脱硝系统简介解析
脱硝脱硝过程控制系统工作原理
脱硝脱硝过程控制系统工作原理
一、简介
脱硝过程控制系统是一种环保技术,主要用于减少工业和能源生产过程中产生的氮氧化物。氮氧化物的排放会对环境和人类健康造成严重影响,因此控制氮氧化物的排放至关重要。脱硝过程控制系统的主要功能是在保证工艺流程正常运作的前提下,尽可能地将氮氧化物的排放降低到最小化,以保护环境和生态系统。
二、工作原理
脱硝过程控制系统的工作原理主要涉及两个方面:控制策略和数学模型。
控制策略是脱硝过程控制系统的核心,它决定了系统的运行方式和决策逻辑。通常,控制策略包括以下内容:
1. 确定控制目标:明确要控制的氮氧化物排放浓度和工艺参数。
2. 制定控制方案:根据工艺流程和设备特性,制定可行的控制方案。
3. 实施控制:通过自动化设备和软件,将控制方案转化为实际
操作。
数学模型是脱硝过程控制系统的理论基础,用于描述被控对象的动态特性和系统行为。数学模型可以帮助工程师更好地理解被控对象的特性,从而优化控制策略。常见的数学模型包括线性模型、非线性模型和动态模型等。
三、包含方面
脱硝过程控制系统除了自身的技术特点外,还涉及到其他相关领域的知识。以下是几个关键方面:
1. 工艺流程:了解被控对象的工艺流程和特性,是设计脱硝过程控制系统的前提。
2. 自动化技术:脱硝过程控制系统依赖于自动化设备和软件来实现控制功能。
3. 环境法规:脱硝过程控制系统的设计和实施必须符合国家和地区的环保法规。
4. 经济性:脱硝过程控制系统的建设和运行成本需要合理控制,以实现经济效益和社会效益的平衡。
四、总结
脱硝过程控制系统是一种重要的环保技术,它通过控制策略和数学模型来实现对氮氧化物排放的有效控制。为了设计出高效、稳定的脱硝过程控制系统,需要综合考虑工艺流程、自动化技术、环境法规和经济性等多个方面。同时,随着环保要求的提高和技术的进步,脱硝过程控制系统将会不断优化和改进,为保护环境和生态系统做出更大的贡献。
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
概述
在工业生产过程中,烟气排放中的氮氧化物(NOx)是一种常见的有害气体,它对环境和人类健康造成严重影响。烟气脱硝系统和设备被广泛应用于各类工业领域,以减少烟气排放中的氮氧化物含量,保护环境和人类健康。
原理
烟气脱硝系统主要采用选择性催化还原(SCR)技术。该技术通过在烟气中注入氨水(NH3)或尿素溶液,使氨与烟气中的氮氧化物反应生成氮和水,从而实现脱硝的效果。SCR技术具有高效、低成本和可靠性强等优点,已成为烟气脱硝的主要技术路线。
设备介绍
烟气脱硝系统主要由以下几个关键设备组成:
1. 反应器
反应器是烟气脱硝系统的核心设备,用于催化氨与氮氧化物的反应。反应器通常由催化剂和反应器壳体组成,催化剂可以是金属氧化物或金属催化剂,其选择取决于具体的工业应用和处理要求。
2. 氨水喷射系统
氨水喷射系统用于向烟气中注入氨水,以提供与氮氧化物发生反应所需的还原剂。该系统通常包括氨水贮罐、氨水喷射装置、氨水输送管道等。通过控制氨水的喷射量和位置,可以实现对烟气中氮氧化物浓度的精确控制。
3. 尿素喷射系统
尿素喷射系统与氨水喷射系统类似,用于在烟气中注入尿素溶液。尿素喷射系统通常包括尿素溶液贮罐、尿素喷射装置、输送管道等设备。尿素溶液经过催化剂反应生成氨,从而与烟气中的氮氧化物发生反应进行脱硝。
4. 控制系统
控制系统是烟气脱硝系统的智能管理部分。通过对关键参数的监测和控制,可以实现对烟气处理过程的自动化控制。控制系统通常包括仪表监测装置、自动控制开关和监控系统等。
应用领域
烟气脱硝系统和设备广泛应用于各个工业领域,包括煤炭发电厂、钢铁厂、化工厂、水泥厂等。这些行业中燃烧过程产生的烟气都含有一定量的氮氧化物,通过烟气脱硝系统可以有效降低氮氧化物排放量,减少对环境的污染。
脱硝原理简介
脱硝原理简介
脱硝原理简介
由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 对于燃煤锅炉,采⽤改进燃烧
技术可以达到⼀定的除NO x 效果,但脱除率⼀般不超过60
%。使得NO x 的排放不能达到令⼈满意的程度,为了进⼀步降低NO X 的排放,必须对燃烧后的烟⽓进⾏脱硝处理。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。其中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SO 2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N 2 和O 2,脱硝的副产品便于处理;NH 3 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)。
⼀、我公司所⽤脱硝系统简介
⽬前安装的脱硝系统为东锅股份有限公司下属环保⼯程分公司的产品。设计烟⽓量为2×1717904m 3
/H,SCR安装⽅式为⾼含尘烟⽓段布置,采⽤触媒为蜂窝式。采⽤德国鲁奇能源环保股份有限公司(LEE)的SCR技术。⼆、SCR 法原理简介
