活性氨脱硝技术课件

山东大学

朱维群

2013.4活性氨脱硝技术暨在水泥窑炉脱硝中的应用目录脱硝技术简介活性氨脱硝技术活性氨在水泥窑炉脱硝中的应用结论1.脱硝技术简介

目前，在工业上应用的主要脱硝技术是：SCR和SNCR。SCR脱硝技术的核心是利用NH3在催化剂条件下，较低反应温度（300-400℃）与NOx发生氧化还原反应；SNCR脱硝技术是NH3在高温（800-1000℃）下与NOx发生氧化还原反应。NH3的制备包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料。SNCR脱硝主要是在炉膛顶部(850~1000℃)温度窗口喷入氨基还原剂，无需催化剂，利用还原剂释放出的NH3选择性地将烟气中的Nox发生还原反应成为无害的N2和水。

SNCR脱硝技术SNCR技术脱硝率中等，不需要催化剂，运行费用较低，建设周期短，适合中小型锅炉和各种窑炉脱硝的改造。

在SNCR工艺中存在如下问题：含量10-20%氨或尿素水溶液喷入反应区内会造成高温反应区内骤然大幅降温，而且反应区内各区域的温度不均匀，从而导致脱硝效率低下，目前一般的脱硝效率仅为30-50%，并且影响炉内燃烧效率。（华能莱芜电厂拆除了SNCR脱硝装置）。SNCR脱硝技术目前水泥厂脱硝一般采用外购氨水的SNCR脱硝技术，这存在着以下诸多缺点：氨水属于危险化学品，运输、储存都需要备案。一旦泄露造成危害，损失较大；工业氨水中的含氨量一般不大于20%，也就是80%的运输量是水，这样造成运输不便、储存受限，从而使购买成本增大；SNCR脱硝技术3.氨水在使用时不仅使炉温降低，而且耗能较大，每吨氨水加入窑炉时大约额外需要增加能耗90公斤标准煤（可以用水的蒸发潜热和热容量简易估算）；

参考：

段传和，夏怀祥，谷小兵燃煤电站SNCR脱硝系统喷射还原剂介质对锅炉效率的影响

电力科技与环保2012（1）2855-575.脱硝时氨水用量大，造成氨逃逸：氨水在分解炉高温下与NOx反应效率差，NH3/NOx的摩尔比一般在1.5:1。

质量分数为25%氨水溶液流量增加到最大931l/h，NOx浓度从1280mg/Nm3降低到200mg/Nm3以下，覆盖面积约占90%-95%，NSR为1.65。2.活性氨烟气脱硝技术针对SCR和SNCR技术的缺点，我们研究开发了高活性氨基还原剂（简称活性氨）烟气脱硝技术。2.1活性氨烟气脱硝原理一类高反应活性氨基还原剂(NR3)能够在反应温度450~800℃，无催化剂条件下与NOx发生氧化还原反应，从而达到脱硝的目的。我们称之为活性氨烟气脱硝技术。其技术的主要特点是：NR3与Nox反应比NH3具有高的反应活性。n(还原剂/NOx)1.2~1.5:10.6~1:1生产条件生产条件严格生产易于控制脱硝成本2~8元/吨熟料2~6元/吨熟料建设施工工期较长短，不影响生产能耗能耗大，氨水的蒸发热即为90kg标准煤/吨小还原剂运输、储存氨属于化学危险品，储存、运输法规严格还原剂为固体，运输和储存方便对炉温的影响对炉温有影响，煤耗增加对炉温无影响占地空间较大较小建设施工工期较长短，不影响生产总之，活性氨脱硝技术以高反应活性的固体氨基还原剂（NR3）为原料，在450-800℃范围内，迅速（1-2s）与NOx发生还原反应而达到脱硝目的。

它具有运输、储存方便，耗能少，NH3/NOx摩尔比一般小于1:1，氨逃逸少等诸多优点。活性氨脱硝技术工艺流程序号时间加料位置温度（℃）加料量（kg/h）稳定反应期间NOX浓度最小值（mg/m3）稳定反应期间NOX浓度最大值（mg/m3）检测加料后NOX浓度均值（mg/m3）检测未加料NOX浓度均值（mg/m3）检测NOX脱硝效率(%)110:32-10:593级预热器下锥体清料孔64533332544538570545.428:58-10:224级预热器下锥体清料孔810276.916335025773565313:50-14:234级预热器下锥体清料孔81049015324820045355.8414:23-14:314级预热器下锥体清料孔81022529434632056543.4514:46-15:453级预热器下料管翻板阀下64032922135228659952.2615:45-16:403级预热器下料管翻板阀下64040112625819278475.5活性氨在水泥窑炉脱硝中的应用4、通过试验结果计算活性氨的反应率得出：进料量为300kg/h时，反应率为70%，对应的脱硝率在60-65%；进料量为500kg/h时，反应率为39%，对应的脱硝率为56%左右。说明在这种反应率较低的情况下，达到了较好的脱硝率，随着工艺过程的优化，脱硝率会有较大的提升。5、在低的NOX含量工况条件下，依然具有较好的脱硝率，表明活性氨脱硝剂也适合于低浓度NOX的脱除。

结论

活性氨烟气脱硝技术具有重大的理论突破和应用技术突破，它具有以下优势：（1）

活性氨脱硝技术是利用活性氨基还原剂(NR3)在中等反应温度、无需催化剂条件下与NOx发生反应而达到脱硝目的，具有重大的理论突破。（4）活性氨烟气脱硝技术具有设备投资少、脱硝效率高、运行成本低和适用范围广的特点，