浙江11选5走势图遗漏top10 www.fyxch.icu 一、脫硝技術原理-概述


中國

  最大的煤炭生產和消費國;

  幾乎唯一以煤為初級能源的經濟大國;

  原煤占能源消費總量70%左右,今后50年以內變動不大;

  發電煤炭約占煤炭總產量40%,燃煤發電提供80%電力;

  燃煤電站煙氣凈化技術處落后狀態。


主要對策

  替代能源技術,如太陽能、地熱資源、生物質能、

  風能、核電等;

  高效燃煤發電技術,如整體煤氣化聯合循環(IGCC)、

  燃用天然氣聯合循環(NGCC)等;

  常規燃煤電站煙氣凈化技術是重要的技術選擇,

  向高參數、大容量發展。 




產品技術. 低NOx燃燒技術


NOx生成機理

  燃料型 NOx
  煤和油的燃燒中非常重
   熱力型 NOx
  高溫反應
  快速型 NOx 
  氮、氧、碳氫化合物離子快速反應,較低溫度下的反應


NOx 控制原則

  控制生成
  采用先進的燃燒技術,減少NOx的生成 
  生成后的轉化
  選擇性催化脫硝或選擇性非催化脫硝


產品技術 . 低NOx燃燒技術

  燃燒前:從燃料中將氮脫除,實施困難。 
  燃燒中:改進燃燒方式,效率較低,成本低。
  燃燒后:煙氣脫硝,效率較高,成本高。

  綜合使用、優化組合各種技術手段,提高NOx控制系統的有效性和經濟性。

 

  脫硝技術原理:在一定的 條件下,將煙氣中有害的氮氧化物還原為氮氣和水。

  燃燒過程中控制技術(低NOx燃燒技術)

   燃燒后控制技術(煙氣脫硝技術)

 

一、脫硝技術原理

技術選擇原則

  火電廠氮氧化物控制技術的選擇應因地制宜、因煤制宜、因爐制宜,依據技術上成熟、經濟上可行及便于操作來確定。 
  低氮燃燒技術應作為火電廠氮氧化物減排首選技術。
  當采用低氮燃燒技術后,氮氧化物排放濃度不達標或不滿足總量要求時,應建設煙氣脫硝設施。

還原劑選擇原則

  還原劑的選擇應綜合考慮經濟、安全、環保等多方面因素。 
  選用液氨作為還原劑時,應符合《重大危險源辨識》(GB18218)及《建筑設計防火規范》(GB50016)中的有關規定。 
  位于人口稠密區的脫硝設施,宜選用尿素作為還原劑。

 

二次污染控制 

  SCR氨逃逸控制在4mg/Nm3(5ppm)以下;SNCR氨逃逸控制在8 mg/Nm3(10ppm)以下。 
  失效催化劑的再生和處置應符合相關環保技術或政策要求。



產品技術

低NOx燃燒技術

  燃燒過程中控制技術(低NOx燃燒技術)低過量空氣燃燒技術
  煙氣再循環技術
  濃淡燃燒技術
  空氣分級技術
  再燃技術

  這些技術通過建立低過量空氣系數區域,控制燃燒反應溫度等措施,抑制燃燒過程中NOX的生成。


產品技術


煙氣脫硝技術

脫硝技術原理-燃燒后脫硝技術類別

SCR煙氣脫硝技術
  SCR (Selective Catalytic Reaction):在催化劑的作用下,利用還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮氣和水。

SNCR煙氣脫硝技術
  SNCR (Selective None Catalytic Reaction):在無催化劑的作用下,利用還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮氣和水。

SNCR/SCR煙氣脫硝技術
  以上兩種方法的結合。


脫硝技術原理-技術選擇原則



  SCR、SNCR和SNCR/SCR混合技術均為成熟技術。
  SNCR技術投資和運行費用較低,但脫硝效率低(一般為25%~50% ),脫硝效率受鍋爐容量、結構、運行影響較大。
  SCR技術投資和運行費用較高,脫硝效率高達90%。
  SNCR/SCR混合技術結合了兩種技術的特點。
  在近幾年實際工程中,以選擇SCR技術為主。


脫硝技術原理-技術選擇對比表





產品技術 .脫硝SCR技術

  定義:是指在催化劑的存在下,還原劑(無水氨、氨水或尿素)與煙氣中的NOx反應生成無害的氮和水,從而去除煙氣中的NOx。 選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發生還原反應,而不與煙氣中的氧氣發生反應。
  SCR脫硝技術與其它技術相比,脫硝效率高,技術成熟,是工程上應用最多的煙氣脫硝技術。SCR系統的脫硝效率約為50~90%。


