脫硝技術的案例
煙氣脫硫脫硝技術
對于鍋爐行業來說，一定要研究同時脫硫脫硝技術，目前國內多為單獨脫硫脫硝技術，這種方式造成設備重復建設，能耗大，人員成本、運行成本高，而同時脫硫脫硝技術則可以在一定程度上避免此類問題的發生。
煙氣脫硫脫硝技術
對于鍋爐行業來說，一定要研究同時脫硫脫硝技術，目前國內多為單獨脫硫脫硝技術，這種方式造成設備重復建設，能耗大，人員成本、運行成本高，而同時脫硫脫硝技術則可以在一定程度上避免此類問題的發生。
煙氣脫硫脫硝一體化技術盤點
干法煙氣脫硫脫硝一體化技術
干法煙氣脫硫脫硝一體化技術包括四個方面：固相吸收/再生法、氣/固催化同時脫硫脫硝技術、吸收劑噴射法以及高能電子活化氧化法。
(一)固體吸附/再生法
碳質材料吸附法
根據吸附材料的不同又可分為活性炭吸附法和活性焦吸附法兩種，其脫硫脫硝原理基本相同。活性炭吸附法整個脫硫脫硝工藝流程分兩部分：吸附塔和再生塔。而活性焦吸附法只有一個吸附塔，塔分兩層，上層脫硝，下層脫硫，活性焦在塔內上下移動，煙氣橫向流過塔。該方法的主要優點有：
①具有很高的脫硫率(98%)和低溫(100~200℃)條件下較高的脫硝率(80%);
②處理后的煙氣排放前不需加熱;
③不使用水，沒有二次污染;
④吸附劑來源廣泛，不存在中毒問題，只需補充消耗掉的部分;
⑤能去除濕法難去除的SO2;
⑥能去除廢氣中的HF、HCl、砷、汞等污染物，是深度處理技術;
⑦具有除塵功能，出口排塵濃度小于10mg/m3;
⑧可以回收副產品，如：高純硫磺、濃硫酸、液態SO2、化學肥料等;
⑨建設費用低，運轉費用經濟，占地面積小。
日本的i. mochida提出了一種新的活性炭纖維脫硫脫硝技術。該技術是將活性炭制成直徑20μm左右的纖維狀，極大地增大了吸附面積，提高了吸附和催化能力。經過發展，現在該技術脫硫脫硝率可達90%。
近年來有人將活性炭吸附和微波技術結合起來，提出了微波誘導催化還原脫硫脫硝技術。
展開 燃煤電站SCR煙氣脫硝CFD技術的研究進展
摘要：選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術雖然應用廣泛,但催化劑磨損、堵塞及還原劑與煙氣混合不均等問題時有發生,CFD技術可多角度模擬現場情況,有助于問題的解決.對國內外燃煤電站SCR煙氣脫硝CFD技術的研究進行了綜述,在對文獻進行梳理的基礎上,闡述了計算流體力學CFD軟件在SCR煙氣脫硝模擬中的應用情況。
其主要領域包括:流場模擬、組分濃度場模擬、氣固兩相流模擬、化學反應模擬等.指出合理均勻的流場是整個SCR系統經濟安全運行的基礎;耦合詳細反應機理的SCR模型與鍋爐燃燒、SNCR等模型的聯合模擬是未來研究的重點.
