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    基于ASPEN Plus的燃煤機組環(huán)保島系統(tǒng)仿真與敏感性分析

    2021-12-28 01:23:40劉祚人許傳龍湯光華
    化工進展 2021年12期
    關(guān)鍵詞:液氣省煤器摩爾

    劉祚人,許傳龍,湯光華

    (1 東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院,江蘇 南京 210096;2 南京國電環(huán)??萍加邢薰?,江蘇 南京 210061)

    煤炭燃燒產(chǎn)生大量NOx、SO2和粉塵等污染物,嚴重威脅大氣環(huán)境。在我國,煤電行業(yè)仍是煤炭消費的主力軍。2017 年,電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的煤炭消費量占比達47%,SO2排放量為146.26 萬噸,NOx排放量為169.24萬噸,仍然是大氣污染物的主要來源[1]?!度鎸嵤┗痣姀S超低排放和節(jié)能改造工作方案》出臺以來,截至2019 年,全國完成超低排放改造的燃煤機組容量超過8.9 億千瓦,煙氣治理取得顯著成效[2]。

    燃煤機組主要通過環(huán)保島系統(tǒng)實現(xiàn)煙氣污染物脫除,典型的環(huán)保島系統(tǒng)由選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)(selective catalytic reduction,SCR)、干式靜電除塵系統(tǒng)(electrostatic precipitator,ESP)、濕法脫硫系統(tǒng)(wet flue gas desulfurization,WFGD)與濕式靜電除塵系統(tǒng)(wet electrostatic precipitator,WESP)組成[3-4]。煙氣經(jīng)脫硝、換熱、除塵、脫硫、二次除塵等流程后經(jīng)煙囪排向大氣。目前,針對環(huán)保島系統(tǒng)運行的研究主要集中于局部環(huán)節(jié)的優(yōu)化,如對于SCR 系統(tǒng),噴氨量是運行中的主要控制參數(shù),Liu等[5]提出一種噴氨量智能調(diào)節(jié)策略,實驗結(jié)果顯示與傳統(tǒng)噴氨量控制策略相比,該策略下系統(tǒng)氨消耗率(ACR)降低了6.44%,有效降低了運行成本。Faghihi等[6]則通過建立SCR反應(yīng)器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,以最大NOx還原百分比和最小出口NH3濃度為優(yōu)化目標,通過多目標遺傳算法優(yōu)化噴氨量。對于ESP系統(tǒng),電極電壓控制是主要的運行參數(shù),Sulemen等[7]通過實驗研究了管式ESP系統(tǒng)中刷式放電電極的電流/電壓特性,結(jié)果表明有限增強電極電壓對除塵效率有提高作用。對于WFGD系統(tǒng),影響系統(tǒng)運行的因素較為復(fù)雜,Huang 等[8]通過實驗研究了氨法WFGD 系統(tǒng)中液氣比、煙氣溫度、表觀速度、煙塵顆粒濃度等操作參數(shù)對SO3去除效率的影響,實驗結(jié)果表明,提高煙氣中的液氣比和顆粒濃度,降低煙氣溫度和表觀速度,可以提高有效SO3的脫除效率。Wu 等[9]則分析了WFGD系統(tǒng)出口顆粒物的化學(xué)成分和形態(tài),發(fā)現(xiàn)入口顆粒直徑、入口顆粒濃度和液氣比都會影響煙氣顆粒物的脫除效率。對于WESP系統(tǒng),氣溶膠顆粒的形成近年來成為新的熱點問題,Khakharia 等[10]通過實驗對WESP系統(tǒng)中氣溶膠顆粒物的形成條件進行了研究,結(jié)果表明,SO2濃度達到9mL/m3即可滿足顆粒物成核條件,造成二次污染。

