SCR烟气脱硝技术

氧化物的排放标准为２００ｍｇ／Ｎｍ３），我国今后逐步 加强对大型燃煤电厂的氮氧化物排放治理是大势
所趋。根据北京市地方标准ＤＢｌ １／１３９—２００２《锅炉
污染物综合排放标准》的规定，在２００５年１ １月１ １３ 前，大于４５．５ＭＷ的锅炉的氮氧化物排放不得超过
３００ｍｇ／Ｎｍ３，ｌ
１月１ １３之后不得超过２５０ｍｇ／Ｎｍ３。低
匀，市场占有率高。 板式催化剂：比面积小，相同参数情况下，催 化剂体积较大，防堵灰能力较强，生产周期快，主
在壁板和催化剂之问、催化剂模块之问的密封
装置采用屋脊状密封装置，可以避免灰尘的堆积和
碳粒的聚集造成二次燃烧。
３．２反应器本体设计说明
ＳＣＲ脱氮反应器垂直布置，用于放置和固定催 化剂模块，反应器设有安装门和催化剂模块更换平
其工作原理利用丁空气动力学中驻涡的理论。
如右图所视，在烟道内部选掸适肖的直管段，布置
合器目前仍然在世界范围大量使用，可以说也是一
种比较成熟的技术，其工作原理是在烟道的合适断
面内均匀布置很多个小喷嘴，类似ＦＧＤ装置中的喷
儿个阙彤或其他蟛状的扰流板，并倾斜一定的角
度，在背向烟气流动方向的适当位置安装氨气喷
的缝隙容易积灰的问题，多用于燃气机组。
国内脱硝工程一般采用蜂窝式或板式催化剂。
３。１。２催化剂节距的选择 催化剂节距主要根据烟尘的含量进行选择，节 距选择不合适，就会造成严重的堵塞现象，当部分 催化剂孔堵塞后，其他位置的娴气流速就会大大提
高，从而发生严重的磨损现象。
部支撑方式，设有整套滑动限位装置，保证反应器 在整个负荷范围内，随着温度的变化而自适应热胀
淋层相对而言二者的优劣是比较明显的，见下表。
嘴，这样在烟气流动的作用下．就会在扰流板的背
表２涡流混合器与格栅式混合器对比 锅诜掘台嚣 喷嘴撤量 聩嘴口径 喷嘴堵塞性 负荷适应性 控制精度
结构形式 步（４个） 大（Ｄｎｌ２５） 难以堵塞 强 高 简单 低
格橱式棍合器
多（约５００个） 小（Ｄｎｌ５—２５） 容易堵塞 较差 较低 复杂 高
３．６．１技术比较
（１）液氨系统：
液氨系统主要由下列子系统组成：液氨储存系
统，液氨蒸发系统，事故吸收系统，氮气置换系统。 液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压 缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，液氨通过自身压 力或液氨泵输送到蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓 冲槽来稳定一定的压力及其流量，然后送往脱硝系 统。 液氨蒸发器采用蒸汽加热或电加热，为了保证 系统的安全性，加热方式为二次加热，首先用加热 器加热乙二醇，再用乙二醇加热液氨，液氨加热器 采用水浴管式加热器。氨气系统紧急排放的氨气则 排入氨气稀释槽中，经水的吸收排入废水池，再经 由废水泵送至指定地点。 氨为危险性物品，存在爆炸的可能性，国家和 各个行业对危险品的储存和使用都有明确的规定 和要求。
对于一般燃油或燃煤锅炉，其ＳＣＲ系统多采用
热段／高灰布置。
３龙源公司烟气脱硝技术特点
影响ＳＣＲ的脱氮效率的因素为：氨与烟气的混 合质量，催化剂体积，气流分布状态。 催化剂对入口烟气流动条件和氨气的混合质 量有严格的要求，龙源公司的主要专利技术（等压 力整流器、涡流式混合器等）是围绕以下要求进行 开发的：
