PDF《2卷第1》

大气环境及污染防治某电厂脱硝催化剂加层工程实 例李敏玲(1)广州开发区大气预警系统设计方案实例分…… 析钟漂斯,张雪梅(4)广州某区PM2.

5和气态污染物质量浓度的日变化特征及其相关性分析张雪梅(8)水环境及污染防治广州市流溪河流域水环境状况初步调查与保护措施研究黄霞 , 赵璐 (

1 2 ) 中山市某城区河涌水体污染分析及治理技术探……… 讨孙志鸿(17)电镀行业清洁生产审核要点分 析陈敏婷(22)某三甲医院医疗废水改造实 例陈敏婷(25)固体废物及处理广州市危险废物最终处置能力分…………… 析 吴淮 , 周琳 (

2 8 ) 环境监测与分析海珠湿地二期水质自动监测系统分析仪器性能测试及方法研究李松涛(30)国内外环境监测社会化需求分析及其对广州市的启…… 示 王进 (

3 3 ) 环境评价广州市推进突发环境事件环境损害评估对策建议李明光,杨今 (

3 9 ) 环境信息与计算机技术微量振荡天平法颗粒物自动监测系统组建及管理刘莉 , 黄祖照,裴成磊(43)环境教育在中学进行网络低碳教育的实践策略初……………… 探 梁艳 (

4 7 ) 动态信息与简讯河涌两岸 散乱污 企业将被清 理(46)珠三角拟打造全国首个水生态文明城市 群(50) 生态广州・点滴关爱―――2017年 广州水环境保护创意大赛 启动仪式在广东广雅中学隆重举 行(51)《广州环境科学》征稿启 事(52)封面摄影群芳竞艳邹碧娴主编罗 家海责任编辑刘 攸 弘陈D辛 东平黄润潮黄 卓 尔琚鸿 广州环境科学 ( 半年刊)第32卷第1期(总第121期)・2017年6月30日出版・1985年12月创刊GUANGZHOU HUANJING KEXUE 《广州环境科学》编委会 ( 按姓氏笔画排序)目次主管单位广 州市环境保护局编印单位广 州市环境科学学会编辑出版《 广州环境科学》编辑部地址广 州市吉祥路95号 邮政编码5

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6 .c o m 印 刷广 州市丽彩印刷有限公司厂准印证( 粤)新出印证字4401003987号 厂 址广 州市海珠区工业大道南新业路99号 之10电话(

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1 1 准印证(粤A)L0160192内部资料・免费交流某电厂处于珠江三角洲地区的中心地带,珠江三角洲地区的污染属于复合型大气污染,随着烟气脱硫设备的安装和运行,二氧化硫的排放量将逐步得到控制,并导致氮氧化物污染问题凸显出来.近年来,在广东省,氮氧化物排放对酸雨形成的贡献呈上升趋势,酸雨中硝酸根离子与硫酸根离子的比值上升趋势明显,加强氮氧化物的污染控制已提到了议事日程.国外发达国家早已经把对氮氧化物的控制放到防治酸雨的首位,纷纷制定严格的燃煤电厂氮氧化物排放浓度标准.我省是一个燃煤大省,随着电力工业的持续发展,用于发电的煤量必将逐年增加,氮氧化物排放量也将逐年增加,从严控制燃煤电厂氮氧化物排放已成为必要[1 ]. 某电厂共建有2台

3 0 0M W 燃煤机组,总装机容量600M W , 并已于2010年 完成了烟气脱硝工程.针对2015年 《 国家发展改革委环境保护部国家能源局关于实行燃煤电厂超低排放电价支持政策有关问题的通知》中 超低排放 要求,即燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值要求,氮氧化物排放浓度不高于50m g /m

3 . 而某电厂的设计脱硝效率仅为80%,对应NOx排放浓度≤130m g /m

3 , 在现有两层催化剂前提下,稳态运行工况的NOx入口浓度远低于设计值出口排放可满足≤100m g /m 3要求,但负荷大幅变动或投退上层磨时,NOx入口浓度就有可能达到或超过设计值,导致排放不达标,且随着催化剂活性的衰减,排放不达标时段也会随之增加.为解决变化工况下的排放超标问题,就需牺牲部分催化剂寿命.综上所述,该电厂的脱硝系统需要进一步改造,达到脱硝提效的目的,以满足新的环保排放要求.1改造范围及目标本项目在现有锅炉烟道(省煤器至空预器段)脱硝装置的催化剂进行,以进一步达到将烟气中氮氧化物控制在50m g /m 3以下的目的.2改造方案的选择2.1 改造方案的对比[2 ] 催化剂是影响SCR系 统脱硝效率和运行状况重要因素.要求SCR的催化剂:①具有较高的NOx选择性;

②在较低的温度下和较宽的温度范围内,具有较高的催化活性;

③具有较好的抗化学稳定性、热稳定性、机械稳定性;