    上述研究多從局部環(huán)節(jié)的運行優(yōu)化出發(fā),實質(zhì)上,煙氣污染物脫除過程是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在煙氣關(guān)聯(lián)作用下,各除污設(shè)備作用存在耦合關(guān)系。部分環(huán)節(jié)既起到除污作用,也是潛在的污染源,如SCR脫硝系統(tǒng)噴氨量既影響NOx脫除率,也帶來NH3逃逸問題[11]。部分環(huán)節(jié)對不同污染物都有脫除效果,如WFGD 系統(tǒng)不僅對SO2、粉塵具有脫除作用,而且對NH3逃逸也有抑制作用[12]。此外,如煙氣溫度、流量等煙氣屬性對各除污環(huán)節(jié)的運行也有重要影響。對于局部環(huán)節(jié)運行的優(yōu)化研究,并不能保證環(huán)保島系統(tǒng)整體運行效果的最優(yōu)化。將環(huán)保島系統(tǒng)整體作為研究對象,對系統(tǒng)運行特性進行分析研究,探索環(huán)保島系統(tǒng)的整體運行優(yōu)化方法,對于進一步提升火電機組綜合煙氣治理能力、助力火力發(fā)電行業(yè)節(jié)能減排具有重要意義。

    本文以某600MW 火電機組環(huán)保島系統(tǒng)整體作為研究對象,運用ASPEN Plus 軟件對煙氣污染物脫除工藝過程進行了建模仿真,進一步分析了影響環(huán)保島系統(tǒng)運行的重要參數(shù),通過敏感性分析獲得了不同條件下系統(tǒng)對各影響因素的靜態(tài)響應(yīng),并給出各參數(shù)的合理范圍,為燃煤機組環(huán)保島系統(tǒng)的優(yōu)化運行和智能控制提供了理論依據(jù)。

    1 基于ASPEN Plus 的系統(tǒng)建模及模型校驗

    1.1 模型假設(shè)

    本文以某600MW 燃煤機組環(huán)保島系統(tǒng)為研究對象,選擇新汶煙煤作為煙氣計算基準,煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1,過量空氣系數(shù)取1.2。對模型作如下假設(shè):①煤粉細度不隨負荷變化而變化;②煤粉燃燒完全;③系統(tǒng)所有設(shè)備無漏風(fēng)現(xiàn)象;④所有反應(yīng)器內(nèi)溫度、壓力及反應(yīng)物濃度均勻;⑤所有化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)不隨反應(yīng)條件變化。

    表1 新汶煙煤煤質(zhì)分析數(shù)據(jù)及煙氣成分[13]

    1.2 物性計算方法

    環(huán)保島系統(tǒng)涉及物理化學(xué)過程非常復(fù)雜,為確定物料的狀態(tài)參數(shù),需要選擇合適的物性計算方法。ASPEN Plus 軟件包含基于各類狀態(tài)方程和活度系數(shù)方法的物性數(shù)據(jù)庫,可以滿足多數(shù)工業(yè)過程的計算需要。

    對于脫硝、除塵等不包含電解質(zhì)溶液的過程,選擇Peng-Robinson 狀態(tài)方程描述煙氣物性,根據(jù)煙氣組分、壓力和溫度可計算得到的煙氣體積、焓、熵等參數(shù)。對于濕法脫硫等以電解質(zhì)溶液為主要反應(yīng)體系的過程,選擇電解質(zhì)非隨機雙液體模型方程(electrolyte NRTL)計算電解質(zhì)溶液物性,根據(jù)溶液組分、壓力和溫度計算可得溶液體積、pH、黏度等參數(shù)。

    1.3 環(huán)保島系統(tǒng)工作過程建模

    1.3.1 SCR脫硝過程

    SCR技術(shù)是指在催化劑作用下,利用還原劑將煙氣中的NOx還原分解,生成無害的N2和H2O。注入氨氣和煙氣中NOx的物質(zhì)的量之比稱為氨氮摩爾比,一般不超過1.05,是SCR系統(tǒng)最關(guān)鍵的參數(shù)之一。SCR系統(tǒng)主要由噴氨柵格和裝填催化劑的反應(yīng)器構(gòu)成,使用混合器(mixer)和平推流反應(yīng)器(RPlug)操作單元建立SCR系統(tǒng)模型如圖1所示。

