脱硝技术介绍SCR.pptx

1 1烟气脱硝系统和设备烟气脱硝系统和设备介绍介绍2 2l概述概述lSCRSCR系统组成系统组成lSCRSCR系统主要设备系统主要设备l催化剂的选型催化剂的选型CONTENTSCONTENTS 3 3一.概述 l的控制技术的控制技术l对环境的影响对环境的影响l的形成机理的形成机理4 4GeneralNOX 对人类健康和环境的影响 l低空臭氧的产生低空臭氧的产生l光化学烟雾的形成光化学烟雾的形成l酸雨酸雨l各种潜在的致癌物质各种潜在的致癌物质NONONONOX X X X+Hydrocarbon+O+Hydrocarbon+O+Hydrocarbon+O+Hydrocarbon+O2 2 2 2Sunlight +Sunlight +Sunlight +Sunlight+OthersOthersOthersOthers5 5General环境中NOX 来源6 6火电厂污染物排放标准(GB13223-2003)(GB13223-2003)n n2004年以后的新项目（第三时段）n n必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间n n锅炉NOx最高容许排放浓度（燃煤）：n n 煤质煤质 NOxNOx最高容许排放浓度（最高容许排放浓度（mg/NMmg/NM3 3)n n n n Vdaf20%450 Vdaf20%450n n 10%10%Vdaf20%650Vdaf20%650n n Vdaf101100 Vdaf10%1100General7 7A.A.热力型热力型 NONOX X l主要反应主要反应n NN2 2+O+ONO+NNO+Nn N+O N+O2 2NO+ONO+On N+OHNO+H N+OHNO+Hl相关因素相关因素n 高温环境高温环境n 燃料与空气的充分混合燃料与空气的充分混合l无烟煤燃烧中，热力型无烟煤燃烧中，热力型NOxNOx可到一半以上可到一半以上GeneralNOX 形成机理 8 8B.燃料型 NOX l l燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生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成的氮氧化物l l相关因素相关因素n n与燃料和空气的混合程度密切相关与燃料和空气的混合程度密切相关n n与燃烧区域的温度关系不大与燃烧区域的温度关系不大n n烟煤燃烧中，约烟煤燃烧中，约8080的的NOxNOx为燃料型为燃料型GeneralNOX 形成机理 9 9C.快速型 NOX l l在燃烧的早期生成在燃烧的早期生成l l形成过程形成过程n n氮和燃料中的碳氢化合物反应氮和燃料中的碳氢化合物反应 N2N2CHCH化合物化合物HCNHCN化合物化合物n nHCNHCN化合物氧化生成化合物氧化生成NONO HCN HCN化合物化合物O2O2NONOl l对于燃煤锅炉，快速型对于燃煤锅炉，快速型NOxNOx所占份额一般低于所占份额一般低于5 5。GeneralNOX 形成机理 1010燃烧中NOx生成的控制 烟气中NOx的脱除NOX 的控制 技术General1111控制原理控制原理 n降低燃烧温度降低燃烧温度n控制燃料和空气的混合速度与时机控制燃料和空气的混合速度与时机主要控制手段主要控制手段n燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化n煤粉浓缩技术煤粉浓缩技术nOFAOFA分级送风技术分级送风技术注意事项注意事项n锅炉的燃烧效率锅炉的燃烧效率n煤粉的着火和稳燃煤粉的着火和稳燃燃烧中NOX 生成的控制 General1212A.A.选择性非催化还原法选择性非催化还原法 (SNCR)(SNCR)l l主要反应主要反应氨氨 4N4NOO+4NH+4NH3 3+O+O2 2 4N4N2 2+6H+6H2 2OO尿素尿素 2N2NOO+(NH+(NH2 2)2 2CO+CO+1/1/2O2O2 2 2N 2N2 2+2H+2H2 2OO+COCO2 2l l反应温度反应温度:760 1090C760 1090C最佳反应温度：最佳反应温度：8701050C8701050Cl l脱硝效率脱硝效率对于城市固体垃圾炉转化效率在对于城市固体垃圾炉转化效率在3050%3050%之间，大型之间，大型电站锅炉的转化效率控制在电站锅炉的转化效率控制在2040%2040%之间。之间。烟气中NOx脱除&SCRGeneral1313GeneralNOx脱除技术1414lSNCR的优点：投资费用低lSNCR的缺点：l l脱硝效率较低脱硝效率较低l l对电站锅炉控制要求高，可靠性差对电站锅炉控制要求高，可靠性差l l氨的逃逸率较大氨的逃逸率较大 GeneralNOx脱除技术1515B.