選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術作為一種高效的NOx控制技術,在燃煤電廠得到廣泛的應用。然而,由于燃煤機組負荷、煤質多變且現場運行缺乏理論指導,SCR煙氣脫硝系統在投運過程中往往出現較多問題。
雖然國內外學者對SCR數值模擬技術做了較多研究,但其仍未完全成熟,主要有以下因素:(1)SCR模擬一般是在假設反應器入口速度、組分濃度、溫度等邊界參數均勻分布的基礎之上進行的;(2)SCR反應器內復雜的化學反應及氣固兩相流動過程,靠單一的CFD軟件難以實現。本文對國內外關于SCR數值模擬的文獻進行了梳理和總結,在介紹SCR關鍵技術的同時指出其在工程運行中存在的問題,為數值模擬研究提供借鑒。
1流場的數值模擬
SCR煙氣脫硝系統如圖1所示。SCR煙氣脫硝反應器(以下簡稱SCR反應器)通常布置在省煤器與空氣預熱器之間,受場地及空間位置等因素的制約,SCR反應器前往往存在1個或多個變截面煙道。變截面煙道會加劇反應器內流場的不均勻性,并且增大系統的壓降。
在設計SCR煙氣脫硝系統時,對反應器內噴氨格柵截面和首層催化劑入口截面速度的均勻性有嚴格要求,即這2個截面速度相對偏差系數均應控制在15％以內。
展開 
煙氣脫硝（SCR)技術及相關計算
煙氣脫硝，按治理工藝可分為濕法脫硝和干法脫硝，目的是脫除煙氣中的氮氧化物。隨著現代工業生產的發展和生活水平的提高，氮氧化物的污染問題，也越發引人關注。本文主要介紹了煙氣脫硝（SCR）技術及相關計算。
【技術】天洑數據建模實施案例集錦（1）- 電廠脫硝系統的優化控制
技術背景
隨著現代控制理論日益成熟，生產朝著大型化、復雜化的方向發展，尤其是面對非線性、強耦合、大滯后系統，傳統的PID控制難以滿足苛刻的約束條件和高質量的控制要求，先進控制理論（Advanced Control Theory）開始逐漸應用于航天、汽車和電子等領域，有利于提升設備的安全性、穩定性和運行效率。
問題與挑戰
1. 由于鍋爐負荷波動大的現象以及鍋爐本身存在的熱遲滯效應，脫硝系統無法及時響應氮氧化物NOx的濃度波動，脫硝效率不理想；
2. 為了保證煙道末端氮氧化物NOx的濃度滿足國家超低排放的要求，電廠通常采用末端煙道過量噴氨的行為降低NOx濃度；
3. 過量噴氨的行為會導致催化劑積灰和空預器堵塞等現象，降低鍋爐的運行效率，增加鍋爐運行成本。
解決方案
由于脫硝系統存在較大的熱遲滯效應且難以建立脫硝系統的物理化學模型，因此選取“預測控制”、“優化控制”和“反饋校正”結合的控制方案，使用機器學習（Machine Learning）的技術建立脫硝系統的預測模型，使用啟發式優化算法進行“最優”控制參數的求解。
圖1 脫硝系統優化控制的解決方案
1. 對被控變量、前饋變量和操作變量進行數據分析和特征工程，選取預測模型的外因變量，并確定預測模型的滯后階數。
2. 使用組合模型的技術，將線性統計模型和外因回歸模型以一定方式進行組合，得到精度更高的預測模型。相對于線性統計模型，組合預測模型對下一時刻的預測精度R2從96.2%提升到99.3%。
3.
