燃煤电厂SCR技术简介解读
SCR脱硝技术在燃煤电厂中的应用研究
SCR脱硝技术在燃煤电厂中的应用研究随着工业化进程的加快,环境污染日益加重,特别是大气污染问题越来越引起人们的重视。
其中,NOx(氮氧化物)的排放是目前空气污染主要问题之一,而燃煤电厂是NOx主要排放源。
因此,燃煤电厂必须控制并减少NOx 的排放。
SCR (Selective Catalytic Reduction)脱硝技术在燃煤电厂中的应用,成为当前NOx减排的主要方式之一。
一、SCR脱硝技术的基本原理SCR脱硝技术是一种氧化还原反应,其基本原理为将含有NOx的烟气通过催化剂层,与NH3(氨气)分解出H2O和N2两种无害气体,从而达到降低烟气硝酸盐(NOx)浓度的目的。
SCR脱硝技术的催化剂通常是五氧化二钒(V2O5),由于V2O5可以在高温下稳定存在,同时具有良好的催化活性,因此广泛应用于这一领域。
二、SCR脱硝技术应用研究1. SCR脱硝反应过程优化SCR的反应过程需要一定的温度、氨气浓度、空气系数等条件,因此其优化也是非常重要的。
目前,通过改变SCR催化剂的化学组成和微观结构来优化反应过程的研究成为研究热点之一。
在改变SCR催化剂的化学组成方面,有一些学者通过加载不同的活性元素(如钼、钨、铬等)来达到优化反应过程的目的。
在微观结构的改变方面,研究者则尝试通过纳米技术来合成SCR催化剂,可以有效提高催化剂的比表面积和活性,从而进一步优化SCR反应过程。
2. SCR脱硝技术的应用案例目前,SCR脱硝技术在国内外的燃煤电厂中得到了广泛应用。
中国东北电力和中国国家电投等企业都采用了SCR脱硝技术。
而在美国,由于美国政府对燃煤电厂的限制越来越严格,SCR脱硝技术的应用也得到了快速发展。
例如,美国科罗拉多州ARC燃煤电厂就采用了SCR脱硝技术,通过使用SCR 催化剂,将粉煤灰处理过的废气中的NOx催化转化为N2。
该技术的成功应用,极大缓解了当地的大气污染问题。
三、结论SCR脱硝技术在燃煤电厂中具有良好的应用前景,它不但能够有效减少烟气中的NOx排放,同时还能降低大气污染。
火力发电厂选择性催化还原(SCR)法脱硝技术
火力发电厂选择性催化还原(SCR)法脱硝技术目前,我国发电装机容量已突破4亿kW,绝大多数为燃煤机组。
以火电厂为主排放的SO2和NOx不断增加。
尽管NOx所带来的危害有目共睹,但目前我国火电厂环保措施主要集中于脱硫处理,而在控制NOx排放方面则刚刚起步,与世界先进国家相比尚有很大差距,主要原因是这项技术发展较晚,需要的投资较大;另一方面,我国目前对NOx排放的要求较低,新建火电厂锅炉燃烧器只需采用低NOx燃烧技术就可以达到国家排放标准,故脱硝技术在整个火电厂环保措施中所占的比重较小。
针对这些问题,我国已着手进行烟气脱硝示范工程,要求已建和新建火电机组要逐渐把脱硝系统列入建设规划,到2010年,从目前的新建火电厂规模考虑,排除采用其他方式脱硝的机组。
专家估测认为,至少有2亿kW的机组容量需要建设脱硝系统,在脱硝项目上会形成可观的市场规模。
脱硝领域正在迅速形成一个总量达到1 100亿元的大市场。
它将是继火电厂脱硫技术后,又一个广阔的极具爆发性增长的市场。
从2004年底的“环保风暴”到2005年初的《京都协议书》正式生效、从国家不断发布扶持政策鼓励电力环保到大手笔的拨款资助,表明国家对电力环保产业化发展的支持力度越来越大,而烟气脱硝产业正是在此背景下进入快速发展时期。
烟气脱硝是继烟气脱硫之后国家控制火电厂污染物排放的又一个重点领域。
2004年7月,我国公布并实施《火电厂大气污染物排放标准》,对火电厂NOx排放要求有了大幅度的提高,并将成为控制火力发电厂大气污染物排放、改善我国空气质量和控制酸雨污染的推动力。
今后,国家将对重点火电企业以发电污染物排放绩效为基础,制定全国统一的火电行业SO2和NOx排放总量控制指标分配方法,并由国家统一分配30万kW以上火电企业的排放总量控制指标。
