低温SCR脱硝技术PPT课件.ppt

低温脱硝技术开发与工程应用低温SCR催化技术 1 1995年以来北京 广州的NOx年均值均是标准的2倍以上 NOx污染非常严重 中国环境规划院的研究预测 NOx排放量将从1995年的1 11 107t增加到2010年的2 15 107t 到2020年和2030年 全国能源消费导致的NOx排放总量将分别达到2 4 2 9 107t和3 2 4 3 107t 到2020年前后将超过美国成为世界第一大NOx排放国 如此巨大的排放量将给公众健康和生态环境带来灾难性的后果 背景介绍 2 氮氧化物 NOx N2O5 N2O4 N2O3 N2O2 N2O NO NO2 背景介绍 NO为无色无臭气体 很容易与血液中的血色素结合 造成血液缺氧引起中枢神经麻痹 NO2的毒性是NO的5 10倍 是CO的5000 10000倍 对人体危害极大 还会诱发光化学烟雾和导致酸雨形成 表11994 2000年北京和广州NOx年均质量浓度 mg m3 3 行业排放对NOx污染的贡献率 4 相关标准 5 背景介绍 严重问题 国家十二 五环境污染控制领域的重中之重的工作 锅炉大气污染物排放标准 北京市地方标准DB11 139 2007 工业锅炉排放均不满足该标准 没有现成的技术支持工业锅炉满足该标准 政府的公信力面临严重的挑战 6 NOx排放控制技术 炉内燃烧控制技术 火焰冷却 低氮燃烧器 分段燃烧 添加矿化剂选择性非催化还原 SNCR 技术选择性催化还原 SCR 技术 重点关注 7 选择性非催化还原 SNCR 技术 SNCR工艺的主要反应如下 4NO 4NH3 O2 4N2 6H2O2NO2 4NH3 O2 3N2 6H2O 在高温 900 1100 和没有催化剂的情况下喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂 8 NH3作为还原剂时 SNCR的最佳反应温度是950oC 如果使用尿素作为还原剂时 SNCR的最佳反应温度为1000oC 温度 O2含量 CO含量 NOx含量 SNCR技术脱硝效率 NH3含量 9 优点 固定投资少 设备简单 不用催化剂 缺点 需要准确控制反应区内的温度 温度低 脱硝转化率低 温度过高 引起NH3的氧化 产生多余的NOx 需要比较高的NH3 NOx值 一般大于1 部分NH3被产品吸收 还原效率降低 运行成本较高 脱硝效率低 10 选择性催化还原法 SelectiveCatalyticReduction SCR 是工业上应用最广的一种脱硝技术 可应用于电站锅炉 工业锅炉和垃圾焚烧等燃烧设备的NOx排放控制 理想状态下 可使NOx的脱除率达90 以上 是目前能找到的最好的固定源NOx治理的技术 原理 使用适当的催化剂 在一定条件下 用氨作为催化反应的还原剂 使NOx转化为无害的氮气和水蒸气 反应如下 4NO 4NH3 O2 4N2 6H2O2NO2 4NH3 O2 3N2 6H2O SCR脱销反应温度一般为300 450oC 11 SCR催化剂的形式 板式蜂窝式波纹板式 需要根据烟气成分 含灰量确定采用何种形式及孔道结构与尺寸 12 SCR催化剂反应器形式和安装位置 SCR反应器 安装在预热器之后 13 缺点 固定投资大 设备比较复杂 使用催化剂 优点 脱硝效率可以达到90 以上 可以满足更严格的排放标准可以按照排放标准和原排浓度设计NH3 NOx值 比值低 可以低于0 9 一般不大于1 运行成本较低 14 应用于电站锅炉的SCR系统与技术 特点 排烟温度较高 工况稳定烟尘含量高催化剂工作温度380 400 成熟的SCR工艺需要尿素分解炉用户单位资金充裕 投资大不具有自主的知识产权 15 工业锅炉的脱硝遭遇到的困难 排烟温度低 省煤器之后150 180 运行工况不稳定旧锅炉的场地有限 情况复杂引高温烟气则破坏热量衡算 耗能提高 如使用电厂SCR技术 用户资金紧张 不愿意多投资 用户的担忧和要求 NH4HSO4对催化剂伤害问题 催化剂寿命SCR催化剂是否会堵塞旧锅炉改造不改动风机 催化剂床层阻力 脱硝投资问题 最好不使用尿素分解炉 特点 低温脱硝催化剂 关键障碍 16 北京工业大学的SCR催化技术 SCR催化剂的研究平台 17 SCR催化剂活性 北京工业大学的SCR催化技术 SCR催化剂的工作窗口 160 400 工作温度窗口 160 400 18 SCR催化剂的成型技术 北京工业大学的SCR催化技术 19 云南钛业酸洗线氮氧化物净化系统 SCR催化工程技术开发 北京工业大学的SCR催化技术 20 合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程 SCR催化工程技术开发 北京工业大学的SCR催化技术 21 运行温度范围宽 如低温运行 总风量降低 在空速不变的情况下 减少催化剂的用量 对于低温烟气或废气的处理 具有节能优势 SO2转化率低 NH4HSO4 ABS 的生成量低 避免使用尿素分解炉 降低投资 自控简单 避免使用昂贵的在线仪表 具有自主知识产权 不受外国企业控制 产品优势 22 工业锅炉低温SCR技术开发进展 对于原有催化剂的改性研究 催化剂蜂窝成型的研究 催化剂原始活性组分含量的最佳配比 活性组分种类和含量的调配 贵金属碱土金属廉价金属离子 成型助剂成型工艺运行条件 工程应用 SCR反应器设计SCR工程技术开发SCR运行管理 23 催化剂配方开发 制备了一种V Ti基的SCR脱硝催化剂 通过掺杂X离子对上述催化剂进行改性 并取得良好效果 对SCR催化剂脱硝过程的条件进行深入研究 O2浓度 氨氮比 抗SO2中毒性 水蒸气的影响等 24 SCR催化剂在低温段的高脱硝活性 25 关于SCR催化剂运行稳定性的实验 以实验室制备的改性的催化剂为例 该样品连续运行七天 分别在120 140 160 180 200 对其脱硝效率进行测试 对于每个温度段保持长期运行 26 27 蜂窝状SCR催化剂制备技术开发 以钛白粉为原料制备的蜂窝成型 以制备好的催化剂为原料制备蜂窝催化剂 制备具有良好脱销活性 高机械强度的商用蜂窝催化剂 28 制备的工业锅炉低温SCR蜂窝催化剂 29 蜂窝催化剂脱销效率评价 30 合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程 系统主要技术指标1 设计处理风量 720Nm3 h 2 烟气种类 粉尘 NOx 3 烟气温度 900 1000 C4 污染物浓度 NOx 9600mg m3 粉尘 5600mg m3 5 排放氮氧化物浓度 98 满足中国国家排放标准的前提下 7 NH3逃逸率 小于5ppm 烟气量为1353m3 h 240 废气中NOx含量为9600mg Nm3 催化剂体积为0 5m3 工程实例 31 合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程 32 合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程 33 合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程 34 合肥彩虹液晶玻璃有限公司低温脱硝工程 35 云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统 工艺流程图 工程实例 36 云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统 37 云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统 38 云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统 39 系统调试的总结 云南钛业集团酸洗线氮氧化物低温SCR净化系统 40 已基本完成 已成功做