振性。对内置长光程气体池的位置进行重新规划和设计,避免了镜片冷凝。采用体积较小的激光控制电路板,在保证精确控制激光器的同时提高了主机集成度。采用EMD算法对谐波信号中的标准具条纹及噪声进行抑制,测量灵敏度提高了42.76%,并采用卡尔曼滤波算法对TDLAS测量结果进行实时滤波,检测精度提高了3倍。改进并搭建完成后的检测仪包括一个多功能、小型化、低功耗、低成本的传感器主机和一个便携式、坚固、可插拔的采样探腔。第三,评价了氨逃逸激光检测仪在实验室以及现场应用的检测性能。实验室测试结果表明,NH和HO浓度以及温度的测量精度分别为5.1%、4.8%和2.9%。Allan方差分析表明,该传感器具有良好的稳定性,在5秒的时间分辨率下,NH和HO浓度的测量灵敏度分别为0.1ppm和0.03%;此外,该激光检测仪的可行性也在实际燃煤电厂脱硝出入口的现场实验中得到了验证,表明了它对脱硝过程中的喷氨优化具有巨大的潜力。

关键词：氨逃逸温度测量波长调制光谱变调制系数多参量测量