SCR(Selective Catalytic Reduction)——选择性催化还原法脱硝技术是⽤氨催化还原促使烟⽓中NOx⼤幅度净化的⽅法(通常在
低NOx燃烧技术基础上的后处理),以满⾜⽇趋严格的NOx排放标准,是⽬前国际上应⽤最为⼴泛的烟⽓脱硝技术。SCR的发明权属于美国,⽽⽇本率先于20世纪70年代实现其商业化应⽤,⽬前该技术在发达国家已经得到了⽐较⼴泛的应⽤。⽇本有93%以上的废⽓脱硝采⽤SCR,运⾏装置超过300套。德国于20世纪80年代引进该技术,并规定发电量50 MW以上的电⼚都得配备SCR装置。台湾有100套以上的SCR装置在运⾏,它没有副产物,不形成⼆次污染,装置结构简单,并且脱除效率⾼(可达90%以上),运⾏可靠,便于维护等优点。
SNCR烟气脱硝系统
SNCR烟气脱硝系统
【摘要】NOX是一种主要的大气污染物质,NOX与碳氢化合物可以在强光作用下造成光化学污染,排放到大气中的NOX是形成酸雨的主要原因,严重危害生态环境。目前国内65%左右的NOX是由煤燃烧所产生的,因此作为主要燃煤设备的电站锅炉和工业锅炉成为今后控制NOX排放所必须关注的焦点。选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术是把含有NHX基的还原剂(如氨气、氨水或者尿素等)喷入炉膛温度为800℃~1200℃的区域,该还原剂迅速热分解成NH3和其它副产物,随后NH 3与烟气中的NOX进行SNCR反应而生成N2和水。
【关键词】空气污染;脱硝;酸雨;SNCR
2010 年全国煤炭消费量32.6 亿吨,氮氧化物的排放量达到2100 万吨,而未来30 年中国NOX 排放量将继续呈稳步增长的趋势,如果不采取措施,到2020 年前后中国将超过美国成为世界第一大NOX 排放国。为此国家环境保护部发布GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》,2012年1月1日实施,其中规定了氮氧化物排放量浓度限值为100mg/m?,而现在大部分锅炉的氮氧化物排放量浓度值在400 mg/m?左右,部分锅炉氮氧化物排放浓度值高于此值。所以须采用有效措施控制氮氧化物排放,以达到保护生态环境的目的。
本文研究的是电站锅炉和工业锅炉尾气进行脱硝技术,对其工作原理、特点、流程等进行重点论述。
一、SNCR烟气脱硝原理
二、SNCR烟气脱硝组成及特点
SNCR脱硝系统主要包括尿素溶液制备及储存系统、输送及计量分配系统、喷射系统、自动控制系统。
火力发电厂脱硝装置介绍
火力发电厂脱硝装置介绍
1. 概述
氮氧化物(NO x)是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的NO x有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和 N2O5,其中NO和NO2是重要的大气污染物,另外还有少量N2O。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,NO x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。
(1)热力型NOx,指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx。当炉膛温度在1350℃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NO x 的生成有很大影响。
(2) 燃料型NOx,指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成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%。过量空气系数越高, NOx的生成和转化率也越高。
(3)快速型NOx,指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃,与燃烧空气中的N2 发生反应,形成的CN和HCN继续氧化而生成的NOx。在燃煤锅炉中,其生成量很小,一般在燃用不含氮的碳氢燃料时才予以考虑。
在这三种形式中,快速型NOx所占比例不到5%;在温度低于1300℃时,几乎没有热力型NOx。对常规燃煤锅炉而言,NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
直接喷氨水的SCR脱硝系统介绍
直接喷氨水的SCR脱硝系统介绍
西安宇清环境工程科技有限责任公司
(西安市新城区新科路1号新城科技产业园新园产业大厦7楼C区,710043)
SCR脱硝系统由氨水储存供应系统、SCR反应器、烟气系统、电控系统等组成。
1、SCR反应原理
SCR的全称为选择性催化还原法(Selective Catalytic Reducation)。催化还原法是用氨或尿素之类的还原剂,在一定的温度下通过催化剂的作用,还原废气中的NO x(NO、NO2),将NO x转化非污染元素分子氮(N2),NO x与氨气的反应如下:6NO+4NH3→5N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
