烟气脱硝画册.pdf

宇星科技烟气脱硝 第 1 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 2 页 共 60 页 宇星科技发展 深圳 有限公司成立于 2002 年 3 月 注册资本 4 亿 公司是国家火炬计划重点高新技术企业 是国家规划布局内重点软件 企业 是 广东省环境监测和治理工程技术研究开发中心 技术依托 单位 是 广东省环境监测和治理产学研研发示范基地 是 广东省 企业科技特派员工作站 是 广东省自主创新企业 100 强 是 广 东省战略性新兴产业骨干企业 是 深圳市环境监测工程技术研发中 心 技术依托单位 是深圳市政府认定的 总部企业 知识产权优 势企业 是 福布斯 中国潜力企业榜 2010 年第一名 是 2008 2009 年德勤评选的 高科技 高成长中国 50 强 企业和 2009 年 德勤高 科技 高成长亚太 500 强 企业 公司获得 广东省名牌产品 广东省著名商标 和 深圳市知名品牌 称号 连续三年被评为 广东省守合同重信用企业 被鹏元资信评估有限公司连续三年评估为 AAA 资信等级 公司致力于研制国际领先的环境监测系列产品及监控平台 致力于开发环境污染治理及水体生态修复技术 承 接高科技环保处理工程 致力于开展环境污染治理设施运营 致力于开拓水利信息化管理业务 致力于研究节能减 排技术 推广适应生态文明的经济增长模式 公司通过了 ISO9001 质量管理体系 ISO14001 环境管理体系 以及 GB T28001 职业健康安全管理体系 ISO27001 信息安全管理体系 ISO10012 测量管理体系 和 ISO20000IT 服务管理体系 认证 通过了 SEI 的 软件能力成熟度模型集成 CMMI 三级评估 公司拥有工信部颁发的 计算机信息系统集成企业资质证书 二级 拥有环保部颁发的自动连续监测 水 气 生活污水 工业废水 除尘脱硫 工业废气七个专业类别的甲级 环境污 染治理设施运营资质证书 建设部颁发的环境工程 水污染防治工程 大气污染防治工程 专业甲级 工程设计资质 证书 拥有国家发改委颁发的生态建设和环境工程专业 工程咨询单位资格证书 拥有广东省建设厅颁发的建筑 智能化贰级 工程设计与施工资质证书 环境工程 固体废物处理处置工程 专业乙级 工程设计资质证书 安全 生产许可证 拥有广东省公安厅颁发的广东省安全技术防范系统 设计 施工 维修资格证 拥有广东省水利厅 颁发的乙级 水文 水资源调查评价资质证书 拥有深圳市建设局颁发的市政工程总承包 机电设备安装工程 环 保工程和电子工程专业承包 建筑业企业资质证书 公司设有环保仪器事业部 系统集成事业部 环保工程事业部 运营事业部 研发中心 战略发展中心等专业 部门 设立了 27 个分公司 88 个运营中心 具有完善的市场开拓 技术开发 质量管理和售后服务体系 公司拥 有强大的研发创新能力 在坚持自主研发的同时 已与浙江大学 哈尔滨工业大学 华中科技大学 清华大学 武 汉大学 瑞典 LUND 大学等科研机构开展了广泛的产学研合作 在环境监测领域 公司能够提供政府主管部门需要的全系列环境监测 监控与应急指挥系统 包括污水 水质 烟气 空气质量 灰霾 油烟 环境噪声 山洪预警 水利自动化 城市自来水管网等在线监测系统及环境监测监 控信息管理 污水处理设施运行监管 脱硫效能监控 环境应急监测 数据采集传输等系统 在环境治理领域 公司经营资质齐全 技术研发超前 拥有脱硫 脱硝 废气 废水 污泥 固废等多项自主 知识产权技术 建立了一支集管理 研发 设计 制造 施工及调试运行于一体的专业的技术队伍 具备承接大型 项目的经验和能力 在运营服务领域 公司已在全国范围内开展了环境在线监测系统的第三方运营 充分利用公司环境在线监测系 统的技术开发和深层次维护能力 既能很好的运营本公司生产的设备 也能很好的运营其它公司的设备 保证运营 的环境在线监测系统实现高标准的准确率 上传率及运行率 同时 公司能够开展生活污水 工业废水 除尘脱硫 工业废气等环境污染治理设施运营业务 宇星科技烟气脱硝 第 3 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 4 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 5 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 6 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 7 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 8 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 9 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 10 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 11 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 12 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 13 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 14 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 15 