    圖1 SCR系統(tǒng)模型

    當(dāng)反應(yīng)溫度在400℃以下,氨氮摩爾比在1∶1附近時,主要發(fā)生反應(yīng)見式(1)[14-16]。

    可采用一級反應(yīng)模型表征其動力學(xué)特點[17],見式(2)。

    催化劑的種類對于SCR 反應(yīng)速率具有顯著影響,本文選擇某國產(chǎn)釩鈦基催化劑上的SCR 反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)建立模型,反應(yīng)活化能取73.29kJ/mol,指前因子取1.22×108m3/(kg·s)[18]。

    1.3.2 ESP除塵過程

    ESP技術(shù)通過電暈放電使煙氣電離,生成的帶電氣體離子與固體顆粒結(jié)合,形成帶電微團,在電場作用下向收塵極板移動,達到除塵目標。使用靜電除塵器(ESP)操作單元建立模型如圖2 所示。ESP單元除塵效率主要與煙塵粒徑、電場場強、煙氣物性和流速相關(guān),其除塵效率根據(jù)Deutsch 公式進行計算,見式(3)~式(6)[19]。

    圖2 ESP系統(tǒng)模型

    1.3.3 WFGD脫硫過程

    WFGD 系統(tǒng)類型多樣,石灰石-石膏WFGD 是最常用的濕法脫硫工藝,其主要由石灰石漿液制備系統(tǒng)、噴淋塔、循環(huán)泵和石膏脫水及廢水系統(tǒng)等構(gòu)成。煙氣進入噴淋塔后,與塔上部噴淋的石灰石漿液充分接觸,酸性SO2氣體被吸收[20],同時部分煙塵被漿液裹挾脫除。漿液液滴自然下落至塔底部漿液池,風(fēng)機持續(xù)向漿液池內(nèi)鼓入空氣,使SO2-3氧化為SO2-4,并與Ca2+一起形成制取石膏的原液,經(jīng)過結(jié)晶、過濾處理得到石膏副產(chǎn)物,部分濾液經(jīng)凈化后重新參與循環(huán)?;谏鲜龉に嚵鞒?,選擇噴淋塔(VSCRUB)、全混釜反應(yīng)器(RCSTR)、泵和分流器(SSPLIT)等操作單元建立WFGD 系統(tǒng)模型,如圖3所示。

    圖3 WFGD系統(tǒng)模型

    VSCRUB單元用于模擬噴淋塔上部SO2吸收區(qū),涉及主要反應(yīng)見式(7)~式(13)。

    VSCRUB 單元于煙塵顆粒具有輔助脫除作用,其除塵效率見式(14)~式(16)[19-21]。

    RCSTR 單元用于模擬噴淋塔底部漿液池,涉及主要反應(yīng)見式(17)~式(22),所有反應(yīng)類型都被設(shè)定為“平衡反應(yīng)(equilibrium)”,ASPEN Plus物性數(shù)據(jù)庫提供各反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)據(jù)。

    WFGD 系統(tǒng)運行過程中,漿液pH 和液氣比是最為關(guān)鍵的控制參數(shù)。漿液pH 過低會降低脫硫效率,過高則會使CaCO3溶解發(fā)生困難,漿液含固量增大,易造成堵塞問題。一般通過向漿液中投放弱酸(如草酸)來調(diào)節(jié)pH。液氣比是WFGD 系統(tǒng)的重要參數(shù),表征處理單位流量煙氣所使用的漿液量,其定義見式(23)。

