电厂烟气脱硝技术培训讲稿1(昆明电厂).ppt

大型电站煤粉锅炉烟气脱硫脱硝技术培训讲座，长沙理工大学能源与电力工程学院，湖南省长沙市千心区赤岭路45号410076号电子邮件3360章_裕恩丰45 电话0731-2813365(办公室) 第四章SCR脱硝系统的构建，第五章SCR系统的调试和运行，第六章燃煤电厂脱硝技术和经济分析，第七章烟气脱硝项目实例，第一章(介绍)基础概论，第一节中国NOX污染和危险第二节燃煤电厂NOX排放和控制对策第三节低NOX燃烧技术第四节烟气脱硝技术，第一节大气中NOx主要以NO，NO2的形式存在。一氧化氮是无色无刺激性气味的不活泼气体，可以氧化成二氧化氮，二氧化氮是褐色的刺激性恶臭气体。N2O:个别分子的温室效应是CO2的200倍，参与臭氧层破坏的NO:大气中NO2的前体物质是光化学烟雾活性成分，NOx的来源是固氮细菌，雷等自然过程(5108t/a)人类活动(5107t/a)主要是车辆废气，5107t/a燃料燃烧以90%的95%为NO形式，其他主要是NO2，第一节我国NOx污染和有害，氮氧化物的来源，第一节中国NOx污染和有害，NOX的有害和排放，第一节中国NOX污染和有害，NOX有害和排放(a)光化学烟雾的形成，酸雨的形成，环境污染的诱发。二氧化氮是一种能破坏臭氧层的温室气体。第一节我国NOx的污染和危险，NOX的危害性和排放(2)，光化学反应使NO2分解为NO和O3，大气中臭氧对人体健康危害很大。光化学烟雾中对植物有害的成分主要是臭氧和氮氧化合物。臭氧浓度超过0.1ppm对植物有害。NO2浓度达到1ppm时，部分植物受到损害。氮氧化物能在大气的催化反应中形成硝酸。第一节我国NOx的污染和危险，浓度不同的NO2对人体健康的影响，第一节我国NOX的污染和危险，我国NOX污染排放现状中NOX排放总量的迅速增加抵消了SO2的控制效果，酸雨的恶化没有进行根本控制。NOX排放经济行业：排放总量超过90%的行业、电力和交通部门门，运输排放的NOX及其贡献率不断增加；超过70%的NOX排放来自煤燃烧、汽油、柴油等，汽车燃料消耗对NOX的贡献率逐年增加。NOX的80%以上发生在占国土面积45%的华东、中南、华北、东北地区，占国土面积55%的西南和西北，NOX排放的全国排放量不足1/5。NOX排放大成是河北、江苏、辽宁、山东、广东、河南等。第二节燃煤电厂的NOX排放及控制对策，火电厂发电煤又占全国煤燃烧的70%。2000年我国火电厂氮氧化物排放量约为500万t，根据目前的排放控制水平，到2020年将记录1000万t以上的氮氧化物排放量。环境污染落后，火力发电厂的NOx直接污染也越来越大，NOx污染问题也越来越突出，尽管加强了NOx管理，但对NOx的认识还需要进一步提高，因此治理NOx还很远。，第二节燃煤电厂的NOX排放和控制对策，1996年3月7日，第一个GB13223-1996 火电厂大气污染物排放标准规定NOX浓度排放限制值1997年1月1日为300MW以上单位，NOX排放浓度为标准650mg/m32000年9月1日至中华人民共和国大气污染法第三章30条企业必须对燃料燃烧过程中产生的NOX采取控制措施。根据2004年1月1日的GB13223-2003 火电厂大气污染物排放标准，NOX允许的排放浓度最高为450-650mg/m3。