烟气脱硝系统和设备介绍课件

烟气脱硝系统和设备介绍11概述SCR系统组成SCR系统主要设备催化剂的选型CONTENTS

2概述CONTENTS2一.概述

ＮＯｘ的控制技术ＮＯｘ对环境的影响ＮＯｘ的形成机理3一.概述ＮＯｘ的控制技术3GeneralNOX对人类健康和环境的影响

低空臭氧的产生光化学烟雾的形成酸雨各种潜在的致癌物质NOX+Hydrocarbon+O2+Sunlight+

Others4GeneralNOX对人类健康和环境的影响低空臭氧的产生General环境中NOX来源5General环境中NOX来源5火电厂污染物排放标准(GB13223-2003)2004年以后的新项目（第三时段）必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间锅炉NOx最高容许排放浓度（燃煤）：

煤质NOx最高容许排放浓度（mg/NM3)

Vdaf>20%45010%≤Vdaf≤20%650Vdaf<10%1100General6火电厂污染物排放标准(GB13223-2003)2004年以A.热力型NOX主要反应

N2+O→NO+NN+O2→NO+ON+OH→NO+H相关因素

高温环境燃料与空气的充分混合无烟煤燃烧中，热力型NOx可到一半以上GeneralNOX形成机理7A.热力型NOXGeneralNOX形成机理7B.燃料型NOX

燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物相关因素与燃料和空气的混合程度密切相关与燃烧区域的温度关系不大烟煤燃烧中，约80％的NOx为燃料型GeneralNOX形成机理8B.燃料型NOX相关因素GeneralNOX形成机理C.快速型NOX在燃烧的早期生成形成过程氮和燃料中的碳氢化合物反应N2＋CH化合物＝＝》HCN化合物HCN化合物氧化生成NOHCN化合物＋O2＝＝》NO对于燃煤锅炉，快速型NOx所占份额一般低于5％。GeneralNOX形成机理9C.快速型NOXGeneralNOX形成机理9燃烧中NOx生成的控制烟气中NOx的脱除NOX的控制技术General10NOX的控制技术General10控制原理降低燃烧温度控制燃料和空气的混合速度与时机主要控制手段燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化煤粉浓缩技术OFA分级送风技术注意事项锅炉的燃烧效率煤粉的着火和稳燃燃烧中NOX生成的控制General11燃烧中NOX生成的控制General11A.选择性非催化还原法(SNCR)主要反应氨4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O尿素2NO+(NH2)2CO+1/2O2→2N2+2H2O+CO2反应温度: 760~1090C 最佳反应温度：870~1050C脱硝效率 对于城市固体垃圾炉转化效率在30~50%之间，大型电站锅炉的转化效率控制在20~40%之间。烟气中NOx脱除－－ＳＮＣＲ&SCRGeneral12A.选择性非催化还原法(SNCR)烟气中NOx脱除－－ＳGeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ13GeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ13SNCR的优点：投资费用低SNCR的缺点：脱硝效率较低对电站锅炉控制要求高，可靠性差氨的逃逸率较大

GeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ14GeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ14B.选择性催化还原法(SCR)主要反应

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O反应温度

230～450℃一般应用温度：320～400℃转化效率在70~90%之间。NOx脱除技术－－SCRGeneral15NOx脱除技术－－SCRGeneral15NOx脱除技术－ＳＣＲa)高尘ＳＣＲ系统－－首选

ｂ）低尘ＳＣＲ系统General16NOx脱除技术－ＳＣＲa)高尘ＳＣＲ系统－－首选

SCR布置图

SCR布置图

TypicalSCRSystem反应器/催化剂系统烟气/氨的混合系统氨的储备与供应系统烟道系统ＳＣＲ的控制系统二.SCR系统组成18TypicalSCRSystem二.SCR系统组成18TypicalSCRSystemＳＣＲ的系统构成无水氨储罐氨蒸发器烟气出口稀释空气氨喷射栅格SCR反应器空预器锅炉烟气省煤器NOX信号锅炉负荷信号FIC氨的流量分配19TypicalSCRSystemＳＣＲ的系统构成无水氨储TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备反应器/催化剂系统主要设备：反应器催化剂吹灰器20TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备烟气/氨的混合系统主要设备：稀释风机静态混合器、氨喷射格栅（AIG）空气/氨混合器21TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备氨的喷射栅格和静态混合器NH3喷射栅格ＡＩＧ静态混合器PhotocourtesyofSiemens’FlowModelTestsbrochure,1998.TypicalSCRSystem22氨的喷射栅格和静态混合器NH3喷射栅格ＡＩＧ静态混合器Ph