    1.3.4 WESP濕式除塵過程

    WESP 系統(tǒng)工作原理與干式靜電除塵原理類似,區(qū)別在于濕式靜電除塵器向負載區(qū)噴淋水霧,形成的霧滴具有良好的導(dǎo)電性,因此能夠收集黏性、高比電阻的粉塵。由于采用工藝水沖刷方式收塵,也避免了ESP系統(tǒng)中振打裝置帶來的煙塵二次飛揚問題?;谏鲜龉に嚵鞒蹋x擇VScrub和ESP操作單元對WESP系統(tǒng)進行模擬,VScrub單元用于模擬噴淋水霧對除塵的影響,ESP單元用于模擬靜電場的影響。模型如圖4所示。

    圖4 WESP系統(tǒng)模型

    1.4 模型驗證

    以鍋爐BECR為基準工況,省煤器出口(環(huán)保島系統(tǒng)入口)煙氣溫度為320℃,氨氮摩爾比為1.05,液氣比為12,鈣硫比為1.02,煙塵粒徑分布見表2。

    表2 煙塵顆粒粒徑分布

    環(huán)保島系統(tǒng)整體建模如圖5所示。將仿真運行結(jié)果與某600MW 機組環(huán)保島系統(tǒng)煙氣除污結(jié)果作比較,結(jié)果見表3[21],污染物脫除效率的相對誤差絕對值都在3%以內(nèi)。

    表3 模型仿真及校驗結(jié)果

    圖5 環(huán)保島系統(tǒng)模型

    2 結(jié)果與討論

    2.1 循環(huán)漿液pH的影響

    WFGD 中循環(huán)漿液pH 通??刂圃?.9~5.9 之間,當(dāng)pH小于5時,不僅SO2脫除效率下降,且加劇設(shè)備腐蝕,當(dāng)pH大于5.7時,易發(fā)生結(jié)垢堵塞現(xiàn)象[22],一般通過向漿液池中添加弱酸性物質(zhì)(如草酸)進行調(diào)節(jié)。在其余參數(shù)保持基礎(chǔ)工況數(shù)值的前提下,逐漸增大草酸投入量,使得漿液pH 從5.83(無草酸投入)降低至4.65(添加草酸對pH無顯著影響)。循環(huán)漿液pH對煙氣污染物脫除的影響如圖6所示,當(dāng)漿液pH為5.83時,漿液吸收SO2能力最強,抑制NH3逃逸能力最弱,根據(jù)《燃煤電廠超低排放煙氣治理工程技術(shù)規(guī)范》,此時NH3逃逸量仍低于2.5mg/m3的超低排放限值[23]。隨pH 下降,漿液中H+濃度增大,對于SO2,水解反應(yīng)(7)受阻,SO2排放濃度快速增大,SO2脫除效率下降。對于NH3,H+濃度增大使反應(yīng)(11)增強,漿液吸收NH3能力增強。循環(huán)漿液pH 對于石膏產(chǎn)量的影響如圖7 所示,可見石膏產(chǎn)量隨漿液pH 增大而顯著增加。

    圖6 循環(huán)漿液pH對污染物脫除效果的影響

    圖7 循環(huán)漿液pH對石膏生成量的影響

    綜上所述,在該工況下,提高漿液pH,有利于SO2的脫除以及副產(chǎn)物石膏的形成,但應(yīng)注意NH3逃逸量隨漿液pH 提高而增加的現(xiàn)象。因此,應(yīng)在保證NH3排放濃度不超標的前提下,盡可能提高pH。

