烟气脱硝系统和设备介绍
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烟气脱硝系统和设备介 绍
2020/11/21
烟气脱硝系统和设备介绍
•CONTENTS
概述 SCR系统组成 SCR系统主要设备 催化剂的选型
烟气脱硝系统和设备介绍
•一. 概述
ＮＯｘ的控制技术 ＮＯｘ对环境的影响 ＮＯｘ的形成机理
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 对人类健康和环境的影响
催化剂型式
•波纹板式
•蜂窝式
•板式
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
催化剂主要的供应商
板式 Argillon Babcock Hitachi (BHK) 波纹板式 Haldor Topsoe Hitachi Zosen (Hitz)
蜂窝式 Cormetech Argillon Ceram CCIC 东方凯瑞特
烟道系统
要点
省煤器旁 路
•Economizer
反应器旁 路
•Air Heater
•Existing •Structural Steel
•Economizer •Bypass
•Damper
•Damper •SCR •Bypass
•Ammonia
•Seal Air
•Injection System •Piping
脱硝效率
对于城市固体垃圾炉转化效率在30~50%之间，大型 电站锅炉的转化效率控制在20~40%之间。
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOx脱除技术－ＳＮＣＲ
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
•SCR •Reactor
•Catalyst •Layer
•Sootblower
•Future •Sootblower
•Future •Catalyst
•From Ammonia •Storage System
•Damper
•To Precipitator
•New Structural Steel
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟道系统
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
n ＳＣＲ的控制系统 DCS、PLC 仪表、盘柜等
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR的控制系统
一. 控制系统方案 控制系统纳入机组ＤＣＳ 独立的控制系统 二. 主要受控系统 吹灰系统 氨的卸载、储存和供应系统 烟气挡板调节系统 脱硝主体控制系统
在燃烧的早期生成 形成过程 氮和燃料中的碳氢化合物反应
N2＋CH化合物＝＝》HCN化合物 HCN化合物氧化生成NO
HCN化合物＋O2＝＝》NO
对于燃煤锅炉，快速型NOx所占份额一般低于5 ％。
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 的控制 技术
•燃烧中NOx生成的控制 •烟气中NOx的脱除
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
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•烟气/氨的混合
氨的流 量分配阀门站
ＭＶＳ
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
氨水 (19% or 29%)
容易运输
需要更大的运输设备
浓度低于20%时不
以及更频繁的运输
划分为高危险性的原 需要更大的储存罐
料
蒸发成本
比无水氨危险性
尿素
安全的原料 (化肥) 干态或湿态 容易运输
工艺复杂 成本昂贵 存储的问题
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 形成机理
C. 快速型 NOX
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
•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
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
•SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•SCR 催化剂的吹灰
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•SCR 催化剂的吹灰
烟气脱硝系统和设备介绍
五. SCR装置的影响
n 空预器
烟气脱硝系统和设备介绍
对空预器的影响
n 烟气中部分SO2转化成SO3 n 由于SO3的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加 n NH3+SO3+H2ONH4HSO4/(NH4)2SO4 n NH4HSO4 沉积温度150~200℃，粘度较大，加剧对
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀 n 空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加
烟气脱硝系统和设备介绍
采取的措施
n 采用多介质吹灰器 n 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NH4HSO4沉积温度区域分段。 n 换热元件选用合适的板型 n 在空预器冷段采用镀搪瓷元件 n 严格控制漏氨率 n 采用较低的SO2到SO3的转化率
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•四 .催化剂
脱硝的主要反应 •4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O •2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O •6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟气脱硝系统和设备介绍
源自文库
•General
• 控制原理 •燃烧中NOX 生成的控制
• 降低燃烧温度 • 控制燃料和空气的混合速度与时机 • 主要控制手段 • 燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化 • 煤粉浓缩技术 • OFA分级送风技术 • 注意事项 n锅炉的燃烧效率 n煤粉的着火和稳燃
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR 催化剂设计中要考虑其它因素
n 催化剂的寿命 n SO2 到 SO3 的转化率 n 使用NH3 的烟气最低温度 n 高温下催化剂的烧结 n As的毒化 n 碱土金属（ＣａＯ） n 碱金属（Na，K）的毒化 n 卤素（Ｃｌ）的毒化 n 飞灰磨损
NOX+Hydrocarbon +O2 +Sunlight + Others
低空臭氧的产生 光化学烟雾的形成 酸雨 各种潜在的致癌物质
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•环境中NOX 来源
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
火电厂污染物排放标准(GB13223-2003)
