摘要 :介紹了高井熱電廠 SCR脫硝工藝流程,針對電廠 SCR法脫硝系統的主要性能指標進行了現場檢測,并對檢測結果進行分析,為 SCR脫硝系統的竣工驗收提供參考。

關鍵詞 : SCR,性能檢測,脫硝效率

1　 高井熱電廠 SCR脫硝工程簡介

1 . 1　 概況

大唐國際發電股份有限公司北京高井熱電廠始建于1959年 ,總裝機容量 600MW。1、2號 100MW汽輪發電機組 ,配 1～4號 220 t /h高溫高壓煤粉鍋爐 ,兩爐一機; 3～6號 100MW汽輪發電機組 ,分別配 5～8號 410、 430 t /h高溫高壓煤粉鍋爐 ,其中 1～6號機組為供熱機組。

由于北京市的煙氣污染物排放標準日趨提高，要求 NOx排放質量濃度在 200mg/m3(標干 6%O2)以下。為此 ,從 2006年 9月開始 ,分別由北京國電龍源環保工程有限公司和遼寧科林環保工程有限責任公司對高井熱電廠 1～8號爐進行煙氣脫硝系統建設。工程采用選擇性催化還原 (SCR)脫硝工藝,要求在設計煤種及校核煤種、鍋爐最大工況(BM2CR)、 處理 100%煙氣量條件下脫硝效率不低于80% (遠期不低于 90% )。

高井熱電廠煙氣脫硝工程從 2006年 9月起開始設計、施工 ,至 2008年 2月 , 1～5號爐和 7號爐均完成了168 h試驗 , 2008年 3月順利完成了 6、8號爐 168 h試驗。

1 . 2　SCR系統工藝流程

來自鍋爐的煙氣流經高、低溫省煤器 ,在尾部煙道中與噴入的氨充分混合 ,然后進入 SCR反應器,在催化劑的作用下與NOx 反應完成脫硝過程。脫硝后的煙氣經由回轉式空預器進入布袋除塵器除塵后從煙囪排放。SCR系統工藝流程見圖1。

高井熱電廠煙氣脫硝系統按照每臺爐配 2個反應器 ,反應器內催化劑層 2層運行、1層預留設計。催化劑總使用壽命 10a (按年運行大于 7 500 h計 )。脫硝劑采用純度為 99 . 5%的液氨 (純氨)。

2　SCR脫硝系統性能檢測

2 . 1　 檢測方法

(1) NOx 檢測。NO、NO2、 O2 用 NGA 2000 (德國 )分析器進行采樣 , NO采用紅外分析法,檢測范圍 0～3 347mg/m3,最低檢測限為 3 . 3mg/m3; NO2采用紫外分析法 ,檢測范圍 0～1 025mg/m3, 最低檢測限為 1 . 0mg/m3; O2采用順磁分析法 ,檢測范圍為0～100%,最低檢測限為 0 . 05%。

(2)氨逃逸量檢測。SCR系統出口氨的質量濃度檢測采用次氯酸鈉 — 水楊酸分光光度法分析 ,即用 TH - 880IV型微電腦煙塵平行采樣儀進行等速(氣體流量取 6L /min)采樣 ,再用 722型分光光度計分析 ,本方法的測定范圍為 0 . 008～110mg/m3,最低檢出濃度 0 . 008mg/m3。

(3) SO2 /SO3 轉化率檢測。S O2 用 NG A 2000 (德國 )分析器連續采樣 ,然后采用紫外法檢測其濃度 ,儀器檢測范圍為 0～7 150mg/m3 , 最低檢測限為 3 . 7mg/m3 。

2 . 2　 檢測結果與討論

2.2.1　SCR系統脫硝效率

高井熱電廠 1～8號爐原煙氣的 NOx 濃度和 SCR系統脫硝效率檢測結果見圖 2。本文 NOx 、 SO2、 氨的質量濃度值均為標準狀態干煙氣、 氧分為6%狀態下的數值。

從圖 2可以看出 , 1～4號爐原煙氣 NOx質量濃度在 492 . 2mg/m3 ～793 . 4mg/m3 之間 , SCR系統脫硝效率為 80 . 6%～83 . 6%。5、 6號爐原煙氣 NOx質量濃度在 546 . 2mg/m3 ～822 . 9mg/m3 之間 , SCR系統脫硝效率為 80 . 0% ～84 . 7%。7、 8號爐原煙氣 NOx質量濃度在 647 . 9mg/m3 ～893 . 5mg/m3 之間, 脫硝效率為 81 . 2%～84 . 3%。該電廠 1～8號爐的原煙氣 NOx質量濃度設計值為 500mg/m3 ,而檢測期間原煙氣 NOx 質量濃度值基本上都超過了設計值。測試結果表明 , 1～8號爐的 SCR系統在不同運行工況和燃用不同煤種的情況下 ,其脫硝效率均達到并超過設計要求。

2.2.2　 脫硝系統 SO2 /SO3轉化率

在不同工況和燃用不同煤種的情況下 ,檢測脫硝系統進、 出口 SO2 濃度 ,再以此計算出 SO2 /SO3 轉化率 , 1～8號爐脫硝系統檢測結果見表 1。

從表 1可見 , 1～4號爐脫硝系統入口 SO2質量濃度在 1 048 . 0～3 474 . 0mg/m3 之間 , S O2 /SO3轉化率為 0 . 78%～0 . 97%。5、 6號爐脫硝系統入口 SO2 質量濃度在 2 228 . 1～4 406 . 2mg/m3 之間 , SO2 /SO3 轉化率為 0 . 66% ～0 . 91%。7、 8爐 SCR脫硝系統入口 S O2 質量濃度在 1 681 . 7～3 366 . 0mg/m3 之間 , SO2 /SO3轉化率為 0 . 77%～0 . 94%。此結果表明 , 1～8號爐 SCR脫硝系統的 SO2 /SO3轉化率均不超過 1% ,達到設計要求。

2.2.3　 脫硝系統氨逃逸量

催化劑的壽命決定了脫硝系統的運行成本。隨著催化劑活性的降低 ,氨的逃逸量也在逐漸增加 ,當氨的逃逸量超出允許值時就必須要更換催化劑。所以 ,系統運行中一定要檢測氨的排放量。高井熱電廠 1～8號爐 SCR脫硝系統氨逃逸量檢測結果詳見表 2 (表中煙氣量為標準狀態值 )。

從表 2可見 , 1～8號爐 SCR脫硝系統出口氨的質量濃度最高為 2 . 701mg/m3 ,最低 0 . 020mg/m3 。

在同 1臺爐不同運行工況下 , SCR系統出口氨濃度并不隨機組負荷的下降而降低。而在相同的運行工況下 , 不同鍋爐脫硝系統出口氨濃度與機組負荷無關。所以 ,在脫硝效率滿足設計要求的情況下 ,只要控制系統噴氨量 , SCR系統出口的氨逃逸量就可以控制在比較低的水平。

3　 結語

在原煙氣 NOx (6%O2 )濃度大于設計值的情況下 ,大唐國際發電股份有限公司北京高井熱電廠 1 ～8號爐 SCR系統脫硝效率、 SO2 /SO3轉化率、 氨逃逸量均達到了設計要求。控制系統的噴氨量 ,不僅可以將 SCR系統出口氨濃度控制在比較低的水平, 還可抑制系統產生硫酸銨 ,相應地延長了催化劑的使用壽命 ,降低了系統的運行成本。

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