日立中国-火电厂脱硝综合解决方案-选择性催化还原(SCR)

1、HITACHI En viro nmental Con trol Solutio ns日立的环境综合解决方案Selective Catalytic NOx Reduction （SCR） -选择性催化还原（SCR）HITACHIInspire the NtxtBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NrxtBabcock -Hitachi K.K.HITACHIInspire the NrxtBabcock -Hitachi K.K.Babcock-Hitachi在世界脱硝领域的定位逢世界上SCR系统和催化剂的开拓者-于1960年依靠自身技术开发了 TiO

2、2催化剂，并于1970年开始 投入商业化运作。磚催化剂生产能力：10,000 m3/年-拥有世界上最大的催化剂生产车间-产品遍布世界各地（日本、欧洲、美国、中国和韩国）-总产量：自1970年已经超过580套装置为电站锅炉提供的催化剂用量居世界首位-催化剂累计应用机组容量:140,500MW-其中，燃煤电站机组累计容量:81,500MWHITACHIInspire the NrxtBabcock -Hitachi K.K.HITACHIInspire the NrxtBabcock -Hitachi K.K.HITACHIInspire the NrxtBabcock -Hitachi K.K.

3、II中国大陆首家采用SCR的燃煤电厂Hua Ya ng Houshi Power Pla nt CP-1 Power Statio n Unit 1-6 华阳后石电厂CP-1 , 1-6号机组PROCESS: BHK工艺：BHKCATALYST: BHK催化剂：BHKHITACHIInspire the NextBabcock -Hitachi K.K.浙江国华浙能 宁海发电厂4号机组 脱硝装置合同签字仪式HITACHIInspire the NextBabcock -Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock -Hitachi K.K.HITACHI

4、Inspire the NextBabcock -Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock -Hitachi K.K.浙江国華寧海発電所4号機脱硝装置签字仪式新闻HITACHIInspire the NextBabcock -Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock -Hitachi K.K.首台60万千瓦火电机组脱硝环保示范工程启动发布日期：2005-4-29来源：光明日报浙江国华宁海电厂新建4号机组烟气脱硝工程合同今天在杭州签字。 这标志着此项60万千瓦大型火电机组脱硝环保工程全面启动。脱硝氮氧化物在我

5、国还属于新型环保技术，是今后我国火电厂环保必须直面的重要课题。氮氧 化物是酸雨的主要成分，在火电厂普遍对锅炉尾部烟气进行脱硫处理之后，氮氧化物对环境的影响便 日益突显。目前，国内烟气脱硝技术尚处于起步阶段，宁海电厂通过引进日立巴布科克的脱硝技术，将有力地促进脱硝技术的国产化进程。该项工程实施后 ，宁海电厂氮氧化物的排放浓度将远低于欧盟氮 氧化物200mg/Nm的排放标准。浙江国华宁海电厂由北京国华电力有限责任公司控股建设，一期规划为四台60万千瓦机组，总投资99.86亿元。投资方以建设绿色环保电站为目标，积极采用封闭式煤罐存储、高效除尘、烟气脱硫、 低氮燃烧、废水处理和生态边坡等一系列先进环保

6、技术，其环保投入达工程总投资的20%虽然国家目前没有强制性要求火电厂必须安装脱硝装置，而且脱硝系统的投资巨大，投产后又增加运行成本，但 北京国华电力有限责任公司坚持走企业可持续发展与社会协调相结合的道路，决定在经济较为发达、环保要求较高的地区实施烟气脱硝工程。该工程实施后，国华宁海电厂每年可减少排放氮氧化物3000余吨，将极大地降低电厂对周边环境的影响。HITACHIInspire the NextBabcock -Hitachi K.K.Design Data for Ninghai SCR3.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.3.HITA

7、CHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.ItemDesig n dataGas flow rate1,924,795 m3N/hTemp.365 CIn let/outlet Nox252/50 ppmDeNOx Eff.> 80%Slip NH3< 3ppmSO2/SO3 conv ersi on rate< 1%Pleasure loss< 800PaCatalystPlate typeHITACHIInspire the NextBOILERNOx ANALYRm> li > >*- * q-EP ： DeS

8、OxL .» BI>CATALYST二 JY e i1I "FDFSCR REACTOREVAPORATORMIXERACCUMULATORBOILER ：囱 LOAD 丨SIGNAL :STACK1.2.Technical ConsiderationLimited SCR pressure loss ? Adopt plate type catalystNarrow space? Adopt most reliable arrangement by BHK experienceHigh CaO in coal ash? Adopt high activity cat

9、alyst and sonic horn soot blower5=*NH 3STORAGETANKBabcock-Hitachi K.K.SCR reactor(12x10x11mH) x 2 reactorch.f口o口 °I-JF- Li . i l fl3.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.Time Schedule (Expected)1st2nd3rd -4thDLMDLMDLM;DLM11/30:Delivery ofBasic desig n11-NH3 system-Steel structure8/1 Deliv