从“十一五”开始,国家与省级环保部门将对30万kW以上的火电企业的SO2、NOx排放总量控制指标实施共同监控。
目前应用的火电厂锅炉脱硝技术中,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction简称SCR)法脱硝工艺被证明是应用最多且脱硝效率最高、最为成熟的脱硝技术,是目前世界上先进的火电厂烟气脱硝主流技术之一。
scr脱硝技术节能技术措施
scr脱硝技术节能技术措施SCR脱硝技术是一种用于燃煤电厂和工业锅炉等燃烧设备中降低氮氧化物排放的先进技术。
它通过在烟气中注入氨水和催化剂,将氮氧化物转化为氮气和水蒸气,从而达到脱硝的目的。
SCR脱硝技术不仅能有效降低氮氧化物的排放浓度,还具有节能的特点。
SCR脱硝技术的节能技术措施主要包括以下几个方面:1. 充分利用余热:在SCR脱硝过程中,注入的氨水需要提前加热到一定温度才能发挥催化作用。
而烟气中含有大量的余热,通过合理设计脱硝装置,可以利用余热对氨水进行加热,减少外部能源的消耗,从而达到节能的目的。
2. 优化催化剂设计:SCR催化剂是SCR脱硝技术的核心部分,催化剂的性能和设计对脱硝效率和能耗有直接影响。
通过优化催化剂的成分、结构和形状等参数,可以提高催化剂的活性和稳定性,降低脱硝过程中的能耗。
3. 控制氨气的使用量:在SCR脱硝过程中,氨水中的氨气是催化剂发挥作用的关键。
合理控制氨气的使用量,可以减少氨气的浪费和排放,降低能源消耗。
4. 优化脱硝装置的运行参数:SCR脱硝装置的运行参数的优化也是节能的重要措施。
通过合理调整烟气温度、氨水的注入量和催化剂的分布等参数,可以提高脱硝效率,降低能耗。
5. 维护和清洗催化剂:催化剂在使用一段时间后会受到积灰和硫化物等污染物的影响,降低催化剂的活性。
定期对催化剂进行维护和清洗,可以恢复催化剂的活性,提高脱硝效率,减少能源的消耗。
6. 系统运行优化:SCR脱硝技术需要配合其他设备一起运行,如除尘设备、脱硫设备等。
通过对整体系统的运行进行优化,可以降低系统的能耗,提高整体的节能效果。
SCR脱硝技术作为一种先进的脱硝技术,具有较高的脱硝效率和较低的能耗。
通过合理的节能技术措施,可以进一步提高脱硝技术的节能效果,减少能源消耗,降低对环境的影响。
在未来的发展中,我们还应该不断探索和研究,进一步提高SCR脱硝技术的节能效果,为建设清洁、低碳的能源体系做出贡献。
SCR烟气脱硝技术在燃煤机组电厂的应用
SCR烟气脱硝技术在燃煤机组电厂的应用关键词:脱硝技术 SCR 脱硝系统SCR 脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
SCR脱硝技术原理及流程SCR(选择性催化还原法)是还原剂(电厂主要使用NH3)在催化剂作用下,将NOX还原为对大气没有多大影响的氮气和水,而不是被02所氧化,故称为“选择性”。
NH3分解反应和NH3氧化反应都在350℃以上才能进行,450℃以上才能激烈起来。
所以在一般的选择催化还原工艺中,反应温度常控制在300℃左右。
主要反应方程式4N O + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O6NO + 4NH3 →5N2 + 6H2O6NO2 + 8NH3 →7N2 + 12H2O2NO2 + 4NH3 +O2 →3N2 + 6H2OSCR脱硝系统的工艺组成SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。
1 氨储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存罐,一个氨气/空气混合器,两台用于氨稀释的空气压缩机(一台备用)和阀门,氨蒸发器等组成。
氨储存罐可以容纳15天使用的无水氨,可充至85%的储罐体积,装有液面仪和温度显示仪。
液氨汽化采用电加热的方式,同时保证氨气/空气混合器内的压力为350 kPa。
scr法主要机理