速度不均匀性
＜１５％：
＜１００Ｃ： ＜５％。
●
化剂将完全工作在无尘、无ＳＯ：的“干净”烟气中，
・
温度不均匀性
ＮＨ３／ＮＯｘ混合不均匀性
由于不存在催化剂的污染和中毒问题，因此可以采 用高活性的催化剂，减少了反应器的体积并使反应 器布置紧凑，催化剂工作寿命可达３～５年（在“不干 净”的烟气中的工作寿命为２～３年）。这一布置方式 的主要问题是，当将反应器布置在湿式ＦＧＤ脱硫装
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ｋ竺尹２００７年全国电力行业脱硫脱硝技术协作网年会暨技术研讨会论义集
不做详细介绍。 声波吹灰器 声波吹灰器的频率为７５ＨＺ，有效辐射范围为 １３米，内部能量输出水平为１４７ｄＢ，外部噪音水平 目前，可以用于ＳＣＲ装置还原剂的主要原料有 液氨，氨水和尿素，三种还原剂的使用需要配备不 同的处理系统，下面针对不同系统做介绍和技术经 济性分析：
・
过催化剂反应器，反应器的工作条件是在“不干净”
的高尘烟气中。由于这种布置方案的烟气温度在 ３００—４０００Ｃ的范围内，适合于多数催化剂的反应温 度，因而它被广泛采用。但是飞灰中物质会使催化 剂“中毒”或受污染，从而降低催化剂的效能，减
少催化剂的寿命，催化剂受到的磨损也大。
（２）冷段布置 反应器布置在烟气脱硫装置（ＦＧＤ）之后，这样催
烟气脱硝技术。北京地区的高碑店热电厂、石景山
热电厂和高井热电厂都已经或正在进行炯气脱硝
改造，同时，国内目前也有越来越多的新建燃煤电 厂已经配套建设了烟气脱硝设施或为其预留了建
设条件。 在众多的烟气脱硝技术中，选择性催化还原法 （ＳＣＲ）是脱硝效率最高，最为成熟的脱硝技术， 在日本、欧洲和美国得到广泛应用。ＳＣＲ方法已成
冷缩。 反应器入口部位装设等压力导流装置，此装置 为ＦＢＥ专利产品，均流效果优异，是保证脱氮效率，
３．１．３催化剂防堵塞措施
造成催化剂堵塞的原因一般如下：
・
延长催化剂寿命的关键。
３．３氨喷射混合系统
龙源公司推荐采用的氨气喷射混合系统为“涡 流式混合器”，又可以称为“Ｄｅｌｔａ Ｗｉｎｇ混合器”， 此项技术是龙源公司技术支持方ＦＢＥ公司的专利 技术，在多个项目得到验证，实际使用效果优异。
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就足说无论烟气流速的大小怎样变化，涡流区的位 置基本不蛮，稀释后的氨气通过管道喷射到驻涡区 内，在涡流的强制作用Ｆ充分混台，实现混台均匀 性，达到催化剂＾口混合度不均匀性的技术要求。 ＦＢＥ公司早期采用格栅式氨气混合器，这种混
◇ｒ．◆
造价
月前涡流混合器的使用巳髭得到了大量工程
应器内安装催化刺清清装置。 灰系统或者声波吹灰系统。
般呵以束片ｊ蒸汽吹
的验证，实际使用效果非常好。另外，涡流混合器
的安装调试都非常简单．对安堤＾员的技术要求也 比较低。
下面对蒸汽吹灰器和声波欧灰器进行对比： 蒸汽吹灰器
３．４吹灰系统
在燃煤锅炉和燃油锅炉的下游和岛脏区布置
・
动，长时间运行后，催化剂孑Ｌ内挂灰得不到烟气 的冲刷，造成堵灰。 针对上述造成堵灰的原因采取相应措施，可以 保证系统安全运行。
蜂窝状催化剂内外介质均匀无骨架材料；
板式催化剂采用不锈钢网作为骨架材料；波纹板式