    2.2 氨氮摩爾比的影響

    機組實際運行中,氨氮摩爾比一般保持在1~1.2之間,過低易導(dǎo)致NO脫除率降低,過高則易增大氨逃逸量[18]。本文適當(dāng)擴展取值范圍,以觀察氨氮摩爾比對系統(tǒng)影響的變化規(guī)律。保持入口NO濃度不變,逐步增加噴氨量從而調(diào)節(jié)氨氮摩爾比從0.73(NO 排放濃度超標,且無NH3逃逸至下游設(shè)備)增大至1.4(氨逃逸濃度超標)。氨氮摩爾比對于污染物脫除效果的影響如圖8 所示。對于NO,氨氮摩爾比處于0.73~0.92 時,NO 脫除率隨之快速增大,此時NH3注入不足,NO 反應(yīng)不完全。當(dāng)氨氮摩爾比處于0.92~1.40 時,NO 排放濃度不再隨氨氮摩爾比變化。這是由于采用一級動力學(xué)模型模擬SCR反應(yīng),其反應(yīng)速率只與NO濃度有關(guān)。對于SO2,氨氮摩爾比處于0.73~0.88 時,由于NH3在上游消耗完全,因此對SO2排放濃度不造成影響。當(dāng)氨氮摩爾比處于0.88~1.30 時,多余NH3會隨煙氣進入脫硫塔系統(tǒng)并溶于循環(huán)漿液,提高漿液pH,從而提高脫硫效率,同時,NH3逃逸量也呈現(xiàn)加速增加的趨勢。

    圖8 氨氮摩爾比對污染物脫除效果的影響

    與上述趨勢相對應(yīng)的是漿液pH 的變化,由圖9可見,氨氮摩爾比處于0.73~0.88時,漿液pH無顯著變化,當(dāng)氨氮摩爾比處于0.88~1.30時,漿液pH隨氨氮摩爾比增大而快速增加。

    圖9 氨氮摩爾比對循環(huán)漿液pH的影響

    綜上所述,為保證NO 的脫除效果,氨氮摩爾比應(yīng)不小于0.92,進一步增大氨氮摩爾比,可以使脫硫效率得到提升,但其實質(zhì)是通過改變漿液pH間接對SO2吸收造成影響,成本過高。同時氨氮摩爾比的持續(xù)增大也伴隨著NH3逃逸量增大的風(fēng)險,因此,氨氮摩爾比應(yīng)在保證脫硝效率的前提下控制在最低水平,在本例中,氨氮摩爾比應(yīng)略高于0.92。

    2.3 液氣比的影響

    模型中,漿液池單元(RCSTR)出口物流經(jīng)分流器單元(SSPLIT)分流,部分循環(huán)至塔頂繼續(xù)參與脫硫反應(yīng),部分進入結(jié)晶反應(yīng)釜單元(RSTOIC)生成石膏。通過控制分流質(zhì)量比可對液氣比進行調(diào)節(jié)。在實際運行過程中,液氣比一般控制在8~25之間[20],本文適當(dāng)擴展取值范圍,以觀察液氣比對系統(tǒng)影響的變化規(guī)律,逐漸增大循環(huán)漿液分流比使液氣比從3.7 增大至26.3。液氣比變化對污染物脫除的影響如圖10 所示??梢?,當(dāng)液氣比小于8.02時,SO2排放濃度隨液氣比增大迅速下降,NH3逃逸量呈現(xiàn)上升趨勢。當(dāng)液氣比大于8.02 時,SO2排放濃度隨液氣比增大而緩慢上升,NH3逃逸量則呈現(xiàn)下降趨勢。

    圖10 液氣比對污染物脫除效果的影響

    液氣比對循環(huán)漿液pH 和CACO3固體含量的影響如圖11所示,漿液pH的變化與圖10中污染物排放濃度變化相對應(yīng),當(dāng)液氣比小于8.02 時,漿液pH隨液氣比增大而迅速增大,CaCO3固體含量逐漸減小至完全溶解,而當(dāng)液氣比大于8.02 時,漿液pH則隨液氣比增大而持續(xù)下降。