scr法主要机理摘要:一、SCR 法简介1.SCR 的定义2.SCR 法的作用二、SCR 法的主要机理1.还原剂的添加2.反应过程3.产物及副反应三、SCR 法的优点1.高效脱硝2.较低的运行成本3.较低的设备投资四、SCR 法的应用1.火电厂2.工业锅炉3.汽车尾气处理正文:SCR 法(Selective Catalytic Reduction,选择性催化还原法)是一种广泛应用于烟气脱硝的技术。
其主要机理是通过添加还原剂(如氨、尿素等),在催化剂的作用下,将NOx 转化为无害的N2 和水。
具有高效、低成本等优点,已广泛应用于火电厂、工业锅炉和汽车尾气处理等领域。
首先,我们来了解一下SCR 法的主要机理。
SCR 法的核心是在催化剂的作用下,还原剂与NOx 发生反应,生成无害的N2 和水。
在这一过程中,还原剂的选择至关重要,既要保证较高的还原性,又要避免与催化剂发生副反应。
反应过程通常在气相中进行,催化剂的选取要考虑其活性、稳定性、抗中毒性能等因素。
SCR 法具有以下优点:1.高效脱硝:SCR 法能将NOx 排放浓度降低到100mg/m以下,远低于我国规定的排放标准。
2.较低的运行成本:与其他脱硝技术相比,SCR 法的运行成本较低,可以降低燃料消耗,提高热效率。
3.较低的设备投资:SCR 法的设备投资相对较低,且设备结构简单,维护方便。
由于以上优点,SCR 法已广泛应用于以下领域:1.火电厂:作为燃煤电厂的主要脱硝手段,SCR 法在火电厂的应用最为广泛。
2.工业锅炉:SCR 法在工业锅炉上的应用也日益增多,有效降低了NOx 排放。
3.汽车尾气处理:在汽车尾气处理领域,SCR 法主要应用于柴油车,通过添加尿素等还原剂,降低尾气排放。
总之,SCR 法作为一种高效、低成本的脱硝技术,已得到广泛应用。
SCR脱硝技术概述
SCR脱硝技术概述我国年煤耗量的84 %直接用于燃烧,对于燃煤电厂则是100 %的燃烧。
如此大量的煤炭燃烧将会导致NOX 排放量剧增。
由于NOX 对人类和自然界存在危害,所以必须控制NOX 的生成和排放。
烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOX 排放的方法,具有很高的脱除效率,应用较多的是选择性催化还原法( SCR) 。
1SCR技术的原理SCR是一个燃烧后NOX 控制工艺,其包括将氨气喷入电站锅炉燃煤产生的烟气中;含有氨气的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器;在催化剂的作用下,氨气同NOX 发生反应,转化成水和氮气等几个过程。
反应基本方程式:4NH3 + 4NO +O2 →4N2 + 6H2O4NH3 + 6NO→5N2 + 6H2O8NH3 + 6NO2 →7N2 + 12H2O4NH3 + 2NO2 +O2 →3N2 + 6H2O通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃- 450 ℃的温度范围内有效进行。
在NH3 /No = 1 (物质的量比) 的条件下, 可以得到80 % - 90 %的脱硝率。
在反应过程中, NH3 可以选择性地和NOX 反应生成N2 和H2O,而不是被O2 所氧化,因此反应又被称为“选择性”。
2国外SCR应用情况选择性催化还原( selective catalytic reduction:SCR)技术是一项降低NOX 排放量的有效技术,另外它被证明在当前的流行的技术安装消费中是高性能,比较经济的解决方案,是应用最多且是最成熟的技术之一。
采用该法脱硝的反应温度取决于催化剂的种类,该方法能达到80% ~90%的NOX 降低率。
目前这一技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用,欧洲、日本、美国是当今世界上对燃煤电厂NOX 排放控制最先进的地区和国家,他们除了采取燃烧控制之外,大量使用的是SCR烟气脱硝技术。