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 16 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 17 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 18 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 19 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 20 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 21 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 22 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 23 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 24 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 25 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 26 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 27 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 28 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 29 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 30 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 31 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 32 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 33 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 34 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 35 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 36 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 37 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 38 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 39 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 40 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 41 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 42 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 43 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 44 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 45 页 共 60 页 宇星科技烟气脱硝 第 46 页 共 60 页 一 SCR 脱硝技术 一 SCR 脱硝技术 工艺原理 工艺原理 SCR脱硝是利用催化剂 在一定温度条件下 使烟气中的NO与还原剂氨发生还原反应 生成氮 气和水 从而降低NOx的排放量 减少烟气对环境的污染 其中SCR反应器中发生反应如下 工艺介绍 工艺介绍 液氨的供应由液氨槽车运送 利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内 并依靠自身重 力和压差将储氨罐中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气 后经氨气缓冲罐 与稀释风机鼓入的 稀释空气在氨 空气混合器中混合后 送达氨喷射系统 在SCR入口烟道处 喷射出的氨气和来自 锅炉省煤器出口的烟气混合后进入SCR反应器 通过催化剂进行脱硝反应 最终通过出口烟道回至 锅炉空预器 达到脱硝的目的 其工艺流程如下图所示 宇星科技烟气脱硝 第 47 页 共 60 页 系统组成 系统组成 SCR脱硝工艺系统由氨区 脱硝区 催化剂以及其他部分组成 氨区一般包括液氨储运系统 氨气制备和供应系统等 脱硝区一般包括氨 空气混合系统 喷氨混合系统 SCR反应器系统等 氨区设备主要有 液氨储罐 氨压缩机 液氨蒸发器 氨气缓冲罐 氨气稀释槽 氨监测仪等 增压风机 液氨稀释罐 宇星科技烟气脱硝 第 48 页 共 60 页 卸料压缩机 SCR 反应器 氨气 空气混合器 氨分配管路 蜂窝状催化剂 平板催化剂 宇星科技烟气脱硝 第 49 页 共 60 页 FT IR 波纹板催化剂 催化剂分析仪 罗斯蒙特气体组分分析仪罗斯蒙特气体组分分析仪 催化剂分析仪 