脱硝反应过程示例图
2、氨水储存供应系统
外购的氨水由槽车运至电厂,槽车自带的泵将氨水输送到氨水罐中,为了平衡氨水罐内压力,氨水罐顶引接一根管道到氨气吸收槽中,氨水罐中压力较高时,外排的氨气被吸收槽中水吸收。当吸收槽中稀氨水达到一定浓度后,将吸收
槽中氨水排到氨水罐中,然后重新将去盐水加入到吸收槽中。氨水罐的排气阀上安装一个止回阀,当氨水罐内压力低于外界压力,则空气通过止回阀进入氨水罐,保持氨水罐内的压力平衡。
系统根据锅炉出口的NOx浓度来控制喷氨量。
共配制两个氨水罐,氨水罐采用玻璃钢制造,氨水泵配置两台,一用一备,氨水泵采用变频驱动。
3、SCR反应器本体
SCR反应器本体依烟气流向可分为紊流调节段、喷氨段、静态混合段、均流段、反应段。采用一台炉配一个反应器的配置方式。SCR反应器由钢板组成,里面填充催化剂,截面成矩形,被固定在中心并向外膨胀,从而获得最小的水平位移。烟气进入反应器的顶部,沿垂直方向向下流动通过反应器,均流器安装在烟道上,催化剂层由构架支撑。反应器本体外壳以及其进出口烟道均采用不低于Q345钢的材质,且厚度不低于6mm。反应器设置四层平台,每层平台均相互连通。
脱硝技术介绍(SCR)
精选ppt
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General
NOx脱除技术-SNCR
精选ppt
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General
NOx脱除技术-SNCR
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
精选ppt
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General
NOx脱除技术--SCR
B. 选择性催化还原法 (SCR) 主要反应
锅炉负荷信号
NOX信号
FIC
氨的流量分配
烟气
氨喷射栅格
锅炉
省煤器
SCR 反应器
稀释空气
无水氨储罐
空预器
烟气出口
氨蒸发器
精选ppt
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Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
反应器/催化剂系统 主要设备:反应器
催化剂 吹灰器
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Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
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General
NOX 形成机理
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
精选ppt
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General
脱硝技术的介绍(SCR)
Typical SCR System
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〔CaO 碱金属〔Na,K的毒化 卤素〔Cl的毒化 飞灰磨损
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Typical SCR System
SCR 催化剂安装
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
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Typical SCR System
NH3 喷射栅格A IG
静态混合器
Photo courtesy of Siemens’ Flow Model Tests brochure, 1998.
氨的喷射栅格和静态混合器
•转化效率在70~90%之间.
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General
NOx脱除技术-SCR
a> 高尘SCR系统--首选 b低尘SCR系统
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SCR 布置图
Typical SCR System
二. SCR系统组成
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 SCR的控制系统
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Typical SCR System
SCR的系统构成
锅炉负荷信号
NOX信号
FIC
氨的流量分配
电厂脱硝原理
电厂脱硝原理