日本和德国的一些燃煤电厂燃用中硫煤的实际应用数据表明,无论是烟气中的飞灰、SO2 /SO 3, NH3 的过量渗漏,还是SO2 过多生成SO3 ,都不会给SCR技术的操作带来异常困难。
火电厂SCR烟气脱硝技术(详细版本)
SCR烟气脱硝技术选择性催化还原法烟气脱硝技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)是指在一定温度和催化剂的作用下,“有选择性”地与烟气中的NO x反应并生成无毒无污染的N2和H2O。
还原剂可以是碳氢化物(如甲烷、丙烯)、NH3、尿素等。
工业应用的主要是氨水(25%)、液氨,其次是尿素。
SCR反应原理首先由ENGELHARD公司发现并于1957年申请专利,后来日本成功研制出了现今被广泛使用的V2O5/TiO2催化剂,并分别在1977年和1979年在燃油和燃煤锅炉上成功投入商业运用。
1975年日本Shimoneski 电厂建立了第一个SCR系统的示范工程,日本大约有170套装置,接近100GW容量。
在欧洲有大约120多套SCR装置。
我国明确规定自2004年1月1日开始执行新的《火电厂污染物排放标准》GB13223-2003,强化NO x排放控制,以后建设的火力发电锅炉必须预留烟气脱硝装置空间。
新建电厂应严格按照环保“三同时”原则,进行脱硝建设,排放不得超过250mg/Nm3。
SCR烟气脱硝技术目前成为世界上应用最多、最成熟并且最有效的一种烟气脱硝技术。
SCR技术对锅炉烟气NO x控制效果十分显著,占地面积小,技术成熟,容易操作,可作为我国燃煤电厂控制NO x污染的主要手段之一。
但SCR技术消耗NH3和催化剂,目前我们使用的催化剂大多还是依赖国外产品,因此催化剂的费用通常占到SCR系统初始投资的一半左右,其运行成本很大程度上受催化剂寿命影响,因此存在运行费用高、设备投资大的缺点。
烟气脱硝采用的主要手段是干法,其原因是NO x与SO3相比,缺乏化学活性,难以被水溶液溶解吸收;而NO x经还原后成为无毒的N2和H2O,脱硝的副产物容易处理。
SCR和SNCR在大型燃煤电厂获得了较好的商业应用,其中SCR在全球范围内有数百台的成功应用业绩和十几年的运行经验,日本和德国95%的烟气脱硝装置采用SCR 技术,该方法技术成熟、脱硝率高、几乎无二次污染。
SCR的名词解释
SCR的名词解释SCR,全称为选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction),是一种减少柴油发动机废气中氮氧化物(NOx)排放的先进技术。
本文将对SCR技术进行详细解释,介绍其原理、应用、优势和发展前景。
一、SCR技术的原理SCR技术利用催化剂将废气中的NOx与尿素溶液(也称为尿素水溶液或尿素选择性催化还原液)发生化学反应,转化为无害的氮气(N2)和水蒸气(H2O)。
这个过程需要在高温下进行,因此通常在废气管路中设置一个催化转化器。
催化转化器内部的催化剂能够将NOx和尿素溶液快速反应,以减少废气中的有害物质排放。
二、SCR技术的应用SCR技术最初是为了符合柴油发动机在欧洲和美洲的严格排放标准而研发的。
在柴油车辆中广泛应用SCR技术后,其排放的污染物明显减少,达到了更加环保的要求。
目前,SCR技术已广泛应用于燃煤发电厂、工业锅炉等领域,以降低排放煤烟中的NOx含量。
此外,SCR技术还可以用于一些特殊场合,如船舶排放控制和工业废气处理等。
三、SCR技术的优势1. 显著减少NOx排放:SCR技术能够将柴油发动机和燃煤锅炉等设备排放的有害氮氧化物转化为无害氮气和水蒸气,有效降低空气污染。
2. 省油节能:与传统的后处理技术相比,SCR技术对发动机的燃烧效率几乎没有影响,不会增加燃油消耗,因此具有较低的油耗成本。
3. 高稳定性和耐久性:SCR技术运行稳定可靠,能够长时间降低废气中的NOx排放,有助于保护环境和人体健康。