④费用较低.催化剂的寿命是指脱硝率、SO2/S O 3的转化率、氨逃逸率三者同时满足保证值的条件下的使用时间.当前,国家高度重视氮氧化物的减排治理即脱硝的工作,燃煤电厂等企业的脱硝普遍采用选择性催化还原技术(SCR),主要特点是采用催化剂完成脱硝反应.催化剂的化学寿命一般按240

0 0h设计,因此新催化剂在运行3~4年 后将由于失活而需要更换.导致催化剂活性衰减的原因有物理因素和化学因素.根据对国内相关制造企业及使用单位的调研、收集情况来看,目前催化剂的更新策略有以下三种(见表1):某电厂脱硝催化剂加层工程实例李敏玲(广州市环境保护投资发展公司,广州5

1 0

0 5

5 ) 摘要燃 煤产生的氮氧化物带来一系列潜在的环境问题,增加了酸雨的污染程度,直接危害人类生存.因此,燃煤电厂根据国家和地方政府各项环保法律法规和要求,配套完善脱硝环保设施.但脱硝系统运行一段时间后,会面临的脱硝提效和催化剂效率降低等问题.本工程实例主要探讨大型燃煤电厂的脱硝工程后期改造思路.关键字脱 硝催 化剂加层后 期改造收稿日期:2017-04-19,修改稿收到日期:2017-05-23Vol.3

2 , N o .1 J u n .2

0 1

7 第32卷 第 1期

2 0

1 7年 6月 广州环境科学 G U A N G Z H O U E N V IR O N M E N T A LS C IE N C E

1 3 2卷 1期 广州环境科学

2 .2 改造方案选择分析国内大部分燃煤电厂脱硝SCR系 统都设计成多层催化剂,一般为 2+1 模式,预留1层 . 预留层加装时首先需要对加装的安全性进行评估,包括系统压降增加,整体质量增加,性能指标等多方面.催化剂几何特性和化学组分与初装催化剂不一定相同,可根据具体情况调整.加装预留层催化剂后,不仅要求脱硝效率提高,还需要确保SO2/S O 3转化率小于1%,氨逃逸率低于3*10-6,保证脱硝系统的整体性能指标达到要求.多层催化剂在催化剂的寿命管理和系统性能方面更具灵活性.先添加预留层催化剂,再依次更换旧催化剂层的方法广泛应用于国内外火电厂.该方法成熟、稳定、可靠,考虑的因素相对较少.每次至少更换1层 新催化剂,所需催化剂量大.催化剂运行过程中,及时根据脱硝催化剂的活性测试及运行工况分析制定催化剂的寿命管理计划.催化剂的相对潜能是指催化剂使用过程中的活性K与新催化剂活性的比值.一般随运行时间的增加,相对潜能降低,其越低说明使用中催化剂的活性越差.因此应随时检测催化剂相对潜能,根据检测结果进行催化剂的加装、更换、再生.根据国外公司的建设经验,催化剂可以在SCR装置中分层布置,一般可分1~3层 , 1层的效率在25%左右,2层 总效率在60%~80%左右,3层 总效率在80%~90%以上.催化剂的检测是进行催化剂加装、更换和再生的前提,是催化剂寿命管理的核心内容.通过检测脱硝催化剂的效率、氨逃逸和SO2/S O 3转化率等指标,判断其是否失活,并定期进行催化剂单体的检测和脱硝系统性能测试,根据检测结果制定合适的运行维护计划,充分发挥催化剂的应用价值.目前催化剂安装通常采用 2+1 模式,活性降低时,可首先通过加装1层 新催化剂来提高活性,当活性再次降低时,需更换旧催化剂,并对更换的旧催化剂进行再生.基于某电厂2012年

1 0月1#炉 上层催化剂(运行时间约210

0 0h ) 取样催化剂厂家试验结果: 350℃催化剂活性试验脱硝效率65.4 % ( 新催化剂为72.2 % , 达62%时需要增层),接近催化剂需加层的水平 ,及某电厂对2台 机组目前的两层催化剂运行状态评估,认为2014年 有必要对1#、2#机 组脱硝催化剂进行加层处理.催化剂设计化学寿命240

0 0h ( 与烟气接触累计时间),至2014年 6月,2台 机组的脱硝催化剂累积运行时间均超过320

0 0h , 按照厂家设计,达到加层条件.针对上述3种 催化剂更新方案,某电厂将结合脱硝性能试验结果以及脱硝提效的环保要求,评估后,拟采用方案一即催化剂加层方法.表1方案对比方案内容优点缺点方案一根据原脱硝系统设计2+1,视催化剂活性的衰减情况,结合需要提高脱硝的要求,在原来预留层位置新加一层催化剂可以恢复脱硝设计效率,还可以根据新的环保要求提高脱硝效率,同时延长原装催化剂整体使用寿命加层后,脱硝反应器阻力增加(约200P a ) , 风机电耗将随之增加方案二替换一层新的催化剂,新催化剂视催化剂活性衰减情况以及新环保要求重新设计计算,并将替换下来的一层旧的催化剂返厂再生后,作为备品不但可以恢复脱硝设计效率,还可以根据新环保要求提高脱硝效率(1)加层后,脱硝反应器阻力增加(约15