展開 確保脫硫脫硝與焦爐生產的技術措施
3、脫硫脫硝突發事故狀態下的技術措施
即使煙囪熱備具有足夠吸力, 突發事故時脫硫脫硝裝置停機和煙氣切換都不可能瞬間完成。突發事故是不可預期的, 因此, 需要考慮可行的技術措施來保證突發事故時焦爐生產的穩定性。在煙囪熱備的情況下, 可以通過如下途徑解決。
(1) 設置自動升降閘板
在煙囪和取風口之間增設閘板, 專門供脫硫脫硝裝置使用。該閘板應與脫硫脫硝裝置風機進行聯鎖控制, 并且能實現自動操作。脫硫脫硝裝置運行時, 該閘板放下, 切斷氣流通道, 煙氣由引風口引出。當脫硫脫硝裝置的風機停止運行時, 該閘板自動提起, 煙氣通過煙囪排入大氣。
經過多年脫硫脫硝生產實踐, 總煙道閘板已逐漸取代煙道翻板。因翻板轉動過程中容易受到卡阻, 在事故狀態下不能及時被打開, 給焦爐安全生產造成嚴重隱患。在故障或停電時, 設置自動升降閘板為安全生產提供重要保障。即便是舊廠改造項目, 也應增設總煙道閘板。
(2) 脫硫脫硝裝置與焦爐中控室的聯鎖
脫硫脫硝裝置作為一個獨立的單元設備, 與焦爐生產緊密相關, 所以必須與焦爐中控室建立聯系、進行通訊, 同時設置必要的聯鎖控制。例如:脫硫脫硝裝置的運行狀態應在焦爐中控室顯示。若焦爐脫硫脫硝裝置發生故障, 且煙道閘板不能及時打開, 此時應該停止加熱交換系統的煤氣供入, 并設置聯鎖控制, 如聯鎖控制不當, 將導致嚴重事故。
有效的聯鎖控制如下：脫硫脫硝故障時, 分煙道吸力不足達到聯鎖值并持續15s(10~20s可調) , 聯鎖液壓交換機關閉煤氣, 提起總煙道閘板, 關閉總煙道與脫硫脫硝系統切斷閥, 并發報警信號給脫硫脫硝系統, 此時廢氣系統的吸力通過分、總煙道翻板進行調節。
展開 先進技術成燒堿業效益提升引擎
6月27~28日，記者在中國氯堿工業協會召開的2018年全國燒堿行業技術年會上了解到，去年以來燒堿行業普遍取得良好的經濟效益，與燒堿企業持續加大技術創新力度密不可分。通過采用先進技術，燒堿企業豐富了產品結構，擴展了產業鏈條，實現了副產品綜合利用和節能降耗。
目前，燒堿企業在整個產業鏈各環節都進行了科研投入，包括從原有工藝改進到新技術開發，從上下游銜接到副產品綜合利用，從產品結構多樣化到產業鏈條延伸。科研投入在助力企業取得良好效益的同時，也為企業增添了持續發展的動力。
具體而言，從電解技術來看，行業正在不斷推出新的離子膜及離子膜電解槽的改造技術和更新換代產品，以滿足企業對裝置效率和性能提升的要求。離子膜國產化也取得了重大突破。如東岳集團研發成功的DF2807離子膜，其電耗等主要性能指標達到國外同類離子膜水平，可滿足各種槽型的工藝要求。
在鹽水精制創新方面，我國已經走在了全球前列，很多新技術還在不斷涌現。如四氟膜錯流過濾工藝的創新，采用粗濾加錯流兩步過濾，可以調節不同的pH值，達到鹽水精制的目的，為膜法鹽水精制提供了新的方案和思路;再比如高濃鹽水的直接脫硝技術，則給企業充分和大比例利用鹵水提供了可能。在減少“三廢”排放和固廢循環利用等方面，鹽泥的回收和資源化利用已經成為企業研究和突破的方向。目前已有企業進行了鹽泥提純、分離、干燥生產純凈的氫氧化鎂和碳酸鈣的工藝過程開發，為燒堿企業有害固廢的綜合利用開創了先例。