四、SCR技术的发展前景随着全球环保意识的增强和国际排放标准的不断提高,SCR技术将在未来得到进一步推广和应用。
目前,一些国家和地区已将SCR技术纳入法规要求,推动车辆和工业设备的环保升级。
未来,SCR技术还有望与其他先进技术相结合,如氨切割(Ammonia Slip)监控和催化剂再生,以进一步提高其性能和应用范围。
总结:SCR技术是一项关键的废气处理技术,通过选择性催化还原将废气中的NOx转化为无害物质,减少对环境的污染。
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,确保反应物质的均匀混合。
除尘设备则用于去除脱硝过程中产生的固体颗粒物,保证废气的清洁排放。
五、脱硝控制。
脱硝过程中的控制是保证脱硝系统正常运行的关键。
主要包括氨气喷射量的控制、催化剂的活性监测、废气温度的监测等。
合理控制氨气喷射量能够确保氨气与NOx的比例适当,提高脱硝效率;监测催化剂的活性能及时发现和处理催化剂的失活情况;废气温度的监测能够保证脱硝反应在适宜的温度范围内进行。
燃煤电厂SCR法烟气脱硝技术简介及选型思路
3 S R 法脱 硝 工 艺 系统 流 程 C
S R法 脱 硝 工 艺系 统 流程 主要 由贮 氨罐 、 C 混氨 装置、 喷氨装 置 、 有 催 化 剂 的反 应 塔 、 道 及控 制 装 烟 系统组 成 ,C S R反应塔 、 化剂见 图 1 催 。
S R反应塔 常见 布置 方式有 以下 三种 , 图 2 C 见 。
该技术 大 型火力 发 电机 组 已不 推荐 使 用 ; 是 S R 二 C
选择性 催 化 还原 技 术 。 即通 过 安 装 S R 脱 硝 装 置 C 对烟 气进 行 脱 硝 , B R 工 况 下 脱 硝 效 率 可 达 在 MC 7 % 一 0 。以下 将重 点介 绍 S R脱硝 技术 。 0 9% C
化 剂 表 面进 行 定期 吹 扫 。
・
2 S R法 脱 硝 原 理 C
S R法 脱硝是 采 用 氨气 ( H ) 为还 原 介 质 , C N ,作
燃 煤 电厂 的主要 原 料 就 是煤 , 煤燃 烧 生 成 的 氮
把符 合要 求 的氨气 喷 人 烟 道 中与 原 烟 气充 分 混 合 ,
在催 化剂 作用 下 , 并在有 氧 的条 件下 , 择性 地与烟 选 气 中的 N 主要 是 N 和 N : 发 生 化 学 反应 , O( O O) 生 成 无 害的氮气 ( 和水 ( , N) H 0) 主要 化 学反 应 方程
( . 州黔西 中水发 电有限公 司, 州 黔 西 1贵 贵
摘
5 1 1 ;. 55 4 2 贵州电力试验研 究院 , 州 贵 阳 5 00 ) 贵 5 0 2
要 : 择 性 催 化 还 原 法 ( C 脱 硝 工 艺是 目前 比较 成 熟 的 方 法 , 细 分 析 了其 脱 硝 原 理 、 艺流 程 、 硝 反 应 塔 选 S R) 详 工 脱
scr脱硝技术指标
SCR脱硝技术指标1. 简介SCR(Selective Catalytic Reduction)脱硝技术是一种常用于燃煤电厂和工业锅炉等燃煤设备中的脱硝技术。
它通过在烟气中注入尿素溶液或氨水,利用催化剂将氮氧化物(NOx)转化为无害的氮气和水蒸气,从而实现减少大气污染物排放的目的。
2. SCR脱硝技术原理SCR脱硝技术的主要原理是在适宜的温度、催化剂和氨(尿素)溶液浓度条件下,将烟气中的氮氧化物与氨发生反应,生成氮气和水。
该反应需要催化剂作为催化剂,常用的催化剂包括钛酸钾、钒酸钾等。
反应的化学方程式如下:4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O3. SCR脱硝技术指标SCR脱硝技术的指标主要包括以下几个方面:3.1 脱硝效率脱硝效率是指SCR脱硝系统对烟气中氮氧化物去除的能力,通常以百分比表示。
脱硝效率越高,说明系统对氮氧化物的去除能力越强。
3.2 氨逃逸率氨逃逸率是指SCR脱硝系统中氨逃逸到大气中的比例。