n 2004年以后的新项目（第三时段） n 必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间
三.SCR系统主要设备
n 氨的储备与供应系统 卸料压缩机 氨蒸发器（电/蒸汽） 氨罐 缓冲罐 稀释槽
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
• 氨的储备与供应系统
反应剂原料
氨的原料 无水氨
优点 反应剂纯度最高 原料成本最低 设备成本最低
缺点 高危险性的原料 运输和存储问题
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOx脱除技术－－SCR
B. 选择性催化还原法 (SCR) n主要反应
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
反应温度
230～450 ℃ 一般应用温度：320～400 ℃
n 锅炉NOx最高容许排放浓度（燃煤）：
n
煤质 NOx最高容许排放浓度（mg/NM3)
n
n
Vdaf>20%
450
n
10%≤Vdaf≤20%
650
n
Vdaf<10%
1100
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 形成机理
A. 热力型 NOX
主要反应 n N2+O→NO+N n N+O2→NO+O n N+OH→NO+H 相关因素 n 高温环境 n 燃料与空气的充分混合 无烟煤燃烧中，热力型NOx可到一半以上
转化效率在70~90%之间。
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOx脱除技术－ＳＣＲ
•
a) 高尘ＳＣＲ系统－－首选
ｂ）低尘ＳＣＲ系统
烟气脱硝系统和设备介绍
SCR 布置图
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/21
烟气脱硝系统和设备介绍
n 反应器/催化剂系统 主要设备：反应器
催化剂 吹灰器
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
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
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
NH3 喷射栅格Ａ ＩＧ
•General
•烟气中NOx脱除－－ＳＮＣＲ & SCR
• A. 选择性非催化还原法 (SNCR)
主要反应
氨
4NO + 4NH3 + O2 →4N2 + 6H2O
尿素 CO2
2NO + (NH2)2CO + 1/2O2 → 2N2 + 2H2O +
反应温度:
760 ~ 1090C
最佳反应温度：870~1050C
氨的储备与供应系统
•氨的存储系统
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
氨的储备与供应系统
•氨的蒸发器
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
n 烟道系统 挡板（有旁路） 膨胀节 导流板 烟道
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
板式和蜂窝式催化剂的比较
形式 蜂窝式
优点 比表面积大
缺点 抗灰阻塞能力一般
抗热冲积能力强
板式
抗阻塞性好 烟气阻力小 结构强度高
多层结构，表层活 性材料易脱落
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
催化剂选型主要因素 烟气中飞灰的含量 烟气中飞灰颗粒尺寸 反应器布置空间 ＳＣＲ烟气阻力要求
2020/11/21
烟气脱硝系统和设备介绍
•CONTENTS
概述 SCR系统组成 SCR系统主要设备 催化剂的选型
烟气脱硝系统和设备介绍
•一. 概述
ＮＯｘ的控制技术 ＮＯｘ对环境的影响 ＮＯｘ的形成机理
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 对人类健康和环境的影响
催化剂型式
•波纹板式
•蜂窝式
•板式
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
催化剂主要的供应商
板式 Argillon Babcock Hitachi (BHK) 波纹板式 Haldor Topsoe Hitachi Zosen (Hitz)
蜂窝式 Cormetech Argillon Ceram CCIC 东方凯瑞特
烟道系统
要点
省煤器旁 路
•Economizer
反应器旁 路
•Air Heater
•Existing •Structural Steel
•Economizer •Bypass
•Damper
•Damper •SCR •Bypass
•Ammonia
•Seal Air
•Injection System •Piping
脱硝效率
对于城市固体垃圾炉转化效率在30~50%之间，大型 电站锅炉的转化效率控制在20~40%之间。
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOx脱除技术－ＳＮＣＲ
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
•SCR •Reactor
•Catalyst •Layer
•Sootblower
•Future •Sootblower
•Future •Catalyst
•From Ammonia •Storage System
•Damper
•To Precipitator
•New Structural Steel
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟道系统
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
n ＳＣＲ的控制系统 DCS、PLC 仪表、盘柜等
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR的控制系统
一. 控制系统方案 控制系统纳入机组ＤＣＳ 独立的控制系统 二. 主要受控系统 吹灰系统 氨的卸载、储存和供应系统 烟气挡板调节系统 脱硝主体控制系统
在燃烧的早期生成 形成过程 氮和燃料中的碳氢化合物反应
N2＋CH化合物＝＝》HCN化合物 HCN化合物氧化生成NO
HCN化合物＋O2＝＝》NO
对于燃煤锅炉，快速型NOx所占份额一般低于5 ％。
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 的控制 技术
•燃烧中NOx生成的控制 •烟气中NOx的脱除
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
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•烟气/氨的混合
氨的流 量分配阀门站
ＭＶＳ
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
氨水 (19% or 29%)
容易运输
需要更大的运输设备
浓度低于20%时不
以及更频繁的运输
划分为高危险性的原 需要更大的储存罐
料
蒸发成本
比无水氨危险性
尿素
安全的原料 (化肥) 干态或湿态 容易运输
工艺复杂 成本昂贵 存储的问题
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 形成机理
C. 快速型 NOX
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
