降低循環流化床鍋爐煙氣NOx排放技術研究
成果介紹
成果名稱:降低循環流化床鍋爐煙氣NOx排放技術研究
成果參與單位:華北電力大學、中石化洛陽技術研發中心
成果完成人:常劍、齊文義、王體朋、陸強、陳千惠、李小苗、黃延召、郝代軍、孟學峰、鄧向軍
知識產權情況:成果對應發明及實用新型專利1項,已形成完整知識產權體系
隨著NOx排放標準的日益嚴苛,低NOx燃燒+SNCR+SCR(或臭氧脫硝)配置已經成為常態,嚴重削弱了循環流化床鍋爐低成本污染物治理的優勢。本研究在明確循環流化床鍋爐NOx形成演化機制與CO原位催化還原脫除機理的基礎上,確定關鍵污染物NOx與CO、炭質顆粒的時空分布與變化規律,確立專用脫硝催化劑的主要反應區域,構筑與CO和炭質顆粒原位脫硝反應高度協同匹配的催化劑和傳遞環境。開發適于循環流化床鍋爐的脫硝催化劑,加入鍋爐爐膛內部,利用燃料燃燒產生的CO和炭質顆粒原位脫除煙氣中的NOx,高強度、粒度適宜的催化劑顆粒隨循環灰在系統內循環,可以提高催化劑的使用效率,降低脫硝成本。
與現有脫硝技術相比,該技術具有操作流程短、使用方便、脫硝成本低的優勢。為進一步驗證本技術在不同尺度規模工業裝置上的脫硝性能,需尋求再次工業驗證裝置。
創新點
1、基于循環流化床鍋爐煙氣NOx的生成與轉化機理,提出了通過向循環流化床鍋爐燃燒室內加入脫硝催化劑顆粒、利用循環流化床鍋爐自身具有的特殊還原氣氛、原位將煙氣中的NOx催化還原為N2的技術路線。
2、基于循環流化床流動和熱質傳遞特性,研究開發了一種脫硝催化劑,催化劑具有適宜的堆積密度、粒度分布和強度,使其在循環流化床循環燃燒過程中具有較高的保留度,降低了催化劑的用量,單位脫硝成本相對較低。
3、首次在工業規模220t/h循環流化床鍋爐上進行了脫硝催化劑工業應用試驗,脫硝效率達到50%~70%,實現了該裝置NOx的超低排放。
市場前景
2022年在中石化九江分公司220t/h工業規模循環流化床鍋爐上進行了脫硝催化劑工業應用試驗,脫硝效率達到50%~70%,在停止SNCR噴氨和降低30%左右的臭氧的情況下,實現達標排放。
應用案例
據統計,全國大大小小的CFB鍋爐超過3000臺。日益嚴格的環保標準促使更多企業加大在環保方面的投入,但嚴峻的經濟形勢也會使企業在環保投資方面更加理性,能滿足環保要求、經濟上合算的技術將越來越受到人們的重視。低NOx燃燒+SNCR+SCR(或LoTOx)等是目前降低CFB鍋爐煙氣NOx排放的主要技術,但存在運行成本高、運行周期短等缺陷。
采用爐內脫硝催化劑的方法,在燃料燃燒過程中將NOx原位轉化成N2,脫硝成本低、不會產生二次污染,具有良好的經濟效益和社會效益。
華北電力大學
2023-07-13