在副產品綜合利用方面，萬華化學走在了行業前列。氯堿及下游產品生產過程副產的氯化氫極難處理，為業內所廣泛關注。萬華化學氯化氫氧化制氯技術的開發和應用，拓寬了氯化氫的利用渠道，也實現了氯元素的循環利用。他們在含有機物鹽水的去除和回用技術上的創新實例，也為其他企業帶來了新的啟發。
展開 脫硫脫硝裝置對焦爐加熱系統的影響
脫硫脫硝裝置改變了煙道吸力, 可能對焦爐加熱系統產生影響。對脫硫脫硝風機存在故障時如何保證焦爐加熱系統安全穩定運行進行了研究, 提出了保證焦爐安全穩定運行的措施。
隨著環保標準越來越嚴格, 焦化廠煙氣脫硫脫硝的非常重要。為了達到《煉焦化學工業污染物排放標準》中的排放限值, 減少SO2和NOx的排放, 需要對焦爐排放的煙氣進行處理。焦爐煙氣脫硫脫硝裝置成為焦化廠必不可少的裝置。焦爐煙氣脫硫脫硝裝置調試過程中出現了焦爐加熱系統不穩定的問題, 給生產帶來安全隱患, 所以要進行深入研究, 以保證焦爐加熱系統與煙氣脫硫脫硝裝置安全穩定運行。
1 焦爐加熱系統穩定的意義
穩定良好的加熱制度可以保證焦爐穩產、低耗和長壽。焦爐加熱是受多種因素影響的復雜過程, 焦爐操作、裝煤量、裝煤水分、煤氣溫度和組成、大氣溫度等都會影響焦餅成熟的均勻性。加熱用煤氣和空氣的穩定配比對加熱制度也至關重要, 穩定的煙道吸力是煤氣充分燃燒和避免中毒爆炸的必要條件。焦爐煙氣脫硫脫硝裝置運行后, 焦爐煙道吸力由煙囪改為風機提供, 所以必須研究脫硫脫硝風機存在故障時對焦爐加熱系統的影響。
2 脫硫脫硝運行的重點關注問題
從可研階段開始, 通常主要關注脫硫脫硝技術的工藝原理、脫除效率、副產物及成本投資等情況。
在工藝方案的優化和焦爐加熱系統所需的吸力切換速度方面還有待改進, 選擇了SDS干法脫硫技術和焦爐煙道閘板插入方式。
3 脫硫脫硝對焦爐加熱系統的影響
脫硫脫硝裝置正常運行時要對全部煙氣進行處理, 當脫硫脫硝裝置的增壓風機突然停止運行, 煙道吸力會發生巨大波動, 直接影響焦爐加熱系統的安全, 故進行了停風機試驗。
3.1試驗前準備
1) 確認焦爐停止加熱, 交換機在中間位置, 確認高爐煤氣和焦爐煤氣交換旋塞在關閉狀態。
2) 脫硫脫硝熱風爐處于停止運行狀態。
展開 焦爐煙氣污染物如何達標？
此排放標準的出臺不僅有效減少了焦爐污染物的排放，也有力地推動了煉焦生產工藝和污染治理技術的研發。
由于在《煉焦化學工業污染物排放標準》( GB16171—2012）中明確規范了焦爐煙囪中二氧化硫、氮氧化物以及顆粒物的排放標準，因此，減少焦爐煙氣污染物排放的關鍵就在于加強對這三種污染物排放的控制。
二、焦爐煙氣中氮氧化物的控制
對焦爐煙氣內的氮氧化物進行控制主要是從其燃燒過程與終端治理兩方面進行，其中在燃燒過程中對NOX進行控制的常見措施包括廢棄循環、分段加熱以及對實際燃燒溫度進行控制等措施；
對焦爐煙氣內NOX進行終端治理的措施常見的是SCR脫硝法，由于焦爐煙氣溫度偏低，一般在220℃-270℃，采用SCR脫硝技術處理成本較高，會增加焦化企業的經濟投入負擔，并且對使用的煤氣類型也有一定要求，因此，不能大范圍推廣與應用。所以，以下主要分析燃燒過程中對焦爐煙氣內的NOX進行控制的常規措施。
1、廢氣循環技術
現階段，對焦爐煉焦過程中煙氣內的NOX進行控制時，使用最多的就是廢氣循環措施。廢棄循環其實是一種低NOX燃燒技術，這種燃燒技術可以在空氣預熱器之前抽取部分低溫煙氣，將這部分低溫煙氣直接送入爐膛內，或者將這部分低溫煙氣直接摻入一次風中或者二次風中。