    圖11 液氣比對漿液pH和循環(huán)漿液CACO3的影響

    液氣比對環(huán)保島系統(tǒng)的影響表現(xiàn)出明顯的臨界特點。在循環(huán)漿液中,弱堿性物質(zhì)主要包括CO2-3,弱酸性物質(zhì)包括SO2、CO2和草酸。當(dāng)液氣比從3.74 增大至8.02,CaCO3固體未能完全溶解,液氣比的增大使CaCO3持續(xù)溶解生成新的弱堿性CO2-3,從而提高循環(huán)漿液pH。同時,循環(huán)漿液量增大使氣液接觸更加充分,吸收能力增強。在上述雙重作用下,系統(tǒng)對SO2的脫除作用迅速增強。

    當(dāng)液氣比大于8.02 后,CaCO3固體溶解完全,不再有新的弱堿性物質(zhì)生成,同時,隨液氣比增大,漿液對酸性氣體的吸收能力不斷強化,使得pH持續(xù)下降,對SO2的吸收產(chǎn)生負面影響,但是由于漿液吸收容量增大,一定程度上緩解了這一負面影響,使SO2排放濃度緩慢上升。

    綜上所述,噴淋塔液氣比應(yīng)大于8.02,在保證NH3逃逸量不超標的前提下,盡可能降低液氣比以減少漿液循環(huán)泵功耗,降低運行成本。

    2.4 煙氣溫度的影響

    省煤器出口煙溫與機組負荷呈正相關(guān),在100% BMCR 工況下不超過390℃,40% THA 工況下不低于290℃。不考慮煙氣流量隨機組負荷變化,調(diào)節(jié)省煤器出口煙溫從290℃增大至390℃。煙溫對污染物脫除效果的影響如圖12 所示。省煤器出口煙溫從290℃增大到350℃時,對于NO,煙氣溫度上升使SCR 反應(yīng)常數(shù)增大,提高反應(yīng)速率,NO 排放濃度下降。對于NH3,溫度升高使NH3更多地參與到SCR 反應(yīng)當(dāng)中,NH3逃逸量減小。對于SO2,煙氣溫度上升SO2排放濃度上升。對于煙塵,由除塵器數(shù)學(xué)模型可知,煙氣溫度升高使煙氣體積流量增大,降低了煙塵顆粒最大荷電量,導(dǎo)致除塵效率下降,煙塵排放濃度上升。當(dāng)煙溫大于350℃時,NO逐漸趨于零排放,NH3排放濃度穩(wěn)定在0.1mg/m3附近,SO2排放濃度穩(wěn)定在70mg/m3,煙塵排放濃度持續(xù)上升。

    圖12 省煤器出口煙溫對污染物脫除效果的影響

    煙氣溫度對漿液pH的影響如圖13所示,循環(huán)漿液pH 隨省煤器出口煙氣溫度的變化情況與NH3和SO2的變化情況相對應(yīng)。省煤器出口煙溫處在280~350℃時,NO 未反應(yīng)完全,過量NH3隨煙氣溫度升高快速減少,隨煙氣進入脫硫塔內(nèi)的NH3減少,漿液pH 下降,促進了SO2的吸收。當(dāng)省煤器出口煙溫超過350℃,NO反應(yīng)完全,進入脫硫塔內(nèi)的NH3流量趨于穩(wěn)定,漿液pH穩(wěn)定在5.67附近。

    圖13 省煤器出口煙溫對循環(huán)漿液pH的影響

    綜上分析,省煤器出口煙溫升高不利于脫硫和除塵,有利于脫硝和抑制NH3逃逸,當(dāng)省煤器出口煙溫大于350℃后,繼續(xù)升溫對于脫硝和抑制NH3逃逸提升作用十分有限,而小于310℃時,則會降低NO脫除效率。因此,省煤器出口煙溫應(yīng)控制在310~350℃。