10、ery ofDetail design -Ductcatalyst& procurementErecti on by06/9DLM: Design Liaison Meeting20052006Commissio ning 0rHITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.BHKBHK脱硝工艺和催化剂的研发历程研发（工艺和催化剂）研发（反应器，氨气系统及其结构） 研发（气流分布）燃气轮机和联合循环A A A吐 AA低灰尘 n 匚高灰尘在欧洲在美国为湿底锅炉rHITACHIInspire the Next :试验阶段:商业应用阶段747576777

11、879808182838485868788899091929394950563； 73HI1ACHIInspire the NextBabeoek-Hitaehi K.K.HI1ACHIInspire the NextBabeoek-Hitaehi K.K.BHK sExperienee for SCRSOURCEFUELSTATUS OF PLANTBOILERGASHEAVY OIL 44KEROSENE 2PETRO.COKESCOALCOMBINED CYCLEGASKEROSENE 1OIL 3GAS TURBINELNGFLUIDIZEDBED BOILERCOALWOOD CHI

12、P 4DIESELOILMUNICIPAL WASTE INCINERATORCHEMICAL PLANT & OTHERSHI1ACHIInspire the NextBabeoek-Hitaehi K.K.HI1ACHIInspire the NextBabeoek-Hitaehi K.K.Total : 574 PlantsHI1ACHIInspire the NextBabeoek-Hitaehi K.K.各地区脱硝市场所占分额HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hi

13、tachi K.K.14%E 15% BHK 16%C 22%其他10%B 23%欧洲:55 GWC6 5%未定6%C5 5%美国:102GWC2 10%BHK37%C1 16%其他4%23%A 41%HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.BHK 32%中国大陸：11.5 GW .HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.BHK 91%F 3%D 3%E 4%C 8%G 9%中国台湾:13 GWH 1%其他4%14%B

14、HK 30%A 24%Japan: 98.8 GW2002年4月(韩国:2004;中国:2005)HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.rHnacHiInspire the NextTotal： 278 GWBabcock-Hitachi K.K.Swede nFi nlandABB/FLAKTKVAERNERPULPING OY(*2)Republic of KoreaHYUNDAI HEAVY IND.UKMBEL(*1)Germa nyUHDE(*2)Sieme ns(*2)Taiwa nCHENG CHEN MACHINERYU.S.A.

15、B&W(*2)ItalyABB SAESadelmi SpA( *2)(火 1): Term in ated (火 2): ExpiredNo.CountryLice nsee1Germa nyUHDE2ItalyABB SAE Sadelmi SpA3Fi nland(*)kvaer恨泱卩丿四oy *4Swede nABB/FLAK5U.S.A.B&W6R.O.K.HYUNDAI HEAVY IND. Co., Ltd)7Taiwa nCHENG CHEN MAC.(火)：Former TAMPELLA POWER INC.ABBabcock -Hitachi SCR 许可证

16、推广范围HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.世界催化剂业绩排行前三位厂家的比较二业绩总数 电站锅炉 燃汽轮机其他HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.表中统计数据摘自各公司2005.12月资料rHITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.脱硝工艺流程HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the

17、NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.喷射格栅(AIG )(CATALYST )SCR反应原理4N0 + 4NH 3 + 02? 4N2 + 6H 2O6NO2 + 8NH3? 7N2 + 12H2O催化剂HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.# NOxGAS NOx一 N2一 n2亠H2O-h2o-h2orHITACHIInspire the NextCLEANGASBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the Nex

18、tBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.SCR流程图HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.BHK的SCR反应器以及平板式催化剂的优势ir-nri'防止积灰，防止催化剂 腐蚀通过均流板使烟气分布均 匀Future cataiyst十一一、了足够的空间以保持烟 ' 气流动均匀省掉

19、SCR的 吹灰器catalyst板式催化剂能有效防止 积灰和催化剂腐蚀对现存锅炉改 造容易催化剂叠放，减小 反应器高度*压力损失低，高的LV 计减少反应器的横截面积L反应器结 构紧凑HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.Flow model testi ng shows an adva ntage of our reactor hood desig nto achievethe uniform gas flow to the catalyst.流体模型试验结果表明：设计一个优化的反应器顶部烟道可以使烟气均匀的流 过催化剂层.UNIFORM GAS

20、 FLOW DESIGN 均匀气流 设计HITACHIInspire the NextT0m mb'TT：bJ.1hLJuLI jl . Lj 1 LJU«-/L-U_-1典型喷射格栅布置根据进口 NOX勺分布情况可以对 氨水平和竖直喷射量进行调整HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.端部阀门调节后CV=8%j Center of boiler=EAItj Center of boiler通过注氨量的局部微调 达到NH3/NO的均匀分布NH3/NO分布不均匀状况的调节端部阀门调节前CV=44%恶劣的流速分布将导致NH3/NOx的