這種燃燒技術的應用原理主要是：煙氣在吸熱過程與對氧氣的稀釋作用會使爐膛內的燃燒速度與溫度降低，可以有效抑制熱力型NOX的生成。使用廢氣循環技術能夠大大降低煤氣內的可燃成分與空氣中的氧氣濃度，同時能夠加快氣流的速度，可以拉長火焰，對確保焦餅的上下加熱的均勻性十分有利，并且能夠有效改善焦炭質量，在一定程度上能夠縮短結焦時間，在增加產量的同時降低熱量消耗。
展開 某鋼鐵廠SCR脫硝，根據相對標準偏差研究催化劑上表面的偏差值，通過改進結構使偏差及阻力滿足要求 ￥15
某鋼鐵廠SCR脫硝項目中，以其中脫硝主體設備為研究對象，按照1：1對脫硝設備建立三維模型，并按要求設置進氣口管道和出氣口管道，進口為inlet，出口為outlet。
兩點說明：1.《火電廠煙氣脫硝工程技術規范》中規定對氣流均布可采用數值模擬的方法計算，但對于判定的標準并無規定。因此可借鑒我國通用的氣流分布均勻性的評定方法——相對標準偏差法進行判定，以下將有介紹。2.由于催化劑基材板厚0.7mm，板間距7mm，在整個催化劑模塊內相當于密實排布，而催化劑模塊在長×寬為10080mm×5000mm的脫硝殼體內也是無間隙排布。因此催化劑上平面可類比成等開孔率的分布板。若氣流在催化劑上平面分布均勻，則進入催化劑內部會更加均布。在脫硝模型中去掉催化劑模型，改為監測催化劑上平面100mm（模型中所標33m）處的氣流均布性能，該簡化是合理的。
三維模型圖及斷面監測位置
脫硝設備氣流模擬模型
在模型中速度監測斷面位置（33m位置打點斷面）
設備內部構件
計算模型
湍流模型采用標準k-e模型，湍流流場的計算采用有限體積法離散控制方程，算法采用SIMPLE算法，對流項采用一階迎風格式，近壁面采用壁面函數法處理。假定流體是不可壓縮的，作定常流動，整個模擬過程為等溫過程。
邊界條件
煙氣溫度為350℃，煙氣密度約為0.566kg/m3，煙氣動力粘度系數=3.14×10-5Pa?s
因有兩個進口，所以單個進口煙氣流量為325000m3/h。
入口斷面的當量水力直徑D：
D=2.294m，
湍流強度I：
I=2.77
入口邊界條件設置為速度入口，出口邊界條件設為壓力出口，壁面采用無滑移邊界條件。
計算結果及分析
定義
目前國際上還沒有統一的評定氣流分布均勻性的標準方法。
展開 
等離子凈化器的用處
等離子凈化器中使用到的等離子技術是在近幾年中開發出來的專門用于工業除硫脫硝的新技術，它具有著節約能源和效率高的特點，如今等離子技術已經被用到了室內空氣凈化器中，用來凈化室內的空氣。等離子凈化器是利用放電的方式產生出等離子體，之后激活有害氣體的分子，定向反應去除空氣中的有害氣體，最終實現對空氣的凈化。
等離子凈化器的用處
等離子凈化器中使用到的等離子技術是在近幾年中開發出來的專門用于工業除硫脫硝的新技術，它具有著節約能源和效率高的特點，如今等離子技術已經被用到了室內空氣凈化器中，用來凈化室內的空氣。等離子凈化器是利用放電的方式產生出等離子體，之后激活有害氣體的分子，定向反應去除空氣中的有害氣體，最終實現對空氣的凈化
PID傳感器如何檢測VOC氣體
2014年3月5日，國家科技部與環保部聯合發布了《大氣污染防治先進技術匯編》；近期，中國環保產業協會廢氣凈化委員會又在京召開了“第五屆全國揮發性有機污染物（VOCs）減排與控制會議”，進一步推進了VOCs治理高潮。