催化剂分析仪 SCR 系统对锅炉本体的影响 SCR 系统对锅炉本体的影响 锅炉热效应锅炉热效应 在原锅炉烟道上增加了反应器及连接烟道 大大增加锅炉的散热面积 一定程 度影响锅炉热效应 锅炉钢架 锅炉钢架 增加 SCR 装置后 钢结构需重新校核计算强度 并需考虑 SCR 钢架和锅炉钢架 的水平力传递和钢架支撑结点的配合 烟道 烟道 SCR 出口至空气预热器入口段 烟道压力与省煤器出口相比提高约 1kPa 在空气预 热器出口段 烟道设计压力提高 1 5kPa 对烟道强度计算有影响 烟道强度应重新计算并增加加强 筋 空气预热器 空气预热器 NH4HSO4 灰尘等易导致堵塞和腐蚀 影响空预器正常运行 引风机 引风机 可根据锅炉启停频率 SCR 运行季节性需要等因素考虑旁路设置与否 SCR 旁路 SCR 旁路 SO2最高排放浓度必须时刻监视 出现偏差时应综合分析锅炉负荷 入口烟气的 SO2含量 浆液的 pH 值等影响因素 7 省煤气旁路 省煤气旁路 当锅炉低负荷运行时 可采用省煤器旁路来提升 SCR 入口烟气温度 宇星科技烟气脱硝 第 50 页 共 60 页 系统优势 系统优势 硝效率可达 80 95 反应温度 300 450 均可达到很好的脱除效果 化剂模块具有隔热 抗尘 耐腐 耐磨 低 SO3 转化率 催化剂更换周期超过 3 年 系统特点 系统特点 宇星科技大型火电厂SCR脱硝技术是由宇星科技发展 深圳 有限公司联合浙江大学开发的具 有自主知识产权的脱硝技术 该技术的主要特点 采用数值模拟计算和物理模化试验相结合的方法 根据烟气中NO 在不同空间位置的分布 情况 控制不同区域的喷氨量 实现不同区域的NOx NH3配比 实现NOx与NH3的良好 混合效果 以达到高的NOx脱除效率和低的氨逃逸率 运用CFD对SCR系统内的流场 阻力特性等对SCR系统进行数值模拟 进行系统的优化设 计 由于使用了催化剂 故反应温度较低 工艺设备紧凑 运行可靠 系统运行能耗低 宇星科技烟气脱硝 第 51 页 共 60 页 二 SNCR 脱硝技术 二 SNCR 脱硝技术 工艺原理 工艺原理 SNCR Selective Non Catalytic Reduction 即为选择性非催化还原法 是一种经济实用的NOx 脱除技术 其原理是以NH3 尿素 CO2 NH2 2 等作为还原剂 在注入到锅炉之前雾化或者注入 到锅炉中靠炉内的热量蒸发雾化 还原剂喷入炉膛温度为 850 1100 的区域 气相的氨或者 尿素就会分解为自由基NH3和NH2 在该温度区域及氧存在的条件下 还原剂热分解产物NH3与烟 气中的NOx进行SNCR反应生成N2 该方法是以炉膛为反应器 工艺介绍 工艺介绍 SNCR脱硝工艺主要包括以下四个基本过程 接收和储存还原剂 还原剂的计量输出 与水混合稀释 在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂 还原剂与烟气混合进行脱硝反应 SNCR 系统采取模块方式进行设计 制造 主要由还原剂循环模块 还原剂的水稀释模块 还 原剂计量模块 还原剂均分模块 还原剂注入器等模块化组件构成 宇星科技烟气脱硝 第 52 页 共 60 页 影响因素 影响因素 反应温度 NOx的还原反应发生在特定的温度范围内 最佳反应温度 850 1100 停留时间 停留时间的大小取决于锅炉气路的尺寸和烟气流经锅炉气路的气速 SNCR系统中 停留时间 一般为 0 001 10 s 还原剂和烟气的混合程度 要发生还原反应 还原剂必须与烟气分散和混合均匀 混合程度取决于锅炉的形状与气流通过 锅炉的方式 NH3 NOx摩尔比 氨泄漏量 系统特点 系统特点 不使用催化剂 运行成本低 有较大的经济优势 SNCR建设周期短 基建投资少 适合于现有机组中小型电厂改造项目 此法的脱硝效率约为40 70 还可以作为低NO 燃烧技术的补充处理手段 二 SNCR SCR 脱硝技术 二 SNCR SCR 脱硝技术 工艺原理 工艺原理 SCR SNCR混合烟气脱硝技术是把SNCR工艺的还原剂喷入炉膛 利用逃逸氨同SCR进行催化 反应 进一步脱除NOx 它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高效率及低的氨逃逸率进行 有效结合 工艺介绍 工艺介绍 SCR SNCR工艺具有2个反应区 通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统 首先将还原剂喷入第1 个反应区 炉膛 在高温下 还原剂与烟气中NOx在没有催化参与的情况下发生还原反应 实现 初步脱氮 然后未反应完的还原剂进入混合工艺的第2个反应区 SCR反应器 在有催化参与的情 况下进一步脱氮 宇星科技烟气脱硝 第 53 页 共 60 页 系统特点 系统特点 与单一的SCR和SNCR工艺相比 SCR SNCR脱硝技术具有以下优点 脱硝效率较高 可以获得与SCR工艺一样高的脱硝效率 85 以上 催化剂用量少 与SCR工艺相比 混合工艺催化剂用量大大减少 可降投资成本 反应塔体积小 空间适应性强 脱硝系统阻力较小 提高了SCNR阶段的脱硝效率 方便的使用尿素作为NH3还原剂 有利于达标排放的 分步到位 宇星科技烟气脱硝 第 54 页 共 60 页 典型业绩 典型业绩 浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 3 机组烟气脱硝改造工程浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 3 机组烟气脱硝改造工程 1 总则 本技术协议适用于浙江大唐乌沙山发电有限责任公司 3 号机组 1 600MW 采用选择性催 化还原法 