第二节燃煤电厂NOx的排放和控制对策，第三煤燃烧过程中NOx的形成机制，1，形成机制热NOx高温中N2和O2反应生成的NOx燃料NOx高速NO低温火焰中固定氮产生的NO，NOx形成机制，热NOX的形成引起了NO和NO2两个重要反应。上述反应的化学平衡由于温度和反应物的化学组成，温度升高，NO浓度急剧增加。热NOx的形成，室温条件下NO和NO2的生成很少，所有NO变化到NO2800K左右，NO和NO2的发生量仍然很小，NO2比传统的NO2燃烧温度(1500K)大很多，但NO2仍很小，形成热NOx，形成热NOx的动力学3354Zeldovich模型，NO2 积分是NO的形成分数与时间t的关系，热型NOx的形成，各种温度下NO的浓度-时间分布曲线，热型NOx的形成，各种温度下NO浓度的时间变化曲线(N2/O2=40: 1)，燃料型NOx被燃料中的氮化合物在燃烧时氧化。 燃料中氮的热解温度低于煤粉燃烧温度，因此在600-800 oc中生成燃料型，占煤粉燃烧NOx产物的60-80%。在燃料型NOx生成过程中，首先通过含氮有机化合物的热分解产生n，CN，HCN和其他中间产物组，然后氧化成NOx。煤的燃烧过程包括挥发性燃烧和焦炭燃烧两个阶段，因此燃料型的形成也是由气相氮的氧化(挥发)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)构成的。燃料中氮分解为挥发性n和焦炭n的示意图，燃料中的n通常结合原子状态和HC，c-n键的结合能小于n火焰中存在大量o，OH组，与上述产物反应，快速NOx的菲尼莫反应机理，NOx的形成，热解温度将燃料n转化为挥发性n比的影响，煤粉微粒将燃料n转化为挥发性n比的影响，过剩空气系数将燃料n转化为挥发性n比的影响，挥发n中最重要的氮化合物是HCN和NH3，HCSNH3氧化的主要反应途径是燃料NOx的转化率CR，转化率CR:燃烧过程中最终生成的NO浓度和燃料中氮都转化为NO时的浓度CR=最终生成的NO浓度【燃料都转化为NO浓度】试验研究表明，影响CR的主要因素是煤的特性和高炉的燃烧条件。燃料中氮含量对NOx转化率的影响、剩余气体系数=1.2、氮含量、煤燃料比对FC/V对NOx转化率的影响、剩余气体系数=1.2、过剩空气系数对NOx转化率的影响、NOx转化率与燃烧温度和过剩空气系数的关系，如上所述，NOx生成和破坏规律非常复杂。但是已经建立了数学模型，包括与NOx生成规则和破坏相关的数百种化学反应。日本风交替学校以实验研究为基础，推导了燃料型NOx的转化率CR和燃料中氮量n(干基)、挥发分含量v(干基)、过剩空气系数、燃烧时最高温度Tmax(oC)和燃烧时氧浓度RO2的实验表达式：Cr=4.0710-1 如果查看第4节中影响和减少NOX排放的主要措施生成规则，就会发现NO的生成和破坏与(a)煤中氮含量、挥发性含量、燃料费FC/V、v/v-n等有关。 (b)燃烧温度。(c)炉内反应区烟气气氛，即烟气中氧气、氮、NO和CHi的含量。(d)火焰的高温区域以及燃料和燃烧产物在炉子上的停留时间。(e)锅炉负荷效率的影响、其他燃煤设备生成的NOx的原始排放值，以及达到环境保护标准所需的NOx损耗率(例如，固体渣煤粉炉，如果NOx排放值为650mg/m3，则所需的NOx损耗率为36%)。主要技术措施1。燃烧前NOx的控制技术2。燃烧过程中NOx的控制技术(1)燃烧条件变更：包括低过剩空气燃烧法、空气等级燃烧法、燃料等级燃烧法、烟气再循环法。(2)炉内喷射脱硝：氨和尿素喷雾，水蒸气喷雾，二次燃料喷雾。