选择性催化还原法(SCR)n主要反应主要反应4N4NOO+4NH+4NH3 3+O+O2 2 4N 4N2 2+6H+6H2 2OO2N2NOO2+4NH2+4NH3 3+O+O2 2 3N 3N2 2+6H+6H2 2OO 6NO2+8NH3 6NO2+8NH3 7N2+12H2O 7N2+12H2Ol l反应温度反应温度 230230450 450 一般应用温度：一般应用温度：320320400 400 l l转化效率在转化效率在7090%7090%之间。之间。NOx脱除技术SCRGeneral1616NOx脱除技术a)a)高尘系统首选高尘系统首选）低尘系统）低尘系统GeneralSCR 布置图1818Typical SCR Systemn n反应器/催化剂系统n n烟气/氨的混合系统n n氨的储备与供应系统n n烟道系统n n的控制系统二.SCR系统组成1919Typical SCR System的系统构成无水氨储罐无水氨储罐氨蒸发器氨蒸发器烟气出口烟气出口稀释空气稀释空气氨喷射栅格氨喷射栅格SCRSCR反应器反应器空预器空预器锅炉锅炉烟气烟气省煤器省煤器NONOX X信号信号锅炉负荷信号锅炉负荷信号FICFIC氨的流量分配氨的流量分配2020Typical SCR System三.SCR系统主要设备n n反应器/催化剂系统主要设备：反应器 催化剂 吹灰器2121Typical SCR System三.SCR系统主要设备n n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2222氨的喷射栅格和静态混合器n nNHNH3 3 喷射栅格喷射栅格n n静态混合器静态混合器Photo courtesy of Siemens Flow Model Tests brochure,1998.Typical SCR System2323氨的流量分配阀门站Typical SCR System烟气/氨的混合2424Typical SCR System三.SCR系统主要设备n n氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统卸料压缩机卸料压缩机氨蒸发器（电氨蒸发器（电/蒸汽）蒸汽）氨罐氨罐缓冲罐缓冲罐稀释槽稀释槽2525Typical SCR System氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统氨的原料氨的原料优点优点缺点缺点无水氨无水氨n n反应剂纯度最高反应剂纯度最高n n原料成本最低原料成本最低n n设备成本最低设备成本最低n n高危险性的原料高危险性的原料n n运输和存储问题运输和存储问题氨水氨水 (19%or 29%)(19%or 29%)n n容易运输容易运输n n浓度低于浓度低于20%20%时不时不划分为高危险性的原划分为高危险性的原料料n n比无水氨危险性比无水氨危险性n n需要更大的运输设备需要更大的运输设备以及更频繁的运输以及更频繁的运输n n需要更大的储存罐需要更大的储存罐n n蒸发成本蒸发成本尿素尿素n n安全的原料安全的原料 (化肥化肥)n n干态或湿态干态或湿态n n容易运输容易运输n n工艺复杂工艺复杂n n成本昂贵成本昂贵 n n存储的问题存储的问题反应剂原料反应剂原料2626氨的存储系统Typical SCR System氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统2727氨的蒸发器Typical SCR System氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统2828Typical SCR System三.SCR系统主要设备n n烟道系统挡板（有旁路）膨胀节导流板烟道2929EconomizerEconomizerAir HeaterAir HeaterExistingExistingStructural SteelStructural SteelFrom AmmoniaFrom AmmoniaStorage SystemStorage SystemEconomizerEconomizerBypassBypassDamperDamperDamperDamperSCRSCRBypassBypassAmmoniaAmmoniaInjection SystemInjection SystemSeal AirSeal AirPipingPipingSCRSCRReactorReactorCatalystCatalystLayerLayerSootblowerSootblowerFutureFutureSootblowerSootblowerFutureFutureCatalystCatalystTo PrecipitatorTo PrecipitatorNew Structural SteelNew Structural SteelDamperDamperTypical SCR System烟道系统烟道系统烟道系统烟道系统要点要点n n省煤器旁省煤器旁路路n n反应器旁反应器旁路路3030Typical SCR System烟道系统烟道系统烟道系统烟道系统3131Typical SCR System三.SCR系统主要设备n n的控制系统 DCS、PLC仪表、盘柜等3232Typical SCR SystemSCRSCRSCRSCR的控制系统的控制系统的控制系统的控制系统一一.