SCR 脱硝装置 在设计煤种及校核煤种 锅炉最大工况 BMCR 处理 100 烟气量 条件下 脱硝效率不小于 80 催化剂层数按 2 1 设置 本技术协议包括脱硝系统以内所必需具备的工艺系统设计 设备和材料供货 运输及储存 制 造 土建建 构 筑物的设计 建设全过程的技术指导 安装督导 调试督导 调试 试验及检查 试运行 考核验收 消缺 培训和最终交付投产等 并能满足锅炉正常运行的需要 脱硝工程所涉 及的工作 不包括土建工作 安装工作 设备与材料供货 调试试验及验收 消缺 培训和最终交 付使用 均由卖方负责 本工程只对电厂现有氨站 乌沙山发电公司 4 炉已有氨站 进行增容设计 氨站增容所需的设备 材料及安装施工不在此工程范围内 表 1 1 煤质资料 项 目 单位 设计煤种 神府东胜煤 校核煤种 大同塔山煤 工业分析 收到基全水份 Mar 12 14 0 重量比 固有水份 Minh 8 49 2 01 干燥无灰基挥发份 Vdaf 可燃基 36 44 33 80 收到基灰份 Aar 13 11 76 收到基低位发热值 Qnet ar kJ kg22760 24190 收到基高位发热量 Qgr ar kJ kg 25330 收到基氢 Har 3 62 3 95 收到基碳 Car 60 33 63 09 收到基硫 Sar 0 41 0 45 收到基氮 Nar 0 70 0 82 收到基氧 Oar 9 94 3 95 可磨系数 HGI 56 51 灰熔点 变形温度 DT 1130 1500 软化温度 ST 1160 1500 流动温度 FT 1210 1500 半球温度 HT 1500 SiO2 36 71 48 69 Al2O3 13 99 35 47 Fe2O3 11 36 5 17 CaO 22 92 3 21 MgO 1 28 0 44 K2O 1 23 0 85 宇星科技烟气脱硝 第 55 页 共 60 页 项 目 单位 设计煤种 神府东胜煤 校核煤种 大同塔山煤 Na2O 0 73 0 34 Ti2O 0 72 SO3 9 30 2 29 MnO2 0 02 续表 1 1 乌沙山发电公司 2010 年主要掺配煤种化验数据 参数 单位 哥伦 比亚 大优 平朔 印尼 南非 澳洲 褐煤 煤的全硫 St ad 0 47 0 49 1 12 0 96 0 86 0 72 0 37 空气干基含量 Cad 69 16 64 5859 3163 0065 2763 96 46 08 空气干基含量 Had 4 06 3 66 3 78 4 46 3 53 3 77 2 97 空气干基含量 Nad 1 45 0 90 1 02 1 27 1 64 1 26 0 77 空气干基含量 Oad 13 06 11 159 69 14 528 78 9 41 13 13 全水分 Mt 15 1 煤的分析水分 Mad 4 98 5 54 1 76 7 11 2 72 3 88 23 26 灰分 Aad 6 82 13 6823 32 17 3217 06 13 32 空气干基挥发 份 Vad 37 36 25 8430 39 30 36 煤的固定碳 FCad 50 84 54 1248 67 32 68 低位发热量 Qnet ar MJ Kg 24 12 22 53 13 28 高位发热量 Qgr ad MJ Kg 28 22 25 83 17 89 变形温度 DT 10 3 1 19 1 25 1 06 软化温度 ST 10 3 1 22 1 28 1 18 半球温度 HT 10 3 1 25 1 30 1 21 流动温度 FT 10 3 1 28 1 37 1 25 可磨系数 HGI 49 72 44 宇星科技烟气脱硝 第 56 页 共 60 页 表 1 2 油质的特性数据表 项 目 单 位 平 均 粘度 E 1 2 1 67 含硫量 S 0 23 机械杂质 无 低位发热量 kJ kg 41031 41870 水份 痕迹 闭口闪点 65 凝固点 0 比重 Kg m 3 0 817 表 1 3 主要设备参数表 设备名称 参数名称 单 位 参 数 设备名称 参数名称 单 位 参 数 型式 超临界一次中间再热 燃煤直流锅炉 单炉膛 前 后墙对冲燃烧 尾部烟气挡 板调温 平衡通风 全钢架 悬吊结构 露天岛式布置 固态排渣 过热器蒸发量 BMCR t h 1890 过热器出口蒸汽压力 BMCR MPa g 25 4 过热器出口蒸汽温度 BMCR 571 省煤器出口烟气量 BMCR m 3 h 4496732 省煤器出口烟气温度 BMCR 362 锅炉排烟温度 BMCR 125 锅 炉 锅炉计算耗煤量 BMCR t h 239 7 数量 每台炉 台 2 型式 容克式 空 预 器 漏风率 一年内 6 数量 每台炉 2 型式 双室五电场 除尘效率 99 82 除 尘 器 引风机出口灰尘浓度 O2 6 干态 200mg Nm 3 型式及配置 2 台 静叶可调 风量 M 3 s 461 03 引风 机 加装脱 硝装置前 风压 Pa 4986 宇星科技烟气脱硝 第 57 页 共 60 页 设备名称 参数名称 单 位 参 数 设备名称 参数名称 单 位 参 数 电动机功率 kW 3100 高度 m 240 烟囱 两 炉一座 材质 钢筋混凝土结构 表 1 4 脱硝系统入口烟气参数 项 目 单位 数 据 湿基 省煤器出口烟气成分 过量空气系数为 1 19 CO2 Vol 14 59 O2 Vol 3 10 N2 Vol 73 29 SO2 Vol 0 04 H2O Vol 8 98 锅炉不同负荷时的省煤器出口烟气量和温度 项 目 BMCR THA 75 THA50 THA 30 BMCR 省煤器出口湿烟气量 设计 煤种 t h 2391