氨逃逸率越低,说明系统对氨的利用率越高,同时也减少了对环境的污染。
3.3 催化剂活性催化剂活性是指催化剂在SCR脱硝反应中的催化性能,主要包括催化剂的转化效率和稳定性。
催化剂活性越高,反应速率越快,脱硝效果越好。
3.4 温度窗口SCR脱硝反应需要在一定的温度范围内进行,称为温度窗口。
温度窗口是指SCR脱硝反应的最佳温度范围,通常在250-400摄氏度之间。
在温度窗口内,催化剂的活性最高,脱硝效果最好。
3.5 氨氧比氨氧比是指SCR脱硝反应中氨与氮氧化物的摩尔比。
氨氧比的选择对SCR脱硝效果有重要影响,过高或过低的氨氧比都会影响脱硝效率。
4. SCR脱硝技术的优势SCR脱硝技术相比其他脱硝技术具有以下优势:4.1 高效SCR脱硝技术具有高脱硝效率,能够将烟气中的氮氧化物去除率达到90%以上,甚至可以接近100%。
4.2 适应性强SCR脱硝技术对烟气中的氮氧化物浓度变化范围较大,适应性强。
scr法主要机理
scr法主要机理一、SCR技术概述选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,简称SCR)技术是一种用于减少氮氧化物(NOx)排放的先进燃烧后处理技术。
该技术主要应用于燃煤、燃气、燃油等锅炉和工业窑炉,通过在燃烧过程中加入还原剂(如尿素、氨等),在催化剂的作用下,将NOx转化为无害的氮气和水。
二、SCR反应原理SCR反应主要发生在催化剂表面,其基本原理是还原剂在催化剂表面与NOx发生反应,生成氮气和水。
反应过程如下:4NOx + 4NH3 + 4O2 → 4N2 + 4H2O其中,NH3作为还原剂,与NOx在催化剂表面发生反应,生成N2和H2O。
催化剂起到提高反应速率和选择性的作用,使反应在较低的温度下进行。
三、SCR催化剂及其分类SCR催化剂主要有以下几类:1.钒基催化剂:以钒为主要活性组分,适用于较低温度下的NOx去除。
2.钨钼催化剂:以钨和钼为主要活性组分,具有较高的NOx去除效率和较强的抗硫性能。
3.铂金属催化剂:以铂为主要活性组分,适用于较高温度下的NOx去除。
4.非贵金属催化剂:如铁、铈、锰等,具有成本优势,但性能相对较低。
四、SCR在我国的应用现状与前景近年来,随着我国环保政策的日益严格,SCR技术在我国得到了广泛应用。
目前,SCR技术已成功应用于燃煤、燃气、燃油等锅炉和工业窑炉,以及汽车尾气净化等领域。
在未来,随着我国环保产业的持续发展,SCR技术在我国具有广阔的市场前景。
五、降低SCR运行成本的措施1.选择高性能催化剂:选用高性能催化剂可以提高NOx去除效率,降低运行成本。
2.优化喷射系统:合理布置喷嘴,使还原剂与烟气充分混合,提高反应效率。
3.精细化管理:通过对SCR系统的运行参数进行实时监控,调整喷射量、喷射时机等,实现最佳运行状态。
4.降低能耗:通过优化烟道设计,降低阻力,提高锅炉热效率,降低能源消耗。
5.定期维护:定期对SCR系统进行检查和维护,确保系统运行稳定可靠。
燃煤电厂SCR烟气脱硝技术综述
燃煤电厂SCR 烟气脱硝技术综述杨 冬Ξ1,2 徐 鸿1 刘学亭2(1.华北电力大学能源与动力工程学院,北京 102206)(2.山东建筑大学热能工程学院,山东济南 250014)摘 要:SCR 技术是目前国际上最成熟、应用最广泛的脱硝技术,本文介绍了SCR 技术的脱硝原理,分析了SCR 技术的各系统构成,对电厂加装SCR 脱硝装置提出了几点建议。
关键词:SCR ;燃煤电厂;NO x ;脱硝 改革开放以来,我国电力事业蓬勃发展,2005年我国发电装机容量已经突破4.5亿千瓦。
在我国电源结构中,火电发电是主要发电方式,2005年底火电装机容量比重达到70%以上,在今后相当长的时间内这一格局不会发生大的改变。
2005年发电用煤达8亿吨,折合标准煤5.68亿吨。
据统计,我国大气污染物中氮氧化物是化石燃料在高温下与空气混合发生燃烧时产生的。