电厂脱硝是指利用化学方法将燃煤电厂废气中的氮氧化物(NOx)转化为无害的氮气(N2)和水(H2O)的过程。脱硝技术的应用可以
有效降低电厂废气对环境造成的污染,保护大气环境质量,符合环
保要求。
一、脱硝原理。
电厂脱硝主要采用的是SCR(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原)技术。该技术通过在脱硝装置中引入氨气(NH3)
或尿素(CO(NH2)2)溶液,将氨气与废气中的NOx在催化剂的作用
下进行化学反应,生成氮气和水。SCR技术具有高效、脱硝率高、
脱硝效果稳定等优点,是目前电厂脱硝的主要方法。
二、脱硝过程。
脱硝过程主要包括废气混合、催化反应和除尘三个阶段。首先,燃煤电厂的废气与氨气在脱硝装置中混合均匀,确保反应物质的充
分接触。随后,混合后的废气进入催化剂层,催化剂表面的活性位
点吸附氨气和NOx,进行催化还原反应,生成氮气和水。最后,经
过催化反应后的废气通过除尘设备进行固体颗粒物的去除,最终达
到排放标准。
三、脱硝催化剂。
催化剂是SCR脱硝技术中至关重要的组成部分,其性能直接影
响脱硝效果和设备运行成本。常用的催化剂主要有钒钛型和钼铁型
两种,它们具有高的催化活性和稳定性,能够有效促进氨气与NOx
的反应,降低脱硝温度,提高脱硝效率。
四、脱硝装置。
脱硝装置是电厂脱硝系统的核心设备,其结构包括催化反应器、氨气喷射系统、除尘设备等部分。催化反应器是脱硝装置的关键组
成部分,其内部填充着催化剂,能够有效促进氨气与NOx的化学反应。氨气喷射系统负责将氨气溶液均匀喷入废气中,确保反应物质
脱硝原理简介
脱硝原理简介
由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 对于燃煤锅炉,采用改进燃烧
技术可以达到一定的除NO x 效果,但脱除率一般不超过60
%。使得NO x 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NO X 的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。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。其中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SO 2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N 2 和O 2,脱硝的副产品便于处理;NH 3 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)。
一、我公司所用脱硝系统简介
目前安装的脱硝系统为东锅股份有限公司下属环保工程分公司的产品。设计烟气量为2×1717904m 3
/H,SCR安装方式为高含尘烟气段布置,采用触媒为蜂窝式。采用德国鲁奇能源环保股份有限公司(LEE)的SCR技术。
二、SCR 法原理简介
SCR(Selective Catalytic Reduction)——选择性催化还原法脱硝技术是用氨催化还原促使烟气中NOx大幅度净化的方法(通常在
低NOx燃烧技术基础上的后处理),以满足日趋严格的NOx排放标准,是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术。SCR的发明权属于美国,而日本率先于20世纪70年代实现其商业化应用,目前该技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用。日本有93%以上的废气脱硝采用SCR,运行装置超过300套。德国于20世纪80年代引进该技术,并规定发电量50 MW以上的电厂都得配备SCR装置。台湾有100套以上的SCR装置在运行,它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。
锅炉scr脱硝原理
锅炉scr脱硝原理
SCR(Selective Catalytic Reduction)脱硝是一种常用的锅炉烟气脱硝技术,它利用催化剂和氨水 (或尿素溶液)来减少燃煤锅炉烟气中的氮氧化物(NOx)。以下是SCR脱硝的基本原理:
1.催化剂选择:SCR脱硝通常使用金属氧化物催化剂,常见的催化剂材料包括钒钛催化剂 (V2O5/TiO2)和铜铝催化剂 (CuO/Al2O3)。这些催化剂具有较高的氧化还原活性,可以促进氮氧化物的还原反应。
2.氨水或尿素注入:在SCR脱硝过程中,氨水 (NH3)或尿素溶液 (CH4N2O)被注入到烟气中。氨水或尿素溶液通过氨水喷嘴或尿素喷射装置均匀地喷入烟气通道中,与烟气中的氮氧化物发生反应。
3.氮氧化物还原反应:氨水 (或尿素溶液)中的氨气 (NH3)与烟气中的氮氧化物(NOx)发生催化还原反应。在催化剂的作用下,NH3与NOx反应生成氮气 (N2)和水 (H2O)。反应过程中的主要反应方程式如下:
4NH3 + 4NO + O2→ 4N2 + 6H2O
4.催化剂活性维护:SCR脱硝过程中,催化剂的活性会随着时间逐渐下降,可能受到灰尘、硫酸盐和其他污染物的影响。因此,周期性的催化剂清洗和维护是必要的,以保持SCR系统的高效运行。