  反應原理:NOx + 還原劑 → 氮氣 + 水
  反應溫度:300℃~400℃
  還 原 劑:無水氨、氨水、尿素
  催 化 劑:采用催化劑,需要催化反應器
  反應器布置: 在鍋爐尾部煙道中




脫硝SCR技術-主要指標


  SO2/SO3轉化率
  NH3/NOx摩爾比
  最大 NH3 逃逸量
  催化劑性能


 

SCR技術原理-脫硝過程副反應

  SCR脫硝過程副反應:包括氨的氧化、SO2氧化及銨鹽(如硫酸氫銨和硫酸銨)的形成。

  SO2氧化反應:

  2SO2 + O2 → 2SO3        

  SO2氧化率受SO2濃度、反應器溫度、催化劑質量、催化劑的結構設計及配方的影響。    約在320℃以下,SO3和逃逸的氨反應,形成硫酸氫銨和硫酸銨:            

  NH3 + SO3 + H2O → NH4HSO4        

  2NH3 + SO3 + H2O → (NH4)2SO4



SCR技術原理-對鍋爐運行影響

 

對空氣預熱器的影響
  SCR催化劑會將煙氣中SO2氧化為SO3,SO3與煙氣中的NH3反應形成硫酸氫銨,由于硫酸氫銨會與煙氣中的飛灰粒子相結合,常附著于150℃~190℃的金屬表面,造成空氣預熱器堵塞、腐蝕及熱傳效率降低等。

措施
  ? 限制SCR催化劑的煙氣SO2/SO3的轉換率;
  ? 控制SCR出口的NH3泄漏量;
  ?  A/H 的風罩用較容易清理的加熱元件,這些元件采用能夠防止硫酸氫銨沉積的物理設計或者在風罩上噴涂陶瓷;
  ? 用高壓水洗方式清凈。


二 SCR技術主要參數







SCR煙氣脫硝技術關鍵


  催化劑的成本占選擇性催化還原煙氣脫硝工程成本的40%以上,同時也影響工程的實際運行成本,是SCR煙氣脫硝技術關鍵;
  為了保證脫硝效率,煙氣與還原劑氨必須在反應器內分布均勻,因此氨的噴入系統、SCR脫硝系統煙道和反應器內導流結構的設計、布置也將是選擇性催化還原煙氣脫硝系統的另一項關鍵技術 ;
  SCR反應器的結構設計;
  要控制氨的漏失小于3ppm,避免由于氨氣漏失所造成的新污染和對鍋爐運行影響,所以SCR煙氣脫硝控制也是該技術的關鍵 ;
  可能的副產物造成鍋爐尾部受熱面腐蝕和堵塞問題的解決措施 ;
  煙氣脫硝系統與鍋爐系統及除塵、脫硫系統耦合的優化。
  


脫硝SCR技術-典型工程方案及設計


600MW機組SCR新建工程方案

工程案例 


技術指標
  反應器入口NOx:500mg/Nm3(6%O2,干)
  反應器出口NOx濃度:≤100mg/Nm3(6%O2,干)
  脫硝效率:80% 
  NH3/NOx:~1.0,NH3漏失:≤ 5ppm,催化劑壽命:≥24000h
  SO2氧化率:1% 
  釩鈦鎢催化劑,反應器預先布置二層催化劑,預留一層

  反應器高灰/熱段布置,安裝反應器旁路



系統消耗指標(600MW機組鍋爐脫硝)
  還原劑NH3消耗:~ 230 kg/h
  稀釋空氣用量: ~ 9775 kg/h
  系統電耗:~300 kW(未考慮引風機增加部分1100KW)
  水消耗: ~ 1.700 kg/min,氨系統噴淋時使用



熱段高灰布置工藝流程


1.氨與煙氣的充分混合

三角翼的混合原理

  當流體以一定角度接觸三角形、圓形或橢圓形盤的表面時,流體在盤的邊緣處分散,滾動形成由2個相反漩渦組成的所謂的前邊緣漩渦系統。

 
     


             三角形盤形成的渦流系統                                                                              圓盤形成的渦流系統


渦流系統的橫剖面
(模型實驗照片 )



 


  靜態渦流混合器的混合原理是給流體一定目標值的沖擊力,從而形成渦流,在渦流區內部通入氨氣,完成混合過程。主要是通過適當形狀元件(比如:在帶傾斜流動進氣室的三角形表面或者在圓盤表面)而產生的前緣旋渦,在這些所謂的“旋渦誘導表面”上,固定而穩定的旋渦系統就會實現,可以稱之為“駐渦”。其作用可以深達整個混合區。將氨噴射至形成的旋渦區,就可以利用旋渦的作用,實現氨與煙氣的充分混合。










