燃煤电厂SCR技术简介解读

5
我国酸雨对土壤PH的 影响
酸雨严重酸化土壤
6
NOBaidu Nhomakorabea的来源
以煤炭为主 的能源结构
烟尘 NOX(NO、NO2, N2O) 二氧化硫
90%以上
90%以上的氮氧化物源于煤、石油、天然气等 燃料的燃烧，其中 70%来自于煤的燃烧
火电厂是我国氮氧化物 排放总量控制的关键行业
疯 狂 增 长 中
目前，我国火电SCR脱硝项目中 装机总容量达到55,150MW。截 至2010年底，我国火电装机容 量约707,000MW，至2015年末预 计火电装机容量将达到约 933,000MW,污染量将持续上升
• NH3逃逸率
催化反应器出口烟气中NH3的体积分数，反应了未参加反应的 NH3的量 逃逸的NH3： 增加了生成成本 可能造成环境的二次污染 与烟气中的SO3反应生成NH4HSO4和（NH4）2SO4 1 等粘稠 的铵盐，腐蚀设备，增加了沿程的阻力。 一般控制NH3的逃逸率<3%： 通过设计合理的空间速率 通过设计合理的NH3/NOX摩尔比 NH3的均混技术
NH3投入量偏低，则NOX的脱除率 受到限制； NH3投入量超过需要量，则NH3氧 化等副反应速率将增大，从而降 低NOX脱除率，同时也增加了NH3 的逃逸量，造成二次污染。 一般SCR工艺控制NH3/NOX摩尔比在1.2 以内。
1.2
• SO2转化率
钒钛催化剂在降解NOX过程中也会把烟气中的部分SO2催化氧化 为SO3.当SO2的转化率过高，不仅容易导致空气预热器的堵灰和 后续设备的腐蚀，也会造成催化剂中毒。 一般SCR工艺控制SO2转化率<1%
2009 2010 2015
850 1050 增长到多少？
相关政策法规及排放标准
中华人民共和国大气污染防治法 大气污染物综合排放标准(GB16297-1996) 环境空气质量标准(GB3095-1996) 锅炉大气污染物排放标准 (GB13271-2001) 《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2003) 国内外最严 格的标准
(3) 系统组成

SCR反应器 SCR催化剂 SCR烟道系统 氨的储备供应系统

•
氨/烟气的混合(AIG喷射系统)
控制系统 核心技术包括催化剂、流场优化和烟氨均混技术
18
某SCR工程流程图
喷氨点
均匀混合
喷嘴
燃煤电厂SCR技术简介
介绍内容
• 微波技术用于 氮氧化物脱除
微波直接分解NOX 微波催化还原NOX
•
微波技术用于废水治理研究
•
微波催化反应的应用前景
2
1.微波技术用于氮氧化物脱除
背 景
微波直接分解NOX
技 术
微波催化还原NOX
3
1.1 背
景
NOX的组成和危害
NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 ， 大气中NOx主要以NO、NO2形式存在； NO是大气中NO2前体物质，形成光化学烟雾活跃组分； NO2有强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降； N2O单个分子温室效应为CO2的200倍， 并参与臭氧层的破坏
电子束照射 （EBA）
生物质活性炭 吸附 湿法氧化/还 原吸收法
直接催化 还原分解
成熟的SCR技术
(1) 特点
脱硝效率高，80％以上； 次污染； 工程应用多，技术成熟； 控制良好时基本无副产物，无二 占地面积小，易于操作
(2) 主要工艺参数
入口NOX浓度、脱硝率、空间速率、反应温度、反应时间、NH3/NOX摩 尔比、SO2转化率、NH3逃逸率、反应器运行压降等

反应温度
反应温度过高导致催化剂的通道与微孔 发生物理变形，加速催化剂的老化，还 会导致NH3直接氧化生成N2O等有害气体 反应温度过低时NH3与NO2生成NH4NO3， 堵塞催化剂微孔，降低效率
反应温度不仅决定了反应物的反应速率，而且决定了催化剂的反应活性。
300-400 ℃
• NH3/NOX摩尔比
14

空间速率
单位时间内单位体积的催化剂所能处理的单位烟气的体积量,单位为 h-1.反应了烟气在SCR反应器内的停留时间一般控制在2500-3000 h-1。 空间速率过大导致烟气的停留时间短，NOX降解反应可能不完全， NH3的逃逸量比较大，同时烟气对催化剂骨架的冲刷也大； 空间速率过小则增加了催化剂的消耗量，运行的经济性下降
燃烧器停用 偏转燃烧器燃烧
炉内空气分级
减少空气预热
选择性催化还原 法（SCR） 烟气NOx治理技术 （二次措施） 选择性非催化还 原法（SNCR） 脱硫脱硝一体化 等离子体法
工业中最成熟 脉冲电晕等离
子体（PCPP） 二氧化氯氧化 吸收法 过氧化氢氧化 还原法 臭氧氧化吸收法 高锰酸钾氧化吸 收法
13
抓住时机
10
1.2 技
术
11
脱硝技术介绍
控制NOx排放的技术指标可分为：
• 降低燃烧过程中的NOx生成量
低氮燃烧技术 烟气脱硝技术
• 将已经生成的NOx从烟气中脱除
12
低过量空气 (燃烧优化) 炉内空气分级 空气分级 低NOx燃烧器 （LNB） 低NOx燃烧技术 （一次措施） 炉内烟气循环 烟气再循环 (FGR) 低NOx燃烧器 （LNB） 炉内再燃 燃煤电厂NOx控制 燃料分级 低NOx燃烧器 （LNB）
“十二五”国家把氮氧化物列入了约束性指标，指标的减排幅 度 是 8%-10% 。 新 的 《 火 电 厂 大 气 污 染 物 排 放 标 准 》 （ GB13223-2011）把氮氧化物的排放浓度限于100mg/m3(123ppm)
9
广阔的脱硝工程市场容量
截止到2011 年底，全国火力发电装机容量达到76,546 万千瓦，较 2010 年增长了8.3% 的装机容量，其中燃煤发电机组容量为70,667 万千瓦。2010 年底，全国已投运的烟气脱硝机组容量超过2 亿千瓦， 2011 年全国各大环保公司新增的投运脱销工程容量3806 万千瓦。 至此，目前仍有超过65% 的火电机组急需上马烟气脱硝工程。预计 到“十二五”末，我国煤电装机容量将达到9 亿千瓦。据此推测在 今后的四年需要平均每年完成烟气脱硝1 亿千瓦机组容量以上。未 来存量脱硝市场规模为 420.70亿～781.30 亿元。 由此可见，我国在“十二五”期间烟气脱硝工程的市场需求十分巨大