氨的流

量分配阀门站

ＭＶＳTypicalSCRSystem烟气/氨的混合23氨的流

量分配阀门站

ＭＶＳTypicalSCRSyTypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备氨的储备与供应系统卸料压缩机氨蒸发器（电/蒸汽）氨罐缓冲罐稀释槽24TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统氨的原料优点缺点无水氨反应剂纯度最高原料成本最低设备成本最低高危险性的原料运输和存储问题氨水(19%or29%)容易运输浓度低于20%时不划分为高危险性的原料比无水氨危险性需要更大的运输设备以及更频繁的运输需要更大的储存罐蒸发成本尿素安全的原料(化肥)干态或湿态容易运输工艺复杂成本昂贵存储的问题

反应剂原料25TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统氨的原氨的存储系统TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统26氨的存储系统TypicalSCRSystem氨的储备与供氨的蒸发器TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统27氨的蒸发器TypicalSCRSystem氨的储备与供应TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备烟道系统挡板（有旁路）膨胀节导流板烟道28TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备EconomizerAirHeaterExistingStructuralSteelFromAmmoniaStorageSystemEconomizerBypassDamperDamperSCRBypassAmmoniaInjectionSystemSealAirPipingSCRReactorCatalystLayerSootblowerFutureSootblowerFutureCatalystToPrecipitatorNewStructuralSteelDamperTypicalSCRSystem烟道系统要点省煤器旁路反应器旁路29EconomizerAirHeaterExistingFrTypicalSCRSystem烟道系统30TypicalSCRSystem烟道系统30TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备ＳＣＲ的控制系统DCS、PLC仪表、盘柜等31TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备TypicalSCRSystemSCR的控制系统一.控制系统方案控制系统纳入机组ＤＣＳ独立的控制系统二.主要受控系统吹灰系统氨的卸载、储存和供应系统烟气挡板调节系统脱硝主体控制系统32TypicalSCRSystemSCR的控制系统32脱硝的主要反应4NO+4NH3+O2

→

4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3

→7N2+12H2OTypicalSCRSystem四.催化剂33脱硝的主要反应4NO+4NH3+O2→4N2催化剂型式波纹板式蜂窝式板式TypicalSCRSystem催化剂型式波纹板式蜂窝式板式TypicalSCRSyst催化剂主要的供应商TypicalSCRSystem板式ArgillonBabcockHitachi(BHK)波纹板式HaldorTopsoeHitachiZosen(Hitz)蜂窝式CormetechArgillonCeramCCIC东方凯瑞特催化剂主要的供应商TypicalSCRSystem板式蜂TypicalSCRSystem板式和蜂窝式催化剂的比较形式优点缺点蜂窝式比表面积大抗热冲积能力强抗灰阻塞能力一般板式抗阻塞性好烟气阻力小结构强度高多层结构，表层活性材料易脱落36TypicalSCRSystem板式和蜂窝式催化剂的比较催化剂选型主要因素烟气中飞灰的含量烟气中飞灰颗粒尺寸反应器布置空间ＳＣＲ烟气阻力要求TypicalSCRSystem37催化剂选型主要因素TypicalSCRSystem37SCR催化剂设计中要考虑其它因素催化剂的寿命SO2到SO3的转化率使用NH3的烟气最低温度高温下催化剂的烧结As的毒化碱土金属（ＣａＯ）碱金属（Na，K）的毒化卤素（Ｃｌ）的毒化飞灰磨损TypicalSCRSystem38SCR催化剂设计中要考虑其它因素TypicalSCRSSCR催化剂安装TypicalSCRSystem39SCR催化剂安装TypicalSCRSystem39TypicalSCRSystemSCR催化剂安装40TypicalSCRSystemSCR催化剂安装40TypicalSCRSystemSCR催化剂安装41TypicalSCRSystemSCR催化剂安装41TypicalSCRSystemSCR催化剂安装42TypicalSCRSystemSCR催化剂安装42TypicalSCRSystemSCR催化剂的吹灰43TypicalSCRSystemSCR催化剂的吹灰43TypicalSCRSystemSCR催化剂的吹灰44TypicalSCRSystemSCR催化剂的吹灰44五.SCR装置的影响空预器45五.SCR装置的影响空预器45对空预器的影响烟气中部分SO2转化成SO3由于SO3的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加NH3+SO3+H2ONH4HSO4/(NH4)2SO4

