CFB锅炉脱硫脱硝脱汞联合脱除试验与优化研究

发布时间：2017-09-08 11:12

  本文关键词：CFB锅炉脱硫脱硝脱汞联合脱除试验与优化研究

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【摘要】：本文以山西某煤矸石电厂#4机组300MW循环流化床锅炉现有污染物控制系统为研究对象,通过研究循环流化床锅炉污染物生成机理、原有炉内脱硫脱硝系统工艺,以及为了满足环保新标准新增的脱硫脱硝系统工艺,利用现有污染物控制装置进行脱硫脱硝脱汞联合脱除,分析影响脱硫脱硝的各种主要因素,建立相应参数模型。将NOx排放浓度、脱硫脱硝效率以及影响脱硫脱硝效率的几个主要因素作为约束条件,将脱硫脱硝系统经济性指标作为目标函数,通过模型求解出一组符合污染物排放标准且经济性指标优于机组实际运行的参数值。首先,介绍了烟气中汞及其化合物的在线监测及离线检测技术；并针对某300MW循环流化床锅炉不同工况下燃煤及燃烧产物中汞含量测试分析,结果表明飞灰中汞含量与飞灰含碳量以及其比表面积呈正相关性,燃烧产物中汞含量随着锅炉负荷的升高而增加,并分析了CFB锅炉在脱汞方面的优势。为进一步降低烟气中汞含量,达到汞的超低排放,在充分利用现有脱硫脱硝装置的基础上,设计出一套协同脱汞工艺,该工艺选择炉前添加氧化剂使更多的Hg0转化为Hg2+,尾部增湿活化装置使飞灰中更多的Hg2+转化为Hg(p),从而被布袋除尘器捕集,并分析工艺的可行性。其次,通过试验得到Ca/S比、床温、氨氮比、还原剂喷入点温度与脱硫脱硝效率的关系曲线；利用所建模型求解出脱硫脱硝系数以及电耗系数,结合所建的多参数模型,简化求解出一组既满足约束条件且经济性指标最好的最优解。最后,通过对比机组实际运行过程中参数值和优化模型所求的参数值,发现两种情况下污染物排放浓度都能符合《新标准》,但优化后经济性指标要优于实际运行情况。因此,所求的最优解可以为电厂机组的优化运行提供参考。
【关键词】：循环流化床 协同脱除技术 协同脱汞工艺 多目标模型 参数优化
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X773
【目录】：

• 中文摘要10-11
• ABSTRACT11-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题研究的背景及意义13-15
• 1.1.1 燃煤污染物排放的危害13
• 1.1.2 循环流化床技术13-14
• 1.1.3 课题研究的现实意义14-15
• 1.2 国内外的研究现状15-16
• 1.2.1 国内的监测脱除技术15-16
• 1.2.2 国外的监测脱除技术16
• 1.3 论文的主要内容16-17
• 1.4 课题需要解决的技术关键问题及创新点17-18
• 1.5 小结18-19
• 第二章 污染物联合脱除机理及工艺19-26
• 2.1 循环流化床锅炉污染物生成机理19-21
• 2.1.1 燃煤锅炉SO_x的生成机理19-20
• 2.1.2 燃煤锅炉NO_x的生成机理20-21
• 2.2 脱硫系统工艺21-23
• 2.2.1 炉内脱硫的机理21
• 2.2.2 山西某煤矸石电厂简介21
• 2.2.3 炉内脱硫系统21-23
• 2.3 脱硫效率影响因素分析23-24
• 2.4 原脱硝系统工艺24-25
• 2.4.1 脱硝反应的机理24-25
• 2.4.2 炉内脱硝系统25
• 2.5 小结25-26
• 第三章 污染物脱除的改造以及污染物协同脱除技术26-33
• 3.1 炉前物料鲁棒系统26-27
• 3.1.1 炉前物料鲁棒控制系统的机理26
• 3.1.2 炉前物料鲁棒控制系统26-27
• 3.2 尾部增湿活化烟气脱硫系统27-29
• 3.2.1 尾部增湿活化烟气脱硫系统的机理27-28
• 3.2.2 增湿活化脱硫控制系统28-29
• 3.3 脱硝系统工艺29-31
• 3.3.1 SNCR脱硝系统29-30
• 3.3.2 SNCR脱硝效率影响因素分析30-31
• 3.4 多种污染物协同脱除控制技术31-32
• 3.5 小结32-33
• 第四章 协同脱汞工艺设计及试验分析33-43
• 4.1 燃煤中汞形态的转化33
• 4.2 烟气汞的监测技术33-36
• 4.2.1 汞的在线监测(CEMS)34
• 4.2.2 汞的离线检测34-36
• 4.3 CFB锅炉汞排放特性研究36-39
• 4.3.1 煤及燃烧产物汞含量分析36-37
• 4.3.2 汞总质量平衡的计算37
• 4.3.3 汞排放特性37-38
• 4.3.4 循环流化床锅炉脱汞优势38-39
• 4.4 CFB锅炉协同脱汞工艺的设计及控制39-42
• 4.4.1 烟气汞含量超低排放工艺设计的目的及原理39
• 4.4.2 协同脱汞工艺系统39-41
• 4.4.3 控制系统41-42
• 4.5 小结42-43
• 第五章 CFB锅炉污染物的联合脱除参数优化模型的建立43-59
• 5.1 建模思想及模型假设43-44
• 5.2 脱硫、脱硝效率模型的建立44-47
• 5.2.1 脱硫效率模型44-46
• 5.2.2 脱硝效率模型46-47
• 5.3 SO_2及NO_x排放浓度模型的建立47-48
• 5.4 脱硫效率影响因素模型的建立48-52
• 5.4.1 石粉给料模型48
• 5.4.2 床温与脱硫效率关系试验48-51
• 5.4.3 增湿活化喷水量与脱硫效率关系试验51-52
• 5.5 脱硝效率影响因素模型的建立52-54
• 5.5.1 氨氮比与脱硝效率关系试验52-53
• 5.5.2 还原剂喷入点温度与脱硝效率关系试验53-54
• 5.6 经济指标模型的建立54-56
• 5.6.1 石灰石粉及增湿活化喷水量模型的建立54-55
• 5.6.2 喷氨量模型的建立55
• 5.6.3 耗电量模型的建立55-56
• 5.7 多目标优化数学模型的建立56-58
• 5.7.1 基本概念56-57
• 5.7.2 循环流化床锅炉污染物排放过程优化设计57-58
• 5.7.3 多目标优化函数模型的建立58
• 5.8 小结58-59
• 第六章 CFB锅炉污染物排放多目标模型的求解与优化59-66
• 6.1 影响参数及电耗系数的确定59-62
• 6.1.1 影响参数的确定59-60
• 6.1.2 脱硫脱硝电耗系数的确定60-62
• 6.2 多目标模型的求解62-64
• 6.2.1 钙硫比与床温的关系62-63
• 6.2.2 多目标规划模型的求解63-64
• 6.3 优化结果分析64-65
• 6.4 小结65-66
• 第七章 结论及继续研究建议66-67
• 参考文献67-71
• 攻读学位期间取得的研究成果71-72
• 致谢72-73
• 个人简况及联系方式73-74
• 承诺书74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 闵凡飞,王传金;煤矸石山自燃火源形成原因及其预测预防[J];煤炭科技;2003年01期

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5 朱珍锦,薛来,谈仪,张长鲁,李永光,章德龙,王启杰,潘丽华,柯建新;负荷改变对煤粉锅炉燃烧产物中汞的分布特征影响研究[J];中国电机工程学报;2001年07期

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本文编号：813677