降低循环流化床锅炉烟气NOx排放技术研究
成果介绍
成果名称:降低循环流化床锅炉烟气NOx排放技术研究
成果参与单位:华北电力大学、中石化洛阳技术研发中心
成果完成人:常剑、齐文义、王体朋、陆强、陈千惠、李小苗、黄延召、郝代军、孟学峰、邓向军
知识产权情况:成果对应发明及实用新型专利1项,已形成完整知识产权体系
随着NOx排放标准的日益严苛,低NOx燃烧+SNCR+SCR(或臭氧脱硝)配置已经成为常态,严重削弱了循环流化床锅炉低成本污染物治理的优势。本研究在明确循环流化床锅炉NOx形成演化机制与CO原位催化还原脱除机理的基础上,确定关键污染物NOx与CO、炭质颗粒的时空分布与变化规律,确立专用脱硝催化剂的主要反应区域,构筑与CO和炭质颗粒原位脱硝反应高度协同匹配的催化剂和传递环境。开发适于循环流化床锅炉的脱硝催化剂,加入锅炉炉膛内部,利用燃料燃烧产生的CO和炭质颗粒原位脱除烟气中的NOx,高强度、粒度适宜的催化剂颗粒随循环灰在系统内循环,可以提高催化剂的使用效率,降低脱硝成本。
与现有脱硝技术相比,该技术具有操作流程短、使用方便、脱硝成本低的优势。为进一步验证本技术在不同尺度规模工业装置上的脱硝性能,需寻求再次工业验证装置。
创新点
1、基于循环流化床锅炉烟气NOx的生成与转化机理,提出了通过向循环流化床锅炉燃烧室内加入脱硝催化剂颗粒、利用循环流化床锅炉自身具有的特殊还原气氛、原位将烟气中的NOx催化还原为N2的技术路线。
2、基于循环流化床流动和热质传递特性,研究开发了一种脱硝催化剂,催化剂具有适宜的堆积密度、粒度分布和强度,使其在循环流化床循环燃烧过程中具有较高的保留度,降低了催化剂的用量,单位脱硝成本相对较低。
3、首次在工业规模220t/h循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验,脱硝效率达到50%~70%,实现了该装置NOx的超低排放。
市场前景
2022年在中石化九江分公司220t/h工业规模循环流化床锅炉上进行了脱硝催化剂工业应用试验,脱硝效率达到50%~70%,在停止SNCR喷氨和降低30%左右的臭氧的情况下,实现达标排放。
应用案例
据统计,全国大大小小的CFB锅炉超过3000台。日益严格的环保标准促使更多企业加大在环保方面的投入,但严峻的经济形势也会使企业在环保投资方面更加理性,能满足环保要求、经济上合算的技术将越来越受到人们的重视。低NOx燃烧+SNCR+SCR(或LoTOx)等是目前降低CFB锅炉烟气NOx排放的主要技术,但存在运行成本高、运行周期短等缺陷。
采用炉内脱硝催化剂的方法,在燃料燃烧过程中将NOx原位转化成N2,脱硝成本低、不会产生二次污染,具有良好的经济效益和社会效益。
华北电力大学
2023-07-13