SCR反應器的位置





脫硝裝置子系統和組件




還原劑種類

 SCR 脫硝技術的還原劑種類: 液氨, 氨水, 尿素





SCR技術-無水氨系統





尿素熱解工藝的反應:

CO(NH2)2 → NH3 + HNCO

尿素 → 氨 + 異氰酸

HNCO + H2O → NH3 + CO2
異氰酸 + 水 →  氨 + 二氧化碳



脫硝技術原理-尿素熱解系統

  熱解系統包括尿素制備系統、尿素溶液儲罐、輸送裝置、計量分配裝置、背壓控制閥、熱解室、高溫風機、電加熱器及控制裝置等。
  尿素顆粒儲存于儲倉,由螺旋給料機輸送到溶解罐里,用去離子水將干尿素溶解成55%質量濃度的尿素溶液,通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐;尿素溶液經由輸送裝置、計量分配裝置進入熱解室內,與經由高溫風機、電加熱器輸送過來的高溫空氣混合熱解,生成NH3、H2O和CO2,分解產物與稀釋空氣混合均勻并噴入脫硝系統。




SCR技術-還原劑

  無水氨的運行費用最低,系統的造價比尿素系統低,比氨水系統高。 
  氨水的氨系統運行費用最高,氨水系統造價適中。 
  尿素系統的工程造價最高,運行費用中等。



催化劑


催化劑的分類


  按工作溫度:高溫型催化劑和低溫型催化劑
  按用途:燃煤型和燃油、燃氣型
  按載體材料:金屬載體催化劑和陶瓷載體催化劑
  按原材料:鉑系列、鈦系列、釩系列及混合型系列 
  按結構:板式、波紋式蜂窩式。

催化劑類型

  


                     蜂窩式催化劑                                                                                        波紋板式催化劑


 板式催化劑


催化劑技術指標


催化劑使用壽命
  通常壽命>3年(一般氨泄漏量≥3ppm)
  判斷催化劑使用壽命三條標準:NH3泄漏量
  機械形狀破損程度
  脫硝效率指標
  催化劑比表面積(每立方米催化劑所擁有的反應面積m2/m3 )
  通常   m2/m3 =400~600
  空速(每小時處理煙氣流量/催化劑容積)
  通常  燃煤 ≥ 4000Nm3/m3·h 
  燃油 = 6000~8000 Nm3/m3·h
  燃氣 ≥ 10000 Nm3/m3·h
  面速(每小時處理煙氣流量/催化劑截面面積)
  氨/氮摩爾比 NH3/NOx 




催化劑的壽命及其更換方案


  影響燃煤脫硝催化劑壽命因素:煙氣成分、SO3、CO 含量和灰成分中As,Na,Ca,Cr。

  催化劑更換方案要求在保證脫硝效率和氨漏失指標的前提下充分利用催化劑殘余活性。

  通常電站鍋爐脫硝裝置,反應器設計成可容納三層催化劑,其中一層為預留層



SCR技術-催化劑更換




低溫情況:
  負面影響
  在燃煤鍋爐的正常運行條件下(即硫含量未超過平均水平),催化劑的允許最低溫度為320°C 。在該情況下,脫硝效率降低,增加NH3逃逸量。

采用措施:
  省煤氣旁路
  通過安裝加熱管再次預熱煙氣
  開啟SCR旁路


高溫情況:
  負面影響
  SO2/SO3的轉化。SO3轉化率隨著溫度的增加而增加,其轉化率應控制在1%以下,這可以通過改變催化劑成分實現。另外,需要嚴格控制溫度范圍。
  SO3與自由氨(氨逃逸)和水反應生成NH4HSO4(ABS),對空預器(APH)產生嚴重的負面影響。
煙道鋼材料和建筑支撐材料強度的減弱。此類物質強度的設計溫度一般不高于400 ° C。
  采用措施:
    開啟SCR旁路
    改進省煤氣的控制
    利用冷煙氣或風(昂貴、敏感)進行冷卻或再循環

催化劑的運行及失效催化劑的處理方式

催化劑的清理
  催化劑上的積灰會增加壓力損失,要利用吹灰器吹掃催化劑表面??梢圓捎謎羝寫呋戀拇瞪?,每天吹掃一次,還要經常檢測反應器前、后端的壓降,監測催化劑積灰情況,及時吹灰;
 催化劑的再生
  現場再生、場外活性恢復再生處理。催化劑的現場再生處理主要是采用物理清理的方法進行催化劑的再生,輔助采用化學再生方法;場外活性恢復再生處理是以化學方法為主進行催化劑再生處理的方法,輔助采用物理再生的方法 ;
 失效催化劑的處理
  催化劑壽命到期后,失效催化劑由催化劑生產廠家處理,由業主付給費用,催化劑生產廠帶走回收活性物質,剩下不溶水物質處理后填埋。