NH4HSO4沉积温度150~200℃，粘度较大，加剧对空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加46对空预器的影响烟气中部分SO2转化成SO346采取的措施采用多介质吹灰器空气预热器由高中低温段改为高低温两段，取消中温段，避免空预器在NH4HSO4沉积温度区域分段。换热元件选用合适的板型在空预器冷段采用镀搪瓷元件严格控制漏氨率采用较低的SO2到SO3的转化率47采取的措施采用多介质吹灰器47484849495050515152525353结束语

谢谢！54结束语54烟气脱硝系统和设备介绍551概述SCR系统组成SCR系统主要设备催化剂的选型CONTENTS

56概述CONTENTS2一.概述

ＮＯｘ的控制技术ＮＯｘ对环境的影响ＮＯｘ的形成机理57一.概述ＮＯｘ的控制技术3GeneralNOX对人类健康和环境的影响

低空臭氧的产生光化学烟雾的形成酸雨各种潜在的致癌物质NOX+Hydrocarbon+O2+Sunlight+

Others58GeneralNOX对人类健康和环境的影响低空臭氧的产生General环境中NOX来源59General环境中NOX来源5火电厂污染物排放标准(GB13223-2003)2004年以后的新项目（第三时段）必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间锅炉NOx最高容许排放浓度（燃煤）：

煤质NOx最高容许排放浓度（mg/NM3)

Vdaf>20%45010%≤Vdaf≤20%650Vdaf<10%1100General60火电厂污染物排放标准(GB13223-2003)2004年以A.热力型NOX主要反应

N2+O→NO+NN+O2→NO+ON+OH→NO+H相关因素

高温环境燃料与空气的充分混合无烟煤燃烧中，热力型NOx可到一半以上GeneralNOX形成机理61A.热力型NOXGeneralNOX形成机理7B.燃料型NOX

燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物相关因素与燃料和空气的混合程度密切相关与燃烧区域的温度关系不大烟煤燃烧中，约80％的NOx为燃料型GeneralNOX形成机理62B.燃料型NOX相关因素GeneralNOX形成机理C.快速型NOX在燃烧的早期生成形成过程氮和燃料中的碳氢化合物反应N2＋CH化合物＝＝》HCN化合物HCN化合物氧化生成NOHCN化合物＋O2＝＝》NO对于燃煤锅炉，快速型NOx所占份额一般低于5％。GeneralNOX形成机理63C.快速型NOXGeneralNOX形成机理9燃烧中NOx生成的控制烟气中NOx的脱除NOX的控制技术General64NOX的控制技术General10控制原理降低燃烧温度控制燃料和空气的混合速度与时机主要控制手段燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化煤粉浓缩技术OFA分级送风技术注意事项锅炉的燃烧效率煤粉的着火和稳燃燃烧中NOX生成的控制General65燃烧中NOX生成的控制General11A.选择性非催化还原法(SNCR)主要反应氨4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O尿素2NO+(NH2)2CO+1/2O2→2N2+2H2O+CO2反应温度: 760~1090C 最佳反应温度：870~1050C脱硝效率 对于城市固体垃圾炉转化效率在30~50%之间，大型电站锅炉的转化效率控制在20~40%之间。烟气中NOx脱除－－ＳＮＣＲ&SCRGeneral66A.选择性非催化还原法(SNCR)烟气中NOx脱除－－ＳGeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ67GeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ13SNCR的优点：投资费用低SNCR的缺点：脱硝效率较低对电站锅炉控制要求高，可靠性差氨的逃逸率较大

GeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ68GeneralNOx脱除技术－ＳＮＣＲ14B.选择性催化还原法(SCR)主要反应

