脱硝技术介绍(SCR)

1、1,烟气脱硝系统和设备介绍,2,概述 SCR系统组成 SCR系统主要设备 催化剂的选型,CONTENTS,3,一. 概述,的控制技术 对环境的影响 的形成机理,4,General,NOX 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 + Others,5,General,环境中NOX 来源,6,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) V

2、daf20% 450 10%Vdaf20% 650 Vdaf10% 1100,General,7,A. 热力型 NOX 主要反应 N2+ONO+N N+O2NO+O N+OHNO+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,General,NOX 形成机理,8,B. 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,General,NOX 形成机理,9,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 N

3、2CH化合物HCN化合物 HCN化合物氧化生成NO HCN化合物O2NO 对于燃煤锅炉，快速型NOx所占份额一般低于5。,General,NOX 形成机理,10,燃烧中NOx生成的控制 烟气中NOx的脱除,NOX 的控制 技术,General,11,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,General,12,A. 选择性非催化还原法 (SNCR) 主要反应 氨 4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O

4、尿素 2NO + (NH2)2CO + 1/2O2 2N2 + 2H2O + CO2 反应温度: 760 1090C 最佳反应温度：8701050C 脱硝效率 对于城市固体垃圾炉转化效率在3050%之间，大型电站锅炉的转化效率控制在2040%之间。,烟气中NOx脱除 & SCR,General,13,General,NOx脱除技术,14,SNCR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,General,NOx脱除技术,15,B. 选择性催化还原法 (SCR) 主要反应 4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O 2NO2 +

5、4NH3 + O2 3N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O 反应温度 230450 一般应用温度：320400 转化效率在7090%之间。,NOx脱除技术SCR,General,16,NOx脱除技术,a) 高尘系统首选 ）低尘系统,General,SCR 布置图,18,Typical SCR System,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 的控制系统,二. SCR系统组成,19,Typical SCR System,的系统构成,20,Typical SCR System 三.SCR系统主要设备,反应器/催化剂系统 主要设备：反应

6、器 催化剂 吹灰器,21,Typical SCR System 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,22,氨的喷射栅格和静态混合器,NH3 喷射栅格,静态混合器,Photo courtesy of Siemens Flow Model Tests brochure, 1998.,Typical SCR System,23,氨的流 量分配阀门站 ,Typical SCR System,烟气/氨的混合,24,Typical SCR System 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

7、） 氨罐 缓冲罐 稀释槽,25,Typical SCR System,氨的储备与供应系统,反应剂原料,26,氨的存储系统,Typical SCR System,氨的储备与供应系统,27,氨的蒸发器,Typical SCR System,氨的储备与供应系统,28,Typical SCR System 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,29,Typical SCR System,烟道系统,要点 省煤器旁路 反应器旁路,30,Typical SCR System,烟道系统,31,Typical SCR System 三.SCR系统主要设备,的控制系统 DCS、P

8、LC 仪表、盘柜等,32,Typical SCR System,SCR的控制系统,一. 控制系统方案 控制系统纳入机组 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,33,脱硝的主要反应,4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 3N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O,Typical SCR System,四 .催化剂,催化剂型式,波纹板式,蜂窝式,板式,Typical SCR System,催化剂主要的供应商,Typical SCR System,板式 A

9、rgillon Babcock Hitachi (BHK) 波纹板式 Haldor Topsoe Hitachi Zosen (Hitz),蜂窝式 Cormetech Argillon Ceram CCIC 东方凯瑞特,36,Typical SCR System,板式和蜂窝式催化剂的比较,37,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 烟气阻力要求,Typical SCR System,38,SCR 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（） 碱金属（Na，K）

10、的毒化 卤素（）的毒化 飞灰磨损,Typical SCR System,39,SCR 催化剂安装,Typical SCR System,40,Typical SCR System,SCR 催化剂安装,41,Typical SCR System,SCR 催化剂安装,42,Typical SCR System,SCR 催化剂安装,43,Typical SCR System,SCR 催化剂的吹灰,44,Typical SCR System,SCR 催化剂的吹灰,45,五. SCR装置的影响,空预器,46,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150200，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