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燃用劣质煤机组氮氧化物深度治理关键技术及应用

完成单位:西安热工研究院有限公司、贵州盘江电力投资有限公司、贵州盘江电投发电有限公司、西安西热锅炉环保工程有限公司

登记编号:ZSCX-2021-DL-J-T-02      登记年份:2021      登记日期:2021-04-15

项目概况

      我国煤质分布因地域特点差异极大,复杂劣质煤主要表现出高硫、高灰、低挥发分、高沾污性或高磨损性等特点中的一项或多项,这些特点,给氮氧化物的经济和稳定的控制提出了巨大挑战。以贵州地区为例,截止2019年末,大型火力发电机组装机容量为2880万千瓦,其中,燃用高硫、高灰及高沾污性劣质无烟煤的W火焰锅炉为2174万千瓦;其余多数为燃用高灰、高磨损性劣质烟煤的切圆锅炉。前者将产生极高浓度NOx,SCR装置普遍严重堵灰,SO2/SO3转化量高,氨逃逸极难控制,空预器堵塞严重,是全世界NOx超低排放难度最大的一类机组,贵州仅2台66万千瓦机组实现了超低排放;后者造成了催化剂严重磨损,氨逃逸也极易超标。解决燃用复杂劣质煤机组NOx超低排放面临的突出问题,是我国火电机组全面实现NOx超低排放的“最后一公里”,意义重大。 

      项目在国家“863”计划基础上,形成了燃用复杂劣质煤机组的氮氧化物控制技术体系,主要为,第一,高氮氧化物浓度的烟气NOx超低排放关键技术。首次实现了硫份高于4%下,NOx初始浓度1000mg/m3烟气稳定达到超低排放;首次实现了中等硫份条件下,SCR脱硝效率高于95%、氨逃逸低于3μL/L的长期稳定运行。第二,适用于复杂劣质煤的脱硝催化剂安全运行关键技术针对高灰、高沾污性煤质,开发了防堵灰型流场优化技术,催化剂堵孔率可由近50%降低到5%以内;针对高灰、高磨损性煤质,开发了减磨型流场优化技术,催化剂磨损量下降60%以上,确保了燃用劣质煤时催化剂安全高效运行。第三,发明了测量精度优于8%且适用于燃煤烟气的气液转移法氨逃逸在线监测技术。 

      依托研究成果,主持或参编国家和行业标准3项,获得发明专利13项,实用新型专利16项,发表论文19篇,软件著作权1项,专著2部,科技查新结果为国内外首创;3项成果通过电机工程学会组织的技术鉴定,2项技术“国际领先水平”,1项技术“国际先进”。截至目前,相关技术已应用在贵州及其他地区各型机组超过30台套,实现产值约1.85亿,累计为各电厂节省各类费用1.94亿元。