烟气脱硝运行氨逃逸监测与控制技术

TPRI烟气脱硝运行烟气脱硝运行烟气脱硝运行烟气脱硝运行氨逃逸监测与控制技术氨逃逸监测与控制技术氨逃逸监测与控制技术氨逃逸监测与控制技术介绍：宋玉宝介绍：宋玉宝1380154640613801546406单位：西安热工院苏州分院单位：西安热工院苏州分院单单20162016年年33月月郑州郑州TPRI超低排放氨逃逸问题一、超低排放氨逃逸问题二、脱硝运行控氨技术行三、小结TPRI一、NOx超低排放技术路线NOx排放名称LNBF-SNCRC-SNCRSCRNOx排放mg/m3褐煤/烟煤锅炉150-35080-90%40锅炉1503508090%40贫煤锅炉400-50090-92%40无烟煤锅炉80030-40%50092%4020080%40CFB锅炉200≈80%40200-4009040200-40080%8050%40备注优先采用LNBSCR/CSNCRLNB与SCR技术上无法满足要求时再考虑备注：优先采用LNB+SCR/C-SNCR，LNB与SCR技术上无法满足要求时，再考虑F-SNCRTPRI一、脱硝反应NH3/NO摩尔比名称设计NH3/NO实际运行NH3/NO脱硝效率%有效利用率%SCR0.86-0.940.86-0.9484-9298F-SNCR1.1-1.51.1-1.530-4020-36C-SNCR1.1-1.51.9-460-8020-30备注单位减排的的氨耗约为的倍建设投资与运行费备注：单位NOx减排，SNCR的的氨耗约为SCR的3－5倍，建设投资与运行费用需综合比较，选择技术可靠，经济最佳路线TPRI一、超低排放运行氨逃逸难题NOx超低排放运行特点：NOx超低排放运行特点：脱硝效率高达92%，每兆瓦催化剂体积由0.7m3提至1.1m3，氨逃逸控制难度加大，NH3/NO摩尔比分布CV需由5%降至3-4%制难度，3/摩尔布需由降NOx排放允许波动范围减小到±10-15mg/m3SO2/SO3转化率由0.7-1.0%增加到1.5%，加剧空预器ABS堵塞NO达标容易氨逃逸和ABS控制难！NOx达标容易，氨逃逸和ABS控制难！16.920300/L%NOx12.67.8711216150200250脱硝氨逃逸µL/L/L、脱硝效率%效率NH376.975.768.967.763.644.17.87.15.33.0 4850100NOx浓度µ000.837 0.819 0.735 0.718 0.671 0.456 NH3/NO摩尔比TPRI一、烟气脱硝催化反应问题脱硝反应核是催化剂的催化能力通常用活性K脱硝反应核心是催化剂的催化能力，通常用活性K和反应器潜能P表征，实际脱硝性能影响因素：催化剂因物理堵塞或化学中毒活性降低，大马拉大车催化反应烟气条件或运行操作不合理，好马配好鞍催化反应烟气条件或运行操作不合理，好马配好鞍nkniiiAkΦ1VTPRI一、氨逃逸问题解决方法10年研究建设了现场测试和实验室催化剂中试系统10年研究建设了现场测试和实验室催化剂中试系统：做好氨逃逸监控和喷氨运行控制做好催化剂寿命评估和脱硝提效管理TPRI二、脱硝运行控氨——氨监控与优化1、氨监控与喷氨优化——减小氨逃逸1、氨监控与喷氨优化减小氨逃逸1）脱硝效率法氨逃逸监控：针对入口NOx浓度和脱硝效率，用脱硝反应器潜能P实时预测氨逃逸，建立效率与氨逃逸运行指导卡片，以硝反应器潜能实时预测氨逃逸，建效率与氨逃逸运行指导卡片，最大安全脱硝效率为上限，替代NH3-CEMS仪表监控氨逃逸，t提高氨逃逸的监测可靠性，防止喷氨过量造成整体氨逃逸过大。77758056mPNH3效率2.982.9132.97370.6657034硝效率%与氨逃逸ppm效率0.951.652.025763.1556012脱硝化学潜能P与500T‐01T‐02T‐03预测TPRI二、脱硝运行控氨——氨监控与优化1氨监控与喷氨优化1、氨监控与喷氨优化2）喷氨模糊控制：模糊算法实时预测入口NOx与烟气量，提高喷氨的AGC跟随性和稳定性减小NO排放波动到1015/3高喷氨的AGC跟随性和稳定性，减小NOx排放波动到10-15mg/m3TPRI二、脱硝运行控氨——氨监控与优化1氨监控与喷氨优化1、氨监控与喷氨优化3）喷氨AIG优化：氨喷射混合系统改造；当烟囱与反应器出口NO偏差大于2030/3调整AIG各支管氨分配改善口NOx偏差大于20-30mg/m3，调整AIG各支管氨分配，改善NH3/NO分布，控制SCR反应器出口NOx-CV降低到15-20%，消除局部氨逃逸峰值！局部氨逃逸峰值！