通过SCR脱硝技术,可以有效降低燃煤锅炉烟气中的氮氧化物排放,以满足环境保护要求。该技术广泛应用于发电厂、工业锅炉和其他需要控制氮氧化物排放的设施。
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SCR脱硝技术简介
SCR脱硝技术
SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术,近几年来发展较快,在西欧和日本得到了广泛的应用,目前氨催化还原法是应用得最多的技术。它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。
选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下,NH3优先和NOx发生还原脱除反应,生成氮气和水,而不和烟气中的氧进行氧化反应,其主要反应式为:
在没有催化剂的情况下,上述化学反应只是在很窄的温度范围内(980℃左右)进行,采用催化剂时其反应温度可控制在300-400℃下进行,相当于锅炉省煤器与空气预热器之间的烟气温度,上述反应为放热反应,由于NOx在烟气中的浓度较低, 故反应引起催化剂温度的升高可以忽略。
下图是SCR法烟气脱硝工艺流程示意图
SCR脱硝原理
SCR 技术脱硝原理为:在催化剂作用下,向温度约280~420 ℃的烟气中喷入氨,将还原成 和。
SCR脱硝催化剂:
催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低,所以,在火电厂脱硝工程中, 除了反应器及烟道的设计不容忽视外,催化剂的参数设计同样至关重要。
一般来说,脱硝催化剂都是为项目量身定制的,即依据项目烟气成分、特性,效率以及客户要求来定的。 催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。
催化剂的形式有:波纹板式,蜂窝式,板式
烟气脱硝的重要性、系统原理 分析仪表功能介绍、故障分析
脱硝分析仪表日常检查维护
分析小间内温度不能超过30℃(空调)。 仪表压缩空气是否正常投入。 样气泵、冷凝压缩机、排水泵、S710等主要设备 是否运行正常。 积水桶内水位是否过高,过1/3即要倒出。 样气管路系统是否有堵塞或泄漏。 探头部分、样气取样管路部分电伴热是否正常。 盘内灰尘清扫及小间内卫生清扫。 脱硝数据远传主机及发射装置工作是否正常。
烟气脱硝分析仪表(S710)主要功能介绍
1、S710校准功能: 1)校准数值的设置: 首先将标准气的数值输入到S710仪器中:在6、 3、2菜单中,1和2用于零点气的设定,3到6用 于量程的设定。如仪器测量组分为: NO和O2; 使用高纯氮气为零点气体,可以在6、3、2、1中 进行设定;分别选定NO、O2,输入零点气值为0; 在6、3、2、3菜单中选择NO、输入气瓶标气值, 在6、3、2、4菜单中选择O2、输入空气中氧气 含量20.8%。其中所有组分零点和氧气量程设置 一次就可以了,以后无需再设,但NO如果更换气 瓶,必须输入新的气瓶标气值。
烟气脱硝分析仪表(S710)主要功能介绍 O2满量程校准:
NO量程校准结束之后,按下O2按钮,此时取样泵抽室内空 气,调整样气流量计为0.5到0.7L/min左右,通气3分钟 左右,观察O2显示,接近标气值且稳定之后,选择4、2、 4菜单校准O2的量程值,按回车键确认;仪器校准完成后, 屏幕上弹出对话框,此时按下回车键,屏幕上显示校准偏差 数值,如果在允许范围之内,按下回车键确认,O2量程校准 结束。仪表自动退到4、2菜单,此时弹起O2按钮,抽气泵 停止抽气。
scr脱硝原理及工艺流程
scr脱硝原理及工艺流程
SCR脱硝技术是一种炉后脱硝处理方法,其基本原理是在一定温度和催化剂的作用下,利用还原剂将烟气中的NOX选择性还原成无毒无污染的N2和H2O。这种技术的催化剂能够降低分解反应的活化能,使反应温度降至150\~450℃,适应燃煤电厂的实际温度范围。
在SCR脱硝工艺流程中,还原剂(通常为氨水、液氨或尿素)通过罐装卡车运输并以液体形态储存于氨罐中。液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化,气化的氨和稀释空气混合,通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中。在SCR反应器中,充分混合后的还原剂和烟气在催化剂的作用下发生反应,去除NOX。
此外,催化剂是SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率的高低。催化剂的性能(包括活性、选择性、稳定性和再生性)无法直接量化,而是综合体现在一些参数上,主要有:活性温度、几何特性参数、机械强度参数、化学成分含量、工艺性能指标等。
如需了解更多关于SCR脱硝原理及工艺流程的信息,建议咨询环保局或查阅相关文献资料,也可以咨询专业人士获取帮助。
scr脱硝工作原理
scr脱硝工作原理