控制系统方案控制系统方案n n控制系统纳入机组控制系统纳入机组n n独立的控制系统独立的控制系统二二.主要受控系统主要受控系统n n吹灰系统吹灰系统n n氨的卸载、储存和供应系统氨的卸载、储存和供应系统n n烟气挡板调节系统烟气挡板调节系统n n脱硝主体控制系统脱硝主体控制系统3333脱硝的主要反应脱硝的主要反应4NO +4NH4NO +4NH3 3+O+O2 2 4N4N2 2+6H+6H2 2OO2N2NOO2+4NH2+4NH3 3+O2 3N+O2 3N2 2+6H+6H2O2O6NO6NO2 2+8NH+8NH3 3 7N 7N2 2+12H+12H2 2OOTypical SCR System四.催化剂催化剂型式催化剂型式波纹板式波纹板式蜂窝式蜂窝式板式板式Typical SCR System催化剂主要的供应商催化剂主要的供应商Typical SCR Systemn n板式板式n nArgillonArgillonn nBabcock Hitachi(BHK)Babcock Hitachi(BHK)n n波纹板式波纹板式n nHaldor TopsoeHaldor Topsoen nHitachi Zosen(HitzHitachi Zosen(Hitz)n n蜂窝式蜂窝式n nCormetechCormetechn nArgillonArgillonn nCeramCeramn nCCICCCICn n东方凯瑞特东方凯瑞特3636Typical SCR System板式和蜂窝式催化剂的比较形式形式优点优点缺点缺点蜂窝式蜂窝式比表面积大比表面积大抗热冲积能力强抗热冲积能力强抗灰阻塞能力一般抗灰阻塞能力一般板式板式抗阻塞性好抗阻塞性好烟气阻力小烟气阻力小结构强度高结构强度高多层结构，表层活多层结构，表层活性材料易脱落性材料易脱落3737催化剂选型主要因素催化剂选型主要因素n n烟气中飞灰的含量烟气中飞灰的含量n n烟气中飞灰颗粒尺寸烟气中飞灰颗粒尺寸n n反应器布置空间反应器布置空间n n烟气阻力要求烟气阻力要求Typical SCR System3838SCR SCR 催化剂设计中要考虑其它因素催化剂设计中要考虑其它因素n n催化剂的寿命催化剂的寿命n nSOSO2 2 到到 SOSO3 3 的转化率的转化率n n使用使用NHNH3 3 的烟气最低温度的烟气最低温度n n高温下催化剂的烧结高温下催化剂的烧结n nAsAs的毒化的毒化n n碱土金属（）碱土金属（）n n碱金属（碱金属（NaNa，K K）的毒化）的毒化 n n卤素（）的毒化卤素（）的毒化n n飞灰磨损飞灰磨损Typical SCR System3939SCR SCR 催化剂安装催化剂安装Typical SCR System4040Typical SCR SystemSCR SCR 催化剂安装催化剂安装4141Typical SCR SystemSCR SCR 催化剂安装催化剂安装4242Typical SCR SystemSCR SCR 催化剂安装催化剂安装4343Typical SCR SystemSCR SCR 催化剂的吹灰催化剂的吹灰4444Typical SCR SystemSCR SCR 催化剂的吹灰催化剂的吹灰4545五.SCR装置的影响n n空预器4646对空预器的影响n n烟气中部分烟气中部分SO2SO2转化成转化成SO3SO3n n由于由于SO3SO3的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加n nNH3+SO3+H2ONH3+SO3+H2ONH4HSO4/(NH4)2SO4NH4HSO4/(NH4)2SO4n nNH4HSO4 NH4HSO4 沉积温度沉积温度150200150200，粘度较大，加剧对，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换热元件的堵塞和腐蚀n n空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加4747采取的措施n n采用多介质吹灰器采用多介质吹灰器n n空气预热器由高中低温段改为高低温两段，取消中温空气预热器由高中低温段改为高低温两段，取消中温段，避免空预器在段，避免空预器在NH4HSO4NH4HSO4沉积温度区域分段。沉积温度区域分段。n n换热元件选用合适的板型换热元件选用合适的板型n n在空预器冷段采用镀搪瓷元件在空预器冷段采用镀搪瓷元件n n严格控制漏氨率严格控制漏氨率n n采用较低的采用较低的SO2SO2到到SO3SO3的转化率的转化率4848494950505151525253535454结束语 谢谢！