3烟气脱硝：(1)干法脱硝。(烟气催化脱硝，电子束辐照烟气脱硝)(2)。湿法脱硝。第5节燃煤电厂的NOx控制技术，第5节燃煤电厂的NOx控制技术，低NOx燃烧技术：为减少排放而改变燃烧条件，控制燃烧关键参数的技术称为低燃烧技术。控制NOx形成的因素空气-燃料比燃烧区温度及其分布后燃烧区冷却程度燃烧器形状，第一代低NOx燃烧技术1。低超额空气燃烧(低氧燃烧)使燃烧过程尽可能接近理论风量。但是，如果在氧含量(浓度)1的条件下产生燃烧，则传送到主要区域的燃料称为主要燃料。剩下的15%-20%将从主燃烧器上部送往二次燃烧区，在一个条件下形成还原气氛。二次燃烧区也称为再燃区。第三代先进的低NOx燃烧技术，空气和燃料都按炉原理分级供应：低空气过剩系数操作技术分段燃烧技术1。炉内全空气分级低NOx直流燃烧器壁设置燃烧空气(OFA，燃烧风)喷嘴两级燃烧技术类似2。空气分级低NOx旋流燃烧器一级火焰区：丰富的燃烧，氮成分析出，但难以转换到二级火焰区：燃烧CO、HC等，第三代高级低NOx燃烧技术，3 .空气/燃料等级低NOx燃烧器空气和燃料均被分级到第一火焰区域下游，形成低氧还原区，恢复生成的NOx，第三代高级低NOx燃烧技术，第三代高级低NOx燃烧技术，第二、低NOx燃烧器及其特性，德国斯坦巴特勒公司Steinmuller 巴布科克-威尔科克斯公司XCL型低NOx燃烧器、德国巴韦萨DS型低NOx燃烧器、荷兰斯托克公司ht-NR型低NOx燃烧器、芬兰Fortum公司RI-JET型低NOx燃烧器、美国FosterWheeler公司CF/SF型低但总的来说，只排放50%左右。环境法的排放要求必须低于40%，因此要考虑燃烧后烟气脱硝技术。烟气脱硝技术、脱硝技术的难点烟气体积与NOx浓度相当低的总NOx包括使用催化剂促进还原反应的选择性催化脱硝方法(SCR)、电子束辐照和同时脱硫脱硝方法。，1 .选择性催化还原法(SCR)，1 .将选择性催化还原法(SCR)、SCR氨喷射催化反应器(SCR反应器)放入空气预热器前的高尘烟气中，锅炉，静电除尘器，但是，这里的温度在300到500oC之间，适用于大多数催化剂，但是寿命取决于以下因素，烟气飞灰中的Na，K，Ca，Si，As会产生催化中毒或污染：粉煤灰对催化反应器进行磨损，阻止催化反应器蜂窝。例如，当烟气温度升高时，CATA .如果不能烧结或再结晶，烟气温度降低，氨与二氧化硫一起生成硫酸铵，防止烟囱。高活性CATA将二氧化硫氧化成三氧化硫。SCR喷雾氨催化反应器位于空气预热器和静电除尘器之间、锅炉、静电除尘器、SCR反应器、空气预热器、NH3罐蒸发器、NH3、NH3空气、湿法烟气脱硫系统问题：核反应堆自FGD后的温度只有50-60度，需要加热。和SNCR一样，SCR也要注意控制氨的量。硫化物、硝化和粉尘集成控制工艺近年来，美国巴布科克威尔科克斯(BW)开发了使用结合脱硫、脱硝和除尘的高温袋式除尘器的SNRB技术。将钙基或钠基碱性吸收剂洒在烟气脱硫上，将高温催化剂洒在高温陶瓷纤维包上，然后喷在氨脱硝、高温脉冲喷雾袋除尘等上，、烟气入口、高温陶瓷纤维包、清洁烟气、SOx-NOx-roox-roon选择性非催化还原法(SNCR)，2 .作为还原剂，选择性非催化还原法(SNCR)元素或氨基化合物，与高反应温度化学反应一样，需要调节温度以避免潜在的氧化反应，选择性非催化脱硝(SNCR)炉壁多层氨喷嘴位