21、严重不均匀HITACHIInspire the NextrHITACHIInspire the Next氨设备Babcock -Hitachi K.K.inspire the NextBabcock-Hitachi K.K.inspire the NextBabcock-Hitachi K.K.还原剂的种类Item项目Anhydrous NH3 液氨Aqueous NH3 氨水Urea尿素Reagent cost 还原剂成本Cheap (100%) 便宜(100%)Expensive(150%)贵(150%)Expensive (150%) 贵(150%)Transportation cost

22、 运输成本Cheap便宜Expensive贵Cheap便宜Safety安全性Toxic有毒Harmful有害Harmless无害Storage condition贮存条件High pressure 高压贮存Atmosphere大气压Atmosphere, dry (Heating, dry air)大气压条件汗燥(加热，防潮)Storage method 贮存方法Liquid (Tank)液体(容器贮存)Liquid (Tank)液体(容器贮存)Particle(Silo)晶粒(仓库贮存)Initial cost 原始成本Cheap便宜Expensive贵Expensive (Hydrolyt

23、ic furnace)贵(水解罐)Operation cost 运行成本CheapNeed calorie to evaporate liquid NH3 便宜需要热量使液氨蒸发ExpensiveNeed high calorie to evaporate/ istillation of water and NH3 贵,需要高 热量蒸发氨和水ExpensiveNeed high calorie to hydrolyze urea and vaporize NH3贵,需要高热量水解尿素和蒸 发氨Safety equipment设备安全性Need by law需要许可Need需要Basically

24、 no need基本上不需要inspire the NextBabcock-Hitachi K.K.催化剂S C糜统性能保证的关键Babcock-Hitachi K.K.BHK平板式催化剂外形催化剂模块催化剂元件(厚度:大约1mm)催化剂单元尺寸:大致 500x500x500(mm)Babcock-Hitachi K.K.催化剂S C糜统性能保证的关键Babcock-Hitachi K.K.BHK平板式催化剂外形催化剂模块催化剂元件(厚度:大约1mm)催化剂单元尺寸:大致 500x500x500(mm)Babcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBab

25、cock-Hitachi K.K.Experience List of Low SO2 Conversion CatalystNo.Pla nt NameCapacity(MW)DeNOx Eff.(%)SO2 con vers ion(%)Temp.(degree C)Note1Petersburg 2463900.5394New2Petersburg 3563900.5394New3Musk in gumriver600900.5360New4Gavi n 11,300900.38371Replaceme nt5Lambt on 4510821.0382Additi on6Spri nge

26、rville 3400602.0404NewBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextPerformance Test Results ofLow SO2 Conversion Catalyst (Plant A)ParameterUnitsGuara nteesPerforma nee Test ResultsUnit AUnit BDeNOx eff.%> 909090Slip NH 3ppmvd 3% O 2< 2<< 2<< 2SO2 to SO 3 Conv ersi on Rate%< 0.5&l

27、t; 0.3< 0.3Performance Test Results ofLow SO2 Conversion Catalyst (Plant B)ParameterUnitsGuara nteesPerforma nee Test ResultsDeNOx eff.%> 90>>90Slip NH 3ppmvd 3% O 2< 2<1SO2 to SO 3 Conv ersi on Rate%< 0.36< 0.10Babcock-Hitachi KK常规锅炉HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K

28、.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.燃煤（高飞灰系统）燃煤（低飞灰系统）燃气生物燃料流化床锅炉飞工业应用燃媒天然气，轻油巴布科克-日立SCI系 统华单循环燃气轮机发动机 燃气涡轮+锅液化天然气液化天然气BOILER锅炉 FURNACE 熔炉 COKES OVEN ACID PICKLED IN STEELPRODUCTION LINE 生产线 SINTER PLANT (燃烧层) MUNICIPAL WASTE INCINERATOR垃圾焚化炉柴油机重油HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HI

29、TACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.平板型和蜂窝型催化剂对比平板型蜂窝型备注活性TiO2抗飞灰腐蚀性板型有中心金属板堵塞可能性蜂窝型角部易积灰压降 1板式压降低操作性简单催化剂初次装填量蜂窝型比表面积大长时间运转可靠性平板型寿命长可叠放O :优秀的 ：良好的: 一般的Babcock -Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextAnd the catalyst replacement with PLATE type is the best solution.更换成平板型催化剂是最好的解决方案HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.PHOTO OF CATAL YST LAYER OF USA SCR美国SCR催化剂层图片operated for 2 seasons.已运行 2个季度。HITACHIInspire the NextBabcock-Hitachi K.K.HITACHIInspire the NextBabcock