本文将详细介绍选择性催化还原(SCR)脱硝的工作原理,主要包括NOx的生成、SCR反应和催化剂等方面的内容。
1.NOx的生成
NOx是指氮氧化合物,主要包括NO、NO2和N2O等。这些化合物的生成原因有多种,其中包括发动机燃烧、工业生产、汽车尾气等。在发动机燃烧过程中,空气中的氮气和氧气在高温条件下反应生成NOx。此外,在工业生产和汽车尾气中,燃料燃烧产生的废气中也含有NOx。
2.SCR反应
选择性催化还原(SCR)是一种有效的脱硝方法,通过催化剂的作用,将NOx转化为无害的N2和H2O。SCR反应是在一定温度和压力下,利用还原剂(如NH3、尿素等)与催化剂(如V2O5、TiO2等)进行的反应。在催化剂的作用下,还原剂与NOx反应生成N2和H2O,同时减少或消除了NOx的排放。
SCR反应方程式可以表示为:
4NOx+(4-x)NH3+(2-x)O2→4N2+(6+2x)H2O
其中,x代表NOx中的氧原子数。
3.催化剂
催化剂在SCR反应中起着关键作用,其种类和特点决定了反应的效率和产物。目前常用的催化剂主要包括V2O5、TiO2等。这些催化剂具有较高的活性、选择性和稳定性,能够在较低的温度下促进还原
剂与NOx的反应。此外,催化剂还具有较低的抗硫性能,能够在含硫环境下发挥作用。
在使用过程中,催化剂的活性会逐渐降低,这可能是由于催化剂中毒、烧结或堵塞等原因引起的。为了维持催化剂的活性,需要定期进行催化剂再生或更换。
4.工作流程
SCR脱硝工作流程主要包括还原剂的供应、反应器的设计等环节。首先,还原剂需要被供应到反应器中。常用的还原剂包括NH3、尿素等,其中尿素需要在高温下分解成NH3和CO2。然后将含有NOx的废气引入反应器中,在催化剂的作用下,还原剂与NOx发生反应,生成N2和H2O。最后,净化后的气体被排放到大气中。
SCR烟气脱硝技术原理介绍
脱硝技术
一、SCR烟气脱硝技术原理介绍
选择性催化还原系统(Selective Catalytic Reduction,SCR)是指在催化剂的作用下,"有选择性"的与烟气中的NOX反应,将锅炉烟气中的氮氧化物还原成氮气和水。
SCR催化剂最佳的活性范围在300~400 ℃,一般被安排在锅炉的省煤器与空气预热器之间,因此对于燃煤锅炉的烟气脱硝系统,SCR催化剂是运行在较高灰尘环境下。
SCR烟气脱硝技术最高可达到90%以上的脱硝效率,是最为成熟可靠的脱硝方法。在保证SCR脱硝效率的同时还有控制NH3的逃逸率和SO2的转化率,以保证SCR系统的安全连续运行。烟气流动的均匀性、烟气中NOX和NH3混合的均匀以及烟气温度场的均匀性是保证脱硝性能的关键,是设计中需要考虑的因素。
二、SCR烟气脱硝工艺流程
三SCR烟气脱硝的技术特点
•深入了解催化剂特性,针对不同的工程选择合适的催化剂,包括蜂窝、板式和波纹板式,不拘泥于某个种类或某个厂家的催化剂,并能通过优化催化剂参数,降低催化剂积灰风险,保持较低的烟气压降,可以联合催化剂厂商给业主提供催化剂管理经验,方便业主对催化剂进行管理;
•与国外最专业的流场模拟厂家合作,使用物模与数模技术,精心设计SCR系统的烟道布置、烟道内导流板布置、喷氨格栅、静态混合器等,使催化剂内烟气的温度、速度分布均匀,烟气中NOX与NH3混合均匀,可以最有效的利用催化剂,最大程度的降低氨的消耗量,减少SCR系统积灰,并保持SCR系统较低的烟气压降;
•反应器的设计合理,方便安装催化剂,并可适应多个主要催化剂提供商生产的催化剂,方便催化剂厂商的更换;•过程参数采用自动控制,根据锅炉的负荷、烟气参数、NOX含量以及出口NH3的逃逸率自动控制喷氨量,优先保证氨逃逸率的情况下,满足系统脱硝效率。
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催化剂表面积灰
局部区域有少量积灰,类似这种情 况在催化剂表面小修中发现有两处 ,分析为顶部导流板上大量灰同时 落下,未及时吹扫干净,因为吹灰 器喷嘴未发现堵塞,也未发现沿途 有堵塞。
催化剂
催化剂结构 ,采用的是 直通型流道 ,不易堵灰 。波纹板和 平板间隔布 置。
脱硝入口导流板
脱硝导流板采用角钢支架 螺栓固定,局部点焊固定 ,在入口流速高的情况下 ,导流板的强度不高,则 容易导致振动,焊口开裂 ,螺栓松脱,最终导致导 流板断裂。喷氨层入口导 流板断裂则将导致喷氨区 烟气流速分布不均。今年 性能试验时就由于导流板 断一个后,流速变化,注 氨门均进行了调整。我们 采用了增加支架,满焊的 措施加固。
七:检修情况
3、灰管道磨损:我厂脱硝系统投产后,灰管多次发生磨损泄漏事件, 由于灰管与氨管并列布置,动火风险大,所以一直是难题。主要问题 在两个方面,一是输灰压力太高,二是管道全程焊接,无法兰连接或 伸缩节,灰管弯头部位磨损后只能补焊或做耐磨层修补。治理措施主 要是对输灰压力进行调整,保证能正常输送则可。管道弯头部位采用 耐磨陶瓷弯头,并且弯头采用法兰连接安装,即使损坏也便于拆卸焊 接。 4、催化剂模块密封板变形、部分催化剂堵灰:停运时检查时发现部分 不锈钢密封板变形,催化剂模块之间形成旁路,造成部分模块之间积 灰。另外催化剂表面有局部区域有积灰,无法清通,从而形成永久性 堵塞。催化剂的小人孔部位有大量的积灰,每次停运进入之前应当人 工清理出来,而不能直接将冷灰直接推入催化剂表面,这样将导致冷 灰将催化剂局部堵塞。催化剂上层烟道导流板上设计有吹灰管道,运 行中应当定期投入吹扫,避免积灰过多后瞬间大量灰落到催化剂表面, 形成局部堵灰。同时建议大修中将催化剂表面用防雨布遮盖,这样可 以避免灰块落到催化剂表面。