    2.5 煙氣流量的影響

    煙氣流量與機組負荷呈正相關(guān),在100%BMCR 工況下,機組耗煤量約為195.8t/h,40%THA工況下約為58.8t/h。保持氨氮摩爾比、省煤器出口煙溫等其他參數(shù)不變,以BMCR工況下流量為標準值,調(diào)節(jié)煙氣相對流量從100%下降至30%。煙氣流量對污染物脫除效果的影響如圖14 所示。NO 排放濃度隨煙氣流量減小而下降,相對流量為100%時,SCR 反應(yīng)器中煙氣流速為31.49m/s,下降至30%時煙氣流速為15.73m/s,反應(yīng)時間增加強化了NO 脫除作用。對于煙塵,由式(3)~式(6)可知,煙氣流速越小,靜電除塵器除塵效率越高,因此煙塵排放濃度隨煙氣流量下降而下降。對于SO2,隨煙氣流量下降,SO2排放濃度略有升高,這是由于進入脫硫系統(tǒng)的過量NH3減少造成循環(huán)漿液pH 減小,但整體脫硫效率仍可保持在98%左右,影響較小。煙氣流量對循環(huán)漿液pH的影響如圖15所示,漿液pH 從5.54 下降至5.42 附近后不再有顯著變化。

    圖14 煙氣量對污染物脫除效果的影響

    圖15 煙氣量對于循環(huán)漿液pH的影響

    綜上所述,煙氣流量減小對于脫硫具有不利影響,對于脫硝、除塵和減小氨逃逸都具有正向作用,相對于流量的大幅變化,污染物脫除效率變化不大。由此可知環(huán)保島系統(tǒng)對于煙氣流量變化具有較強的適應(yīng)性,基本可以滿足機組不同負荷下的煙氣凈化要求。

    3 結(jié)論

    本文以某600MW 火電機組環(huán)保島系統(tǒng)為研究對象,基于ASPEN Plus 軟件建立了煙氣污染物脫除過程模型,以循環(huán)漿液pH、氨氮摩爾比、液氣比、煙氣溫度、煙氣流量等運行參數(shù)為自變量對系統(tǒng)模型進行了靈敏度分析。得到如下結(jié)論。

    (1)在保證NH3逃逸量不超標的前提下,應(yīng)盡可能提高循環(huán)漿液pH 以提高SO2脫除效果和石膏副產(chǎn)物產(chǎn)量。對于釩鈦基催化劑催化的SCR 反應(yīng),應(yīng)控制氨氮摩爾比略高于0.92。

    (2)脫硫塔液氣比不可小于8,在保證污染物脫除效果達標的前提下,應(yīng)盡可能降低液氣比以減少運行成本。

    (3)煙氣溫度升高對于脫硫和除塵不利,而有利于脫硝和抑制氨逃逸。省煤器出口溫度不應(yīng)高于350℃,控制在310~350℃綜合脫除效果較好。

    (4)煙氣流量減小不利于脫硫,而有利于脫硝、除塵和抑制氨逃逸,整體影響作用較小。環(huán)保島系統(tǒng)對于煙氣流量變化具有較強的適應(yīng)性。

    符號說明

    A—— 除塵器通流面積,m2

    C(NO)—— NO物質(zhì)的量濃度,mol/L

    d—— 顆粒粒徑,μm

    E—— 電除塵器場強,kV/m

    F—— 中間變量

    k—— SCR反應(yīng)常數(shù),s-1

    kb—— 玻爾茲曼常數(shù),1.381×10-23J/K

    Q—— 體積流量,m3/s

    q—— 顆粒最大荷電量,kg/s

    R(NO)—— NO反應(yīng)速率,mol/(L·s)

    T—— 煙氣溫度,K

    V—— 煙氣流速,m/s

    x—— 液滴尺寸,μm

    σ0—— 常數(shù),8.854×10-12C/V

    ε—— 磁導(dǎo)率

    η—— 除塵效率

    λ—— 氣體分子自由程,mm

    μ—— 動力黏度,N·s/m2

    ρ—— 顆粒密度,kg/m3

    ψ—— 中間變量

    下角標

    g—— 煙氣

    k—— 顆粒

    l—— 漿液

    ld—— 負載區(qū)

    max—— 最大值

    pr—— 沉積區(qū)

    r—— 相對值

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