催化剂采用玻璃纤维作为骨架材料。 各种催化剂的特点： 蜂窝状催化剂：比面积大，相同参数情况下， 催化剂体积小，重量轻，适用范围广，内外介质均
要问题是上下两个催化剂篮子之间的缝隙容易积
灰，而且不容易清除，切割后裸露的金属网容易发 生腐蚀现象。 波纹板式催化剂：比面积居中，耐磨损能力较 差，重量很轻，同样存在上下两个催化剂篮子之间
台。根据需要的催化剂体积不同，反应器装设有几
个重载平台，催化剂模块可以在这些平台上面移动 和就位。催化剂模块之间、催化剂模块与反应器壁 面之间用密封板密封。ＳＣＲ脱氮反应器的尺寸可以 确保任何厂家生产的催化剂都能装入。 反应器采用钢结构制作，反应器的安装采用下
每层催化剂安装层均设有吹扫装置．可采用耙
式蒸汽吹藏器。根据具体运行状况可以对吹灰周鹅
进行调整。通常来讲，每班启动吹灰器吹扫一次，
停机之前也必须要用吹灰嚣吹扫一次。耙式吹灰器
脱氲系统的运行经验标明．颗粒在催化剂上匝的税
聚是不可能完全避免的。基于这个原困，必须在反
目前国内有大量应用．属于常规成熟设备．在这里
２．．２
ＳＣＲ脱硝过程副反应
有两类不希望发生的副反应影响ＳＣＲ系统的
性能和运行，包括Ｓ０２氧化及铵盐（如硫酸氢铵和
硫酸铵）的形成。 ＳＣＲ催化剂会将ＳＯ：氧化为ＳＯ，：
２Ｓ０２＋０２—＋２Ｓ０３
为目前我国电厂烟气脱硝主要采用的技术。
２
约在３２０。Ｃ以下，ＳＯ，和逃逸的氨反应，形成硫
ＳＣＲ烟气脱硝技术基础
器，或蒸汽加热的换热器以加热烟气，一般再热系
统需要增加３％的厂用电率，从而增加了能源消耗 和运行费用。
蜂窝状催化剂为块状，板式催化剂和波纹
板式催化剂可以分解为单板状；
・
蜂窝状催化剂为模压成型，板式催化剂和
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ｑ穸２００７年全国电力行业脱硫脱硝技术协作网年会暨技术研讨会论文集
波纹板式催化剂滚压或浸泡干燥成型；
３．１催化剂选型 ３．１．１催化剂形式的选择
目前世界上对于催化剂可以分为３类：蜂窝式 催化剂，板式催化剂，波纹板式催化剂。 评定催化剂的种类的办法主要需要判定下列 因素：
・
置后时，其排烟温度仅为５０—６０。Ｃ，因此，为使烟
气在进人催化剂反应器之前达到所需要的反应温 度，需要在烟道内加装燃油或燃烧天然气的燃烧
Ｌ
烟囱
锅炉
空气预热器
静电除尘器
热段／高灰布置
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Ｉ！罗２００７年全国电力行、Ｉｋ脱硫脱硝技术协作网年会鼹技术研讨会论文集
锅炉
空气预热器
静电除尘器
脱硫装置
气／气换热器ＳＣＲ来自烟囱冷段布置图１ ｓｃＲ反应器的布置方式
（１）热段／高灰布置 反应器布置在空气预热器前温度为３５０。Ｃ左右 的位置，此时烟气中所含有的全部飞灰和Ｓ０２均通
ＳＣＲ脱硝系统由三个子系统所组成，ＳＣＲ反应
酸氢铵：
ＮＨ３＋Ｓ０３＋Ｈ２０—＇ＮＨ４Ｈ Ｓ０４
器及辅助系统、氨储存及处理系统、和氨注入系统。
氨气与稀释空气在混合器中混合均匀后，通过氨喷 射系统喷人烟道，氨和ＮＯｘ在ＳＣＲ反应器里面反 应减少烟气中ＮＯｘ的浓度。
２．１
这些物质可以使催化剂失活，造成ＳＣＲ系统的 下游设备沾污和腐蚀，增加空气预热器的压降并降 低其传热性能。为了避免催化剂沾污，ＳＣＲ系统运 行温度应该维持在３１５—３３０ｃｃ以上。