NOx脫除率考核標準和方法
  采用CEM監測儀器在線測量,儀器測量原理是化學發光法。
NH3逃逸率考核標準和方法
  采用現場采樣,離線化學分析方法,采用稀釋采樣法+大氣質量分析技術測量氨逃逸率。 
SO2/SO3轉化率考核標準和方法
  采用美國環保暑(US EPA)方法8(method 8 determination of sulfuric acid and sulfur dioxide emissions from stationary sources)。 
催化劑性能考核標準和方法
  借用催化劑生產廠催化劑性能測試方法。


脫硝技術工程案例 


工程案例:北京高井熱電廠7號、8號爐煙氣脫硝工程




  案例介紹: 北京高井熱電廠2臺燃煤鍋爐(2×430t/h,7號、8號爐)的煙氣脫硝工程,采用選擇性催化還原法(SCR)脫硝裝置以及與之配套的回轉式空氣預熱器和相關煙風道的改造,在設計煤種及校核煤種、鍋爐最大工況(BMCR)、處理100%煙氣量條件下脫硝效率不小于80%(遠期不小于90%)。目前#7爐,#8爐正處在穩定運行階段,另外,#1,#2,#3,#4爐所使用的催化劑也是由我司供貨,并且運行良好 


SCR典型工程方案及設計-100MW機組改造

技術指標

  反應器入口NOx:500~600mg/Nm3(6%O2,干)
  反應器出口NOx濃度:≤100mg/Nm3(6%O2,干)
  NH3/NOx:~1.0,NH3漏失:≤ 5ppm,催化劑壽命:≥24000h, SO2氧化率:1%

改造內容


  采用釩鈦鎢蜂窩狀催化劑,反應器布置二層催化劑,預留一層;

  反應器高灰/熱段布置;
  對多機組鍋爐煙氣脫硝的公用系統整體考慮,以降低改造費用;
  引風機、空氣預熱器、省煤器遷出或改造。


系統消耗指標(一臺100MW機組鍋爐脫硝)

  還原劑NH3消耗:~ 150 kg/h
  稀釋空氣用量: ~ 5000 kg/h
  系統電耗: ~ 300 kW,包括引風機改造增加的電耗
  水消耗: ~ 500 kg/min,氨系統噴淋時使用





產品技術 . SNCR 脫硝技術-有關概念

SNCR


  定義:將NH3、尿素等還原劑噴入鍋爐爐內與NOx進行選擇性反應,不用催化劑,因此必須在高溫區加入還原劑?;乖僚縟肼盼露任?50~1100℃的區域,迅速熱分解成NH3,與煙氣中的NOx反應生成N2和水。該技術以爐膛為反應器。SNCR煙氣脫硝技術受鍋爐結構尺寸影響,脫硝效率一般為30%~60%,多用作低NOx燃燒技術的補充處理手段。采用SNCR技術,用尿素作為還原劑。

SNCR技術原理
  在850~1100℃范圍內,NH3或尿素還原NOx的主要反應為:
  NH3為還原劑
  4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O
  尿素為還原劑
  NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O 


NCR 技術特點

  技術成熟可靠;
  還原劑有效利用率高;
  初次投資低;
  系統運行穩定;
  設備??榛?,占地??;
  無副產品,無二次污染。
 
SNCR技術參數

  運行溫度:850-1100℃
  脫硝效率:25~50%
  NH3/NOx摩爾比:與脫硝效率、NH3 逃逸量有關
  NH3逃逸量:<15ppm
  鍋爐熱耗影響率: < 0.5%
  鍋爐煙氣系統阻值增加值:無


脫硝SNCR技術-主要指標


  NH3/NOx摩爾比
  最大NH3逃逸量


  脫硝SNCR技術-系統組成



脫硝SNCR技術- SNCR在鍋爐中的位置





脫硝SNCR技術-工藝原理圖








脫硝SNCR技術-工程案例

闞山發電有限公司2×600MW機組脫硝工程




科研實力

  通過多年的努力和經營,公司現擁有來自于國家電站燃燒中心、中國科學院、哈爾濱工業大學等一批資深的技術骨干和專家,高工及碩士以上員工達到60%。同時,與眾多國內、外專業的知名環保公司和科研院所建立了深度的技術交流和合作機制,有效地提升了公司的研發實力.
這些年,公司承接的許多脫硫、脫硝工程均獲得了后評估優質工程,并獲得發明專利。
  公司的發展戰略是:對內我們將一如既往的加強自身實力,對外我們將積極加強合作和交流,在提升自身技術實力的同時,通過工程實施完善技術的領先性和創新性,努力將企業打造成一個技術領先、實力雄厚、以節能減排和新能源技術為主的國內一流環保公司。



 
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