生物质能作为最具潜力的可再生能源,已成为仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源,用于发电时,其碳排放强度仅相当于燃煤、燃油和燃气的1.8%、2.1%和3.8%。在碳达峰、碳中和政策下,生物质锅炉发电近年得到了广泛发展。随着社会对环保越来越重视,锅炉烟气超低排放已经在全国范围内推广实行,生物质发电过程中产生的氮氧化物排放不可忽视, 随着国家对环境治理力度的不断加大,生物质锅炉排放限值愈加严格,多个省市相继出台地方污染物排放标准,要求氮氧化物排放达到超低排放标准, 即排放限值为 50 mg/m3,甚至已要求按超超低标准排放,即排放限值为 30 mg/m3。
图1 国内典型生物质燃
生物质锅炉炉膛烟温低,循环流化床炉一般烟温低于800℃,SNCR、PNCR等脱硝工艺效率低,无法满足超低排放要求,为满足NOx出口50mg/Nm3超低排放,需要采用SCR脱硝技术。生物质锅炉燃料种类多,烟气复杂,烟气中碱含量高(>8%),灰粘性高,烟气中水含量高,且灰尘中含有未燃尽碳,与火电脱硝相比存在催化剂堵塞、碱金属、烧结的问题。催化剂前脱硝一直是行业内卡脖子问题,前脱硝催化剂寿命不足1年,后脱硝需要烟气再加热,能耗高,催化剂价格高,运行成本高。
表1 某生物质锅炉飞灰与燃煤锅炉飞灰主要成分对比
图2 脱硝催化剂碱金属失活机理
天河环境与华北电力大学、河北工业大学等多所高校合作,采用德国进口板式涂覆设备,通过配方调整,表面改性、工艺优化,开发了具有高抗堵、抗碱金属中毒的适合生物质锅炉前脱硝的板式脱硝催化剂。天河环境生物质前脱硝板式催化剂具有以下优势:
一是催化剂抗堵塞能力强,可适应生物质锅炉20-40g/Nm3灰工况环境; 二是催化剂抗碱金属中毒能力强,可满足10%碱金属工况长期稳定运行;三是催化剂适应高水环境,可满足烟气中水含量25%以下长期稳定运行;四是催化剂燃料适应性强,,稻草、秸秆、树皮等常规燃料以及模板、皮革混合掺烧燃料均可满足使用;五是催化剂寿命长,可根据烟气条件及运行工况,最长使用寿命可达2年以上;六是专业设计一厂一策,百台套运行业绩,运行经验丰富,根据不同工况,催化剂结构及节距设计合理,产品性能稳定;七是具有CNAS认证实验室,可为业主提供全寿命管理服务 。
天河环境自2016年开始涉入生物质脱硝领域,目前已有百台炉生物质相关业绩。其中某项目采用了天河环境生物质专用板式催化剂,布置在高尘区域,既锅炉尾部烟道两级省煤器间,自2023年6月投运,协议签订出口NOx浓度不大于50mg/Nm3,实际运行中出口NOx浓度可控制在10mg/Nm3以下,远低于当地环保指标,单层压损值在100Pa左右,抗堵塞效果明显。
图3 运行情况
另一项目为2021年投运,项目质保期为2年,目前运行时间已超过质保寿命,但出口指标依然可控。协议签订出口NOx浓度不大于50mg/Nm3,实际运行中出口NOx浓度可控制在10mg/Nm3以下。
生物质锅炉尾气超低排放技术研究刻不容缓。只有SCR脱硝技术可以实现“超低排放”的要求且长期稳定。天河环境生物质前脱硝专用脱硝催化剂具有活性高、抗中毒特点,可以在高尘环境下保证长期运行不中毒,减少了业主投资和运行成本,全方位地解决了生物质锅炉烟气脱硝中出碱金属中毒等问题。
天河环境本着“至高品质,至诚服务”的经营宗旨,锐意进取、不断开发新产品、开拓新领域,业务覆盖蜂窝脱硝催化剂、板式脱硝催化剂、以及催化剂再生、回收。专业的设计,优质的产品,专注于脱硝综合治理,可为客户提供“你要我有,你用我保,你换我收”的一站式脱硝催化剂全寿命管家式服务。
2024-07-03