密封片
上部为耙式 吹灰器的喷 嘴管,下部 为催化剂模 块之间的密 封片,检查 中发现部分 密封片有松 脱,导致内 部积灰,烟 气走旁路。
吹灰器
一个吹灰器 吹灰管覆盖 两个催化剂 模块,离催 化 剂 表 面 500mm 高度 ,催化剂表 面有钢丝网 ,模块间有 密封片,减 少旁路烟气 流通。
五:氨区简介
一:原理及工艺流程
二:系统组成
1 、SCR反应器及辅助系统 SCR反应器和辅助系统是脱硝系统的核心部分,主要由带膨胀节的 进出口烟道、导流板、均流板、灰斗、立式反应器催化剂的方形支撑、 注氨格栅、催化剂和吹灰装置组成 2 、液氨卸载和存储系统 液氨卸载和存储系统用于把液氨从槽车上卸载下来,并存储在液氨 存储罐内。系统有两台卸料压缩机、两个储氨罐、一个废氨稀释罐、 氨气泄漏检测仪和报警系统等组成。 3 、注氨系统 注氨系统包括液氨蒸发槽、氨气积压器、稀释风机、氨控制阀、 氨气/空气混合器、注氨格栅以及相应的辅助设施。 4、安全辅助设施 由于液氨和氨气均是危险的化学制品,无水氨和空气混合后的浓度在
六:运行情况
按照催化剂的使用说明,进入催化剂内部任意一点的温度均要超过280度 (低温喷氨容易形成硫酸氢氨、即ABS),要达到这个值,则必须保证进 入催化剂表面的平均温度不能低于290度。设计温度为365度,最高温度 不超过400度(高报警),到430度时高高报警(此时停止注氨),300度 为低报警,290度为低低报警(此时停止注氨)。运行执行标准为高于 317度后才能喷氨。从日常曲线可以看出,降负荷至460MW负荷时,烟气 温度就已经降到了317度,此时喷氨也停止。升负荷过程则不相同,运行 一般到510MW至550MW左右才能将烟气温度升高至320度以上。所以脱硝的 投运情况与系统负荷直接相关。另一方面也说明锅炉的效率设计应当考 虑到脱硝系统对温度的要求,综合送一次风及锅炉排烟温度多方因素进 行考虑。 催化剂两层总压降报警值为50H2O(即500Pa),当差压上升而无法降低时 说明催化剂有堵塞情况,而堵塞可能有灰渣堵塞、硫酸氢氨黏附、催化 剂本体损坏等原因。台电5号机小修前脱硝A/B侧压
一:原理及工艺流程
在 SCR 脱硝工艺中,氮氧化物在催化剂作用下被氨还原为无害的氮 气和水,不产生任何二次污染,反应通常可在温度250~450 oC下进行, 其化学反应如下: 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O SCR脱硝系统的工艺流程示意图如下图所示。脱硝系统的工艺装 置主要组成部分包括两个装有催化剂的反应器、两个液氨存储罐及一 套氨气注入系统。来自存储罐的液氨靠自身的压力进入蒸发器中,被 热水加热蒸发成氨气。从氨气积压器出来的氨气经由稀释风机来的空 气在氨气/空气混合器混合稀释,通过注入系统被注入到烟气中,被 稀释的氨气和烟气在SCR前被充分混合均匀后进入两层催化剂,进而 产生化学反应,氮氧化物就被脱除。
七:检修情况
1 、烟道导流板断裂,脱落:脱硝入口烟道由于烟道尺寸小,风速高,导流 板受力大,加上烟气中含粉尘量大,对导流板及烟道支撑均产生严重磨 损。而导流板的损坏则导致进入喷氨层烟气流场流速偏差大,流场偏差 大则又导致喷氨层各部位喷氨量不能均匀混合,从而降低脱硝效率。 2、氨泄漏:投产至今主要发生了两类氨泄漏,一处为液氨罐温度套管焊接 部位泄漏,主要是由于温度套管选型不当,密封不良,后将此套管与温 度计焊接后安装,投运正常。另一处则为氨管路上一排污阀短管焊接部 位泄漏,主要是焊接工艺差造成。另一类则是密封材料受氨冷热变化后 造成变形不能恢复,密封效果变差后泄漏,主要是阀门内的O型圈,后更 换为硬质四氟乙烯板后正常。另外氨区的各部位连接螺栓锈蚀严重,对 法兰连接强度是一个隐患,建议投产前就全部采用不锈钢螺栓进行连接。 液氨罐泄漏是重点要防止的,主要是从系统上采用可以倒罐的管道布置, 另外则是对密封材料及锈蚀螺栓定期更换。
六:运行情况
降显示基本维持在20到40之间,但是小修后到最近,差压最高基本都是 在45Pa左右,整体差压有升高,说明催化剂表面情况有恶化,需要提示 运行人员增加吹灰时间或频率。另一方面也说明小修停运后,潮气及冷 风进入催化剂,使部分飞灰黏附加剧,致使启动后差压有所上升。说明 机组停运时的催化剂保养至关重要。 氨逃逸率是在催化剂下游安装的氨气浓度检测来测量。当氨气浓度大于 2ppm时报警,当大于5ppm时要求停止喷氨。从投运至今的情况来看,氨 逃逸率超过5ppm的情况非常少,但是由于脱硝入口没有氨分析仪,所以 无法对实际效率及催化剂实际状态进行有效的评估。因为只有在保证实 际效率超过设计值时氨逃逸率不超标才能说明催化剂状态良好。
三:催化剂
日常运行中主要关注以下几个参数: 反应器入口/出口氮氧化物的量; 脱硝催化剂的入口温度; 通过反应器的阻力降; 氨消耗的控制; 反应器氨逃逸的量; 氧含量; 烟气流量或其他决定操作速度; 吹灰情况;