為配合這一治理高潮，本文根據《大氣污染防治先進技術匯編》中與揮發性有機化合物治理有關的內容，發表一些在VOCs治理工程中的一些體會與同行共勉。其中的內容大部分是以回收工藝為前提的。
1、 揮發性有機化合物（VOCs）治理技術的一般分類和主要治理工藝
1.1VOCs治理技術分類
VOCs治理技術一般分為回收技術和消除技術兩大類〔1〕。回收技術一般包括：冷凝法、吸收法、吸附法（包括變壓吸附）和膜分離法；消除技術一般包括燃燒法（包括催化燃燒、蓄熱燃燒等）、等離子體分解法、生物分解法、光催化氧化法等。
以上所述的處理技術是大家都非常熟悉的內容。這些技術和方法的應用一般都是針對單一的污染物或者氣體成分比較少或性質比較接近的混合氣體而言的。但是在具體工程中，大家所遇到的往往是比較復雜的混合廢氣。在這樣的氣體治理中，首先遇到的一個問題就是治理工藝的選擇。
1.2 VOCs主要治理工藝
在近期科技部與環保部聯合發布的《大氣污染防治先講技術匯編》中，總結出了18種VOCs的治理工藝。這些治理工藝從大的方面為我們提出了治理的工藝、應用對象、適應范圍和大致的費用。為我們進行揮發性有機廢氣的治理提出了基本的建議。但是，由于揮發性有機廢氣種類繁多，所以匯編中不可能寫得面面俱到，很多東西還需要通過實踐去摸索、總結。
2、治理揮發性有機廢氣的特點
2.1 治理對象繁多
大家知道，目前我們所熟知的脫硫脫硝技術，它所面對的僅僅是SO2和NOx,成分簡單，性質基本清楚，治理目標明確，目前國內外已經成熟的工業化治理技術已達數十種之多。
展開 100萬噸焦化2×60 孔焦爐煙氣脫硫脫硝工程
1.4脫硫脫硝方案的選擇
1.4.1 脫硫脫硝工程建設要求和原則
本工程的主要目的是：根據先進可靠的脫硫脫硝技術，結合焦化廠的實際情況，確定合理的脫硫脫硝技術方案、選擇最佳投資方案，以滿足日益嚴格的環境保護要求。同時，通過對擬建設項目的技術可行性、經濟合理性和項目可實施性等進行論證，明確投資的總費用和運行成本，基本原則是：
（1）脫硫脫硝系統的設計脫除率應能滿足當前適用的國家排放標準和地方環保局的排放要求。
（2）所采用的技術能夠充分利用原有的資源，從而達到綜合利用的目的；
（3）采用的脫硫脫硝工藝應在技術上先進、成熟、可靠的，不影響焦爐的安全穩定運行，且污染物的脫除率、基建投資、占地面積和運行費用等綜合性能最佳。
（4）所采用的脫硫脫硝工藝不應造成新的污染，如噪聲、粉塵、廢水、惡臭等，工藝的污染防治措施應能滿足有關的環保要求;
（5）根據工廠總平面布置的規劃，整體布局緊湊、合理，系統順暢，節省占地，節省投資。
（6）對于容易損耗、磨損或故障時容易影響裝置運行性能的所有設備和配件（例如吸收塔噴嘴、泵等），設計時充分考慮其更換和維修的方便。
（7）煙道和箱罐等設備配備足夠數量的人孔門，并考慮開/關方便，設計相應的維護平臺。
（8）所有設備和管道包括煙道的設計充分考慮最差運行條件（壓力、溫度、流量、污染物含量）下的防凍、保溫、漿液管道的防堵塞防磨損及事故情況下的最大溫度熱應力、機械應力等的安全裕量。
1.4.2 脫硫脫硝工藝的選擇
1）脫硫工藝選擇
煙氣脫硫技術可以分為二類：濕法、干法。濕法煙氣脫硫技術是當今脫硫市場的主流，約占脫硫總量的80%以上。其中氨法、石灰石石膏法、雙堿法是濕法脫硫中的主流技術。這三類方法各有其適用性，適合不同需求。
展開 