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O反应温度

230～450℃一般应用温度：320～400℃转化效率在70~90%之间。NOx脱除技术－－SCRGeneral69NOx脱除技术－－SCRGeneral15NOx脱除技术－ＳＣＲa)高尘ＳＣＲ系统－－首选

ｂ）低尘ＳＣＲ系统General70NOx脱除技术－ＳＣＲa)高尘ＳＣＲ系统－－首选

SCR布置图

SCR布置图

TypicalSCRSystem反应器/催化剂系统烟气/氨的混合系统氨的储备与供应系统烟道系统ＳＣＲ的控制系统二.SCR系统组成72TypicalSCRSystem二.SCR系统组成18TypicalSCRSystemＳＣＲ的系统构成无水氨储罐氨蒸发器烟气出口稀释空气氨喷射栅格SCR反应器空预器锅炉烟气省煤器NOX信号锅炉负荷信号FIC氨的流量分配73TypicalSCRSystemＳＣＲ的系统构成无水氨储TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备反应器/催化剂系统主要设备：反应器催化剂吹灰器74TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备烟气/氨的混合系统主要设备：稀释风机静态混合器、氨喷射格栅（AIG）空气/氨混合器75TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备氨的喷射栅格和静态混合器NH3喷射栅格ＡＩＧ静态混合器PhotocourtesyofSiemens’FlowModelTestsbrochure,1998.TypicalSCRSystem76氨的喷射栅格和静态混合器NH3喷射栅格ＡＩＧ静态混合器Ph

氨的流

量分配阀门站

ＭＶＳTypicalSCRSystem烟气/氨的混合77氨的流

量分配阀门站

ＭＶＳTypicalSCRSyTypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备氨的储备与供应系统卸料压缩机氨蒸发器（电/蒸汽）氨罐缓冲罐稀释槽78TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统氨的原料优点缺点无水氨反应剂纯度最高原料成本最低设备成本最低高危险性的原料运输和存储问题氨水(19%or29%)容易运输浓度低于20%时不划分为高危险性的原料比无水氨危险性需要更大的运输设备以及更频繁的运输需要更大的储存罐蒸发成本尿素安全的原料(化肥)干态或湿态容易运输工艺复杂成本昂贵存储的问题

反应剂原料79TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统氨的原氨的存储系统TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统80氨的存储系统TypicalSCRSystem氨的储备与供氨的蒸发器TypicalSCRSystem氨的储备与供应系统81氨的蒸发器TypicalSCRSystem氨的储备与供应TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备烟道系统挡板（有旁路）膨胀节导流板烟道82TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备EconomizerAirHeaterExistingStructuralSteelFromAmmoniaStorageSystemEconomizerBypassDamperDamperSCRBypassAmmoniaInjectionSystemSealAirPipingSCRReactorCatalystLayerSootblowerFutureSootblowerFutureCatalystToPrecipitatorNewStructuralSteelDamperTypicalSCRSystem烟道系统要点省煤器旁路反应器旁路83EconomizerAirHeaterExistingFrTypicalSCRSystem烟道系统84TypicalSCRSystem烟道系统30TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备ＳＣＲ的控制系统DCS、PLC仪表、盘柜等85TypicalSCRSystem

三.SCR系统主要设备TypicalSCRSystemSCR的控制系统一.控制系统方案控制系统纳入机组ＤＣＳ独立的控制系统二.主要受控系统吹灰系统氨的卸载、储存和供应系统烟气挡板调节系统脱硝主体控制系统86TypicalSCRSystemSCR的控制系统32脱硝的主要反应4NO+4NH3+O2

→

4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3

→7N2+12H2OTypicalSCRSystem四.催化剂87脱硝的主要反应4NO+4NH3+O2→4N2催化剂型式波纹板式蜂窝式板式TypicalSCRSystem催化剂型式波纹板式蜂窝式板式TypicalSCRSyst催化剂主要的供应商TypicalSCRSystem板式ArgillonBabcockHitachi(BHK)波纹板式HaldorTopsoeHitachiZosen(Hitz)蜂窝式CormetechArgillonCeramCCIC东方凯瑞特催化剂主要的供应商TypicalSCRSystem板式蜂TypicalSCRSystem板式和蜂窝式催化剂的比较形式优点缺点蜂窝式比表面积大抗热冲积能力强抗灰阻塞能力一