0 0P a ) , 风机电耗将随之增加(2)再生备用的催化剂体积庞大(单层212m

3 /炉),且催化剂保存需要一定的仓储要求(3)新换催化剂为提高效率需要加大数量(预计单层体积达318m

3 /炉),模块规格与原装催化剂差别较大,不利于以后催化剂再生互换方案三应 用新工艺,在机组检修期间对原装两层催化剂再生使用催化剂再生只能恢复原催化剂活性,脱硝效率只能维持在原设计状态,无法实现脱硝系统提效的目的232卷 1期3设计参数某电厂的SCR烟 气脱硝装置于2010年 投产,反应器采用 2+1 布置方式,初装两层平板式SCR催化剂(表

2、表3).每台锅炉设两台SCR反应器,布置在锅炉省煤器和空预器之间.4方案确定某电厂1#、2#机 组SCR系统原本设计成多层催化剂,为 2+1 模式,预留1层 . 本项目主要是在预留层增加催化剂,以达到脱硝提效的环保要求.1#、2#机组脱硝系统原装催化剂为日立(BHK)平板式催化剂,为保证催化剂统一性,保证脱硝反应器烟气流场满足原设计要求,新增催化剂仍采用原形式―――平板式催化剂,主要催化剂规格参数参照原催化剂.最终确定催化剂模块数量为96套 /炉,1台 炉215.0 3m

3 执行标准.由于2010年 设计时已经预留吹灰器、电、控设备和管道阀门等辅助设备,所以本项目不需要额外增加辅助设备.且某电厂从2013年 5月起不再使用蒸汽吹灰器,全部使用声波吹灰器.5运行效果项目改造后经有资质的单位验收监测,有关数据如表4.从监测结果可以看出,改造后氮氧化物的排放浓度满足了 超低排放 要求(氮氧化物排放浓度不高于50m g /m

3 ) .

6 工程总结根据脱硝系统催化剂实际运行情况采用催化剂加层方案,贯彻了前期脱硝工程的设计理念,进一步达到脱硝提效的目的.该改造工程长期运行效果表明,催化剂加层后氮氧化物去除效率较高,能稳定达到 超低排放 的要求,有一定的推广意义.催化剂加层可利用于大型燃煤机组脱硝工程过程中,随着环保标准要求越来越严格,脱硝工程前期可以先预设 2+1 层,在提标改造阶段直接对催化剂加层以提高脱硝效率,比催化剂再生和催化剂更换等方案更具经济和环保效益.7参考文献[1 ]王文选,肖志均,夏怀祥.火 电厂脱硝技术综述[J ].电力设备,2006,7(8):1-5.[2 ]满雪,高维恒.S C R 脱硝催化剂的研究现状及展望[J ].广州化工,2008,36(6):22-24.表4氮氧化物监测结果表3原两层催化剂参数表2SCR脱硝装置的原设计性能参数参数 数值 板块宽度a(mm)455板块长度L(mm)662催化剂模块(长*宽*高)1.8m *

0 .9m *

1 .6m 节距(mm)7.1

0 几何比表面积(m2/m

3 )

3 0

0 壁厚(mm)0.7 波宽(mm)21.1

3 波高(mm)4.6

6 项目 性能设计值脱硝效率(%)≥80氨逃逸浓度(μL /L ) ≤

3 S O

2 /S O 3转化率(%)≤1.0 压力损失(Pa)≤180时间监测点名称月均折算浓度2016.5

1 #锅炉处理后41.1

9 2 #锅炉处理后39.2

2 0

1 6 .6

1 #锅炉处理后41.6

4 2 #锅炉处理后40.1

2 0

1 6 .7

1 #锅炉处理后41.3

6 2 #锅炉处理后38.3

7 2

0 1

6 .8

1 #锅炉处理后41.1

2 2 #锅炉处理后38.5

3 2

0 1

6 .9

1 #锅炉处理后43.1

9 2 #锅炉处理后40.3

2 m g /m

3 ( 下转第21页 ) 某电厂脱硝催化剂加层工程实例3广州开发区是首批国家级经济技术开发区之一,位于广州市东部,是广州市 东进 的龙头,地处珠江三角洲核心地带.随着开发区经济的不断发展,工业区附近的各个居民生活小区相继落成,人口密度不断增大,由工业生产活动产生的大气环境风险问题变得日益突出.而广州开发区现有的监测手段和监测技术已不能很好地满足环境监管的需求.为实时反映环境空气中特征污染物的污染程度和状况,快速对居民投诉的臭味来源做出准确判断,广州开发区政府投入财政资金,在居民敏感点建设超级空气质量监测子站,同时在重点企业的重点部位建设有毒有害污染物在线监测预警系统,实时掌握重点监控小区的环境空气质量信息,对重点企业超标排放实施预警预报,为环境监管和监督执法提供科学依据.1项目概况1.1 项目背景随着广州开发区经济的........