SCR脱硝工艺讲解...ppt

1、脱硝工艺介绍,潍坊科达环境工程有限公司 技术部,1.目前能源利用的现状 国民经济的持续发展，离不开能源的支持。无论过去、现在，还是将来的一段时间内，能源的主角都是煤炭。在一次能源总消费中，煤炭占76。煤产量的80是直接用于燃烧，其中发电厂用煤量大于总产量的30。 2.燃烧产生的NOx问题 煤炭作为能源在国民经济发展中做出了巨大的贡献，但同时在其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题，危及生态平衡与人类的生存。煤燃烧时排放的NOx是大气污染的元凶之一，该物质达到一定浓度就会对人体健康构成威胁和危害。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中落到地面。硝酸是酸雨的

2、重要原因之一，它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。严重破坏了生态环境，并且严重危害人体呼吸系统。,一、为什么要装设脱硝装置？,一般意义上的NOx包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，但对大气造成污染的主要是NO和NO2，我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。 在煤的燃烧过程中, NOx的生成量和排放量与燃烧方式,特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关,燃烧形成的NOx可分为燃料型、 热力型和快速型3种。其中快速型NOx生成量很少，可以忽略不计。 热力型NOx是指当炉膛温度在1350

3、以上时,空气中的氮气在高温下被氧化生成NOx,当温度足够高时,热力型NOx可达20%。过量空气系数和烟气停留时间对热力型NOx的生成有很大影响。 燃料型NOx指的是燃料中的有机氮化物在燃烧过程中生成的NOx,其生成量主要取决于空气燃料的混合比。燃料型NOx约占NOx总生成量的75%90%。过量空气系数越大, NOx的生成和转化率也越高。 对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。,二、NOx是怎样生成的？,1.两个步骤 控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类，一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量，即低NOx燃烧技术；二次措施是将已经生成的NOx通过

4、技术手段从烟气中脱除，即烟气脱硝技术。 2.一次措施 （1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧； （2）降低燃烧温度，防止产生局部高温区； （3）缩短烟气在高温区的停留时间。 3.二次措施 目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法3 类。,三、去除NOx的方法？,1.各种方法介绍 干法包括选择性非催化还原法( SNCR) 、选择性催化还原法(SCR) 、电子束联合脱硫脱硝法。半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等。 就目前而言，干法脱硝占主流地位。 其原因是：NOx 与SO2相比，缺乏化学活性，难以被水溶液吸收；NOx 经还原后成为无毒的N2和O2，脱硝

5、的副产品便于处理；NH3 对烟气中的NO 可选择性吸收，是良好的还原剂。湿法与干法相比，主要缺点是装置复杂且庞大；排水要处理，内衬材料腐蚀，副产品处理较难，电耗大（特别是臭氧法）。 2.此次采用的脱硝方法 我公司此次采用的脱硝方法是SCR干法脱硝，因此重点分析SCR脱硝的原理及其结构。,四、脱硝技术的分类,SCR既是英文-Selective Catalytic Reduction，意思为选择性催化还原法。其核心技术是用氨催化还原促使烟气中NOx大幅度净化的方法，以满足日趋严格的NOx排放标准。 SCR的原理是在特定催化剂作用下，用NH3、尿素或其他还原剂选择性地将NOx还原为N2和H2O,其脱

6、除率高，被认为是最好的烟气脱硝技术，但缺点是投资和操作费用较大。 1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统的示范工程，脱硝效果显著。迄今为止在欧美国家、中国已得到大范围的推广使用，其NOx的脱除率可达到80-90%。,五、SCR脱硝技术的原理,SCR技术是还原剂（NH3、尿素）在催化剂作用下，选择性的与NOx反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故称为“选择性”，这个化学反应对反应温度有一定要求，即在280420 范围内。其主要的反应公式如下： 4NH3+4NO+O24N2+6H2O 4NH3+2NO2+O26N2+6H2O 脱硝反应后的产物可以从上式中看出，具为N2