•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
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
•SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•SCR 催化剂的吹灰
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•SCR 催化剂的吹灰
烟气脱硝系统和设备介绍
五. SCR装置的影响
n 空预器
烟气脱硝系统和设备介绍
对空预器的影响
n 烟气中部分SO2转化成SO3 n 由于SO3的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加 n NH3+SO3+H2ONH4HSO4/(NH4)2SO4 n NH4HSO4 沉积温度150~200℃，粘度较大，加剧对
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR 催化剂安装
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀 n 空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加
烟气脱硝系统和设备介绍
采取的措施
n 采用多介质吹灰器 n 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NH4HSO4沉积温度区域分段。 n 换热元件选用合适的板型 n 在空预器冷段采用镀搪瓷元件 n 严格控制漏氨率 n 采用较低的SO2到SO3的转化率
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
•四 .催化剂
脱硝的主要反应 •4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O •2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O •6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟气脱硝系统和设备介绍
源自文库
•General
• 控制原理 •燃烧中NOX 生成的控制
• 降低燃烧温度 • 控制燃料和空气的混合速度与时机 • 主要控制手段 • 燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化 • 煤粉浓缩技术 • OFA分级送风技术 • 注意事项 n锅炉的燃烧效率 n煤粉的着火和稳燃
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
SCR 催化剂设计中要考虑其它因素
n 催化剂的寿命 n SO2 到 SO3 的转化率 n 使用NH3 的烟气最低温度 n 高温下催化剂的烧结 n As的毒化 n 碱土金属（ＣａＯ） n 碱金属（Na，K）的毒化 n 卤素（Ｃｌ）的毒化 n 飞灰磨损
NOX+Hydrocarbon +O2 +Sunlight + Others
低空臭氧的产生 光化学烟雾的形成 酸雨 各种潜在的致癌物质
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•环境中NOX 来源
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
火电厂污染物排放标准(GB13223-2003)
n 2004年以后的新项目（第三时段） n 必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间
三.SCR系统主要设备
n 氨的储备与供应系统 卸料压缩机 氨蒸发器（电/蒸汽） 氨罐 缓冲罐 稀释槽
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
• 氨的储备与供应系统
反应剂原料
氨的原料 无水氨
优点 反应剂纯度最高 原料成本最低 设备成本最低
缺点 高危险性的原料 运输和存储问题
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOx脱除技术－－SCR
B. 选择性催化还原法 (SCR) n主要反应
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
反应温度
230～450 ℃ 一般应用温度：320～400 ℃
n 锅炉NOx最高容许排放浓度（燃煤）：
n
煤质 NOx最高容许排放浓度（mg/NM3)
n
n
Vdaf>20%
450
n
10%≤Vdaf≤20%
650
n
Vdaf<10%
1100
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOX 形成机理
A. 热力型 NOX
主要反应 n N2+O→NO+N n N+O2→NO+O n N+OH→NO+H 相关因素 n 高温环境 n 燃料与空气的充分混合 无烟煤燃烧中，热力型NOx可到一半以上
转化效率在70~90%之间。
烟气脱硝系统和设备介绍
•General
•NOx脱除技术－ＳＣＲ
•
a) 高尘ＳＣＲ系统－－首选
ｂ）低尘ＳＣＲ系统
烟气脱硝系统和设备介绍
SCR 布置图
烟气脱硝系统和设备介绍
•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
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
烟气脱硝系统和设备介绍
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/21
烟气脱硝系统和设备介绍
n 反应器/催化剂系统 主要设备：反应器
催化剂 吹灰器
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
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
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
NH3 喷射栅格Ａ ＩＧ
•General
•烟气中NOx脱除－－ＳＮＣＲ & SCR
• A. 选择性非催化还原法 (SNCR)
主要反应
氨
4NO + 4NH3 + O2 →4N2 + 6H2O
尿素 CO2
2NO + (NH2)2CO + 1/2O2 → 2N2 + 2H2O +
反应温度:
760 ~ 1090C
最佳反应温度：870~1050C
氨的储备与供应系统
•氨的存储系统
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
氨的储备与供应系统
•氨的蒸发器
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
n 烟道系统 挡板（有旁路） 膨胀节 导流板 烟道
烟气脱硝系统和设备介绍
•Typical SCR System
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
板式和蜂窝式催化剂的比较
形式 蜂窝式
优点 比表面积大
缺点 抗灰阻塞能力一般
抗热冲积能力强
板式
抗阻塞性好 烟气阻力小 结构强度高
多层结构，表层活 性材料易脱落
烟气脱硝系统和设备介绍
Typical SCR System
催化剂选型主要因素 烟气中飞灰的含量 烟气中飞灰颗粒尺寸 反应器布置空间 ＳＣＲ烟气阻力要求