TPRI二、脱硝运行控氨——脱硝反应器提效2脱硝反应器提效从根本上提高脱硝反应能力2、脱硝反应器提效——从根本上提高脱硝反应能力减小入口NOx浓度催化剂增加更换再生催化剂增加、更换、再生TPRI二、脱硝运行控氨——脱硝反应器提效2脱硝反应器提效2、脱硝反应器提效1)低氮燃烧优化：通过精确检测一次风量或者改善配风比例降低炉内浓度提高脱硝效率约5兼顾炉效找出，降低炉内NOx浓度20-30%，提高脱硝效率约5%，兼顾炉效找出平衡NOx浓度减少氨耗；改善SCR入口NOx分布，为NH3/NOx均匀分布创造条件匀分布创造条件50060070050060070010020030040020030040050040100A1A2A3A4A5B10100200A1A2A3点1点2点3点4B1B2B3B4B5点1点2点3点4A2A3A4A5B1B2B3B4B5TPRI二、脱硝运行控氨——脱硝反应器提效2、脱硝反应器提效2、脱硝反应器提效2)催化剂层增加、再生、更换提效：现场宏观反应器潜能+实验室各层催化剂活性相结合进行宏观性能评估和寿命预测+实验室各层催化剂活性相结合，进行宏观性能评估和寿命预测，制订脱硝提效策略。TPRI二、脱硝运行控氨——脱硝反应器提效2）脱硝提效预测：针对临界脱硝NOx和NH要求用现场2）脱硝提效预测：针对临界脱硝NOx和NH3要求，用现场测试的宏观反应器潜能时间劣化函数预测恰当的提效时间点，提出可行的提效方案5.0 ，提行提案1）加装备用层405m33.38 3.324.55 3.5 4.0 4.5 能临界P2预测P41）加装备用层405m2）LNB+备用层218m33）2层催化剂再生2.45 2.46 1.88 3.322.0 2.5 3.0 硝反应器潜能预测P1预测P3临界P1实测3）2层催化剂再生4）LNB+2层催化剂再生5）LNB+1层催化剂再生0.5 1.0 1.5 脱预测P2）催剂再)(PP0.0 010,00020,00030,00040,00050,00060,000累计投运时间/hTPRI二、脱硝运行控氨——脱硝反应器提效2）用实验室检测的各层催化剂活性K劣化函数预测具体2）用实验室检测的各层催化剂活性K劣化函数预测具体的提效方案（哪一层？具体体积？）)(kK)(kKTPRI名称项目单位方案1方案2方案3方案4方案5二、脱硝运行控氨——脱硝反应器提效名称项目单位LNB改造是是是加装备用层m3405218催化剂再生3816481644082提效方案催化剂再生m3816.4816.4408.2炉膛出口NOx浓度mg/m3450450450450450SCR入口NOx浓度mg/m3450200450200200第1层催化剂出口NOxmg/m314675855175第2层催化剂出口NOxmg/m35542403839第3层催化剂出口NOx/33438初始性能第3层催化剂出口NOxmg/m3438－－－氨逃逸浓度0.30.310.20.8化学保证寿命h2400024000105004050018000LNB改造万元01480014801480新增催化剂万元607.5327再生催化剂万元816481644082工程投资再生催化剂万元816.4816.4408.2新增废催化剂处理费万元16287.2000运行成本10年折旧期内年均成本万元/年15241025985572534TPRINOCSVfNONH//33二、脱硝运行控氨——脱硝反应器提效2脱硝反应器提效2、脱硝反应器提效3)催化剂运行烟气条件优化：消除顶层催化剂上方烟气偏流，减轻催化剂磨损；去除烟道内的大颗粒飞灰减轻催化剂堵塞延长实用寿命催化剂磨损；去除烟道内的大颗粒飞灰，减轻催化剂堵塞，延长实用寿命TPRI二、脱硝运行控氨——低负荷投运3、最低连续喷氨温度MOT——防止催化剂ABS失活3、最低连续喷氨温度MOT防止催化剂ABS失活ABS温度+15=MIT，ABS温度+20-25=MOT提高烟气温度是根本：省煤器烟气旁路，两段式省煤器等提高烟气温度是根本：省煤器烟气旁路，两段式省煤器等360330340350喷氨温度℃300310320连续运行喷280290300最低连050001000015000200002500030000NO浓度[μL/L]×SO3浓度[μL/L]TPRI三、小结考1、NOx超低排放除考虑整体技术路线外，SCR提效还需考虑催化剂更改、AIG混氨系统、低负荷投运及喷氨控考催制系统等多项改造。2、为控制逃逸氨的ABS影响，催化剂本体是根本，烟气流场是寿命延长的保障而以脱硝效率为核心的氨逃逸流场是寿命延长的保障，而以脱硝效率为核心的氨逃逸监控、AIG优化、LNB优化及催化剂性能评估和寿命预测管理技术则是确保环保达标与安全稳定运行的关键。TPRI谢谢大家谢谢大家