7、和水，可以自然排放，不存在像湿法处理的产物要进行专门的处理和存放。 反应原理如下图所示:,五、SCR脱硝技术的原理,SCR脱硝装置主要由氨气供应储存系统、稀释空气系统、烟道系统、 氨喷射系统、SCR反应器、催化剂、吹灰器等组成。其核心装置是反应器（催化剂即安装于反应器内部），有水平和垂直气流两种不同方式。在燃煤锅炉中，烟气的含尘量很高，一般采用垂直气流方式。,六、SCR脱硝技术的结构,脱硝处理的工艺流程如下： 液氨由槽车运送到液氨储罐，液氨储槽输出的液氨在蒸发器内蒸发为氨气，并将氨气加热到常温后，送到氨气缓冲罐备用。氨气缓冲罐的氨气经调压阀减压后，通过喷氨格栅的喷嘴喷入烟气中与烟气混合，再经静

8、态混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度且与氨气充分混合的烟气流经SCR反应器的催化层时，氨气与NOx发生催化氧化还原反应，将NOx还原为无害的N2和H2O。,六、SCR脱硝技术的结构,六、SCR脱硝技术的结构,六、SCR脱硝技术的结构,NH3与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂(如V2O5-TiO2)的反应器，NOx与NH3在其中发生还原反应，生成N2和H2O。反应器中的催化剂分上下多层(一般为2+13+1层)有序放置。,六、SCR脱硝技术的结构,SCR反应器的内部实物图,七、SCR脱硝设备部件介绍,1.SCR反应器 SCR反应器截面成矩形，壳体由起到加强作用的型钢和钢板组成，反

9、应器的载荷通过它的两侧承重墙均匀的分布，向下传递，利用反应器底部的弹性支座传递到SCR钢构架的支撑梁上。 SCR反应器外壁一侧在每一层催化剂处均设有检修门，用于将催化剂模块装入催化剂层或更换催化剂模块。每个催化剂层设有人孔，在机组停运时允许进入检查或检测催化剂模块。 烟气水平地进入反应器的顶部并且在转向后垂直向下通过反应器。为使进入的烟气更均匀的分布，作为反应器的一部分，格状整流器安装于进口和反应器本体之间。,七、SCR脱硝设备部件介绍,七、SCR脱硝设备部件介绍,反应器框架,七、SCR脱硝设备部件介绍,为了减少烟气中的含灰量，保证催化剂的活性，在省煤器烟道出口与SCR反应器烟道进口之间布置有

10、6个灰斗，灰斗上方的烟道采用扩容式设计。,七、SCR脱硝设备部件介绍,2.耙式吹灰器 SCR反应器每层催化剂上方装有耙式吹灰器，采用过热蒸汽吹灰，吹扫催化剂上的积灰。初装时不安装备用层吹灰器(最上层），但备用层在反应器本体上预留有该层吹灰器的安装接口，方便用户增加备用层催化剂时安装吹灰器。 反应器中每层催化剂装备三台耙式吹灰器。,七、SCR脱硝设备部件介绍,3.催化剂 催化剂是SCR技术的核心，其形状一般为板式或蜂窝式。 我公司脱硝装置的催化剂采用蜂窝式催化剂，主要成分为TiO2和V2O3，少量的WO3。 催化剂层按2+1层设计，即两层催化剂设计层加一层催化剂预留层。反应器第一次运行时只填装两

11、层催化剂，当运行至催化剂的活性降低到低于设计值时再填装预留层。 脱硝反应所需的催化剂按模块化进行设计和供货。在制造厂内将催化剂单体安装在金属框架内，每一个催化剂单体和催化剂模块都具有标识符号。,七、SCR脱硝设备部件介绍,3.1 催化剂模块主要技术数据,七、SCR脱硝设备部件介绍,3.2 处理催化剂注意事项,七、SCR脱硝设备部件介绍,3.3 催化剂存放的注意事项 催化剂模块应放在集装箱或木箱中储存，催化剂单体应平放。 催化剂模块的堆放层数不能超过三层，并且地面必须铺垫方木网格，用来支撑催化剂模块。 避免催化剂模块的机械损伤。 催化剂一般存放在干燥处。 3.4 催化剂的安装注意事项 建议从上到下安装，否则最下层催化剂用防水的油布或钢板来保护。催化剂安装完毕后，反应器、烟气通道和催化剂层必须保证清洁，以防催化剂污染和堵塞。 建议在调试实验前安装催化剂模块，安装后尽早初次运行反应器，也就是说，试运行前的时间越短越好。,八、氨气的危害,1.氨是敏感性气体，很低的浓度即可被察觉。通常510ppm即可闻到臭气。 2.即使很少量的氨，一进入眼睛，就会因刺激而流泪。一接触伤口，就会感到剧痛。 3.即使极稀薄的氨气，