四:SCR简介
脱硝加装于锅炉省煤器至空预器之间的烟道上,整体布置在送一 次风机上部。系统不设置旁路烟道,进出口无挡板门。 SCR 分为AB 两侧,两侧烟道独立,对称布置,烟道内部采用导流 板降低系统阻力。 在SCR 入口处有喷氨格栅和星型混合器,氨气和稀释风经过喷氨 层喷嘴进入烟道内部,然后经过星型混合器产生扰流来加强与烟 气的混合均匀程度。 经过两个90度烟道弯头后,混合均匀的烟气进入催化剂上层的均 流板。均流板为500mm高垂直布置的蜂窝状通道,起到稳流和均 布烟气作用,并且保证烟气垂直进入催化剂。
二:系统组成
16 %~25%(V/V)遇火源容易发生燃烧和爆炸。人体如果与氨直接接 触,会刺激皮肤,灼伤眼睛,并导致头痛、恶心、呕吐等,严重的话还 会中毒死亡。因此如果出现氨泄漏将会极易引起事故。在氨卸载和存储 系统、注氨系统均配置一些安全辅助设施。 在整个氨存储和制备区域安装有消防喷淋系统,四个氨泄漏检测仪。 在氨存储和制备区域还安装有一套氮气吹扫系统,氮气储存在储存罐中。 另外,在氨存储和制备区域还安装有淋浴设备和洗眼器,水源来自电厂生活 水系统。 5 、压缩空气系统 脱硝系统安装有两台25m3/min的空压机,主要是用于脱硝系统的干除灰系统 的输送用气。脱硝系统的仪用压缩空气由机组的仪用压缩空气提供。 6、干除灰系统 在每个SCR反应器,有3个灰斗,靠自重下来的飞灰沉积在灰斗,然后通过干 除灰输送系统用压缩空气把飞灰输送至机组的4号或6号粗灰库。
脱硝系统简介
目录
一:原理及工艺流程……………….3 二: 系统组成………………………5 三:催化剂………………………….7 四:SCR简介……………………….9 五:氨区简介………………………21 六:运行情况……………………….22 七:检修情况……………………….24 八:优化建议……………………... 26
三:催化剂
台山项目使用的是丹麦托普索公司生产的DNX-864型催化剂,适用于 烟尘含量高的环境。特别是对燃煤锅炉的SCR系统。DNX-864催化剂的 水力直径为6.4 mm,相当于孔径7.2mm。 托普索公司脱硝催化剂是以加强纤维的TiO2为载体,催化剂本身有许 多渗孔。载体被均匀地浸渍上SCR的活性成分WO3和V2O5。具有高表面 积、多孔结构的催化剂使活性成分均匀地散布在所有表面上,从而具 备更大面积的活性。运用独特的生产工艺,催化剂具备良好定义和绝 佳控制的孔径分布,从而带来一种非常高且有同样性质的催化剂。重 量上,纤维加强型催化剂比传统的板式或挤压形催化剂轻很多。 催化剂有VE422EE和VE422EES两种模块,包括16个催化盒。模块的尺 寸大约为L×W×H=1.88m×0.95m×1.45m ,重量大约为900kg。模块 包括一个顶部钢丝网栅格,此栅格由足够的强度支撑步行。
八:优化建议1
1、 硝入口加装一套氮氧化物分析仪: 由于AB两侧同样来自锅炉尾气,烟气中的氮氧化物 含量不会偏差多少,所以在脱硝喷氨层之前加装 一套氮氧化物分析仪表对脱硝的实际效率将会有 一个准确的评定,对催化剂的实际使用情况也将 有一个动态的掌握,对催化剂的使用寿命和再生 的周期可以提供一个很好的依据。对氨逃逸率的 分析也有利。
星型混合器
上图为星型混合器示意图:
喷氨喷嘴
喷氨喷嘴, 停运后检查 喷嘴口有积 灰,但是喷 口均无堵塞 情况
星型混合器及喷氨层
星型混合器 氨气喷嘴
烟气流向
催化剂入口均流板
第一层催化 剂入口的均 流板,高度 为 5 0 0 mm, 下部即为吹 灰器
催化剂试样盒
ຫໍສະໝຸດ Baidu催化剂试样 盒安装在烟 道壁面,定 期取样送检 。
四:SCR简介
经过均流板后进入两层催化剂,然后经出口烟道进入空预器。催 化剂有一层预留安装位置。 在每侧每层催化剂上有4台耙式吹灰器,采用辅汽进行吹扫。现安 装了16吹灰器。 在脱硝催化剂底部水平烟道上有灰斗和输灰系统,对积存的灰进 行定期输送。输灰系统设置有两台空压机。两侧共6台输灰仓泵, 公用一根母管输灰。 在出口烟道平台中间位置安装有两台稀释风机,一用一备,主要 是用于稀释纯氨,喷入烟道。 脱硝入口有温度表、压力表、脱硝出口设置两台氨分析仪、氮氧 化物分析仪、氧表、温度表、压力表、催化剂差压表。
氨区设置两台卸氨压缩机,参数为36ton/hr, 30HP 氨区设置两台液氨罐,尺寸为Φ 3.5mx13.178mL,每个储氨罐的实际 储存容量为79m3(22.2 kg/cm, 55 ℃),并且锅炉BMCR 工况下纯氨的 消耗量可以满足10天(20小时/天)的用量。储氨罐的上部至少留有全 部容量的15%的汽化空间。 液氨从液氨罐经两台蒸发器将液氨蒸发为气态,蒸发器蒸发量为 500kg/hr,蒸发器用辅汽进行加热。 气态氨再汇集到缓冲槽,经过稳压后由氨气管道输送到SCR区的氨混 合器。缓冲槽参数为1.280mDx2.732mH, 3.3m3, 22kg/cm2 各部分的废氨汇集到一个10m3氨稀释槽,稀释槽内用工业水进行稀释, 稀释后的废水进入地坑,由地坑泵送至除灰渣回水系统。 氨区还设置有4台漏氨检测仪,一套消防喷淋系统。