90%以上的氮氧化物来源于矿物燃料(如煤、石油、天然气等)的燃烧过程,其中70%来自于煤的燃烧。
而火电厂发电用煤又占了全国燃煤的70%。
到2005年,全国氮氧化物排放总量达到1800万吨左右,电力行业排放量约占一半。
按照目前的排放控制水平,2020年中国氮氧化物排放量将达到2900万吨左右。
其中火电厂排放的氮氧化物占全国排放总量的比例还会更大。
NOx 进入大气后,在阳光作用下,易形成化学烟雾,危害人体的呼吸系统,NO 还是破坏大气臭氧层和形成酸雨的前驱气体之一,破坏生态环境。
面对严峻的环保形势,2003年我国颁布了新的《火电厂大气污染物排放标准》,国家允许的氮氧化物最高排放浓度(标准状态)为450mg Πm3(Vdaf >20%),并且自2004年7月开始征收氮氧化物排污费,标准为0.63元Π公斤。
由于炉内低氮燃烧技术的局限性,使得N Ox 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低N Ox 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。
scr和sncr脱硝技术的原理
scr和sncr脱硝技术的原理SCR(Selective Catalytic Reduction)和SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction)是两种常见的脱硝技术,用于降低燃煤电厂和工业锅炉中产生的氮氧化物(NOx)排放。
这两种技术在原理和应用方面略有不同,但都能有效地减少NOx的排放。
本文将分别介绍SCR和SNCR的原理及其在脱硝过程中的应用。
SCR脱硝技术的原理是利用催化剂催化氨气(NH3)和NOx之间的化学反应,将NOx转化为无害的氮气和水。
该技术主要由氨气喷射系统、催化剂层和反应器组成。
首先,氨气通过喷射系统被喷洒到烟气中,然后进入催化剂层。
在催化剂的作用下,氨气与NOx发生催化还原反应,生成氮气和水。
这种反应在较高的温度(约200-450摄氏度)和较高的催化剂活性下最为有效。
SCR脱硝技术具有高效、稳定、可靠的特点。
由于催化剂的存在,SCR脱硝技术可以在较低的温度下进行,从而节约能源。
此外,SCR技术对烟气中的氧气含量和水汽含量要求较低,具有较好的适应性。
然而,SCR技术的实施需要氨气作为还原剂,这对氨气的储存、输送和消耗提出了一定要求,增加了运行成本。
SNCR脱硝技术则是利用非催化剂的化学反应将NOx还原为氮气和水。
与SCR不同,SNCR技术在较高温度下直接喷射还原剂(通常为氨水或尿素溶液)到燃烧区域,通过与燃烧产物中的NOx反应,使其转化为无害物质。
该技术主要由还原剂喷射系统和反应器组成。
在燃烧过程中,还原剂被喷射到燃烧区域,与高温下的NOx发生反应,生成氮气和水。
SNCR脱硝技术具有简单、灵活、成本较低的特点。
相比于SCR技术,SNCR技术不需要催化剂,节约了催化剂的成本和维护费用。
此外,SNCR技术适用于烟气温度较高的情况,对燃烧条件的要求也较低。
然而,SNCR技术受到烟气温度、氨水喷射量和反应时间等因素的影响较大,需要进行精确的操作和控制。
电厂SCR脱硝工程简介
台反应器共设15只声波吹灰器,备用层吹灰器暂不 安装。本工程每台机组共30个声波吹灰器运行,由 DCS系统控制。其工作介质为压缩空气。 声波吹灰器每10分钟钟发声10秒。同层相邻2台声波 吹灰器为一组或落单的一个为一组,组内同时发声 清灰。共16组。发声10秒后,间隔27.5秒,下一组开 始发声。一次发声最大耗气量0.76Nm3/喷吹1次 (10s,两个同时),每小时耗气量85.12Nm3/h。
NO能与血红蛋白作用,降低血液的输氧功能。对NO2呼吸器官 有强烈的刺激,能引起急性哮喘病。NOX对眼睛和上呼吸道黏 膜刺激较轻,主要侵入呼吸道深部和细支气管及肺泡,到达肺 泡后,因肺泡的表面湿度增加,反应加快,在肺泡内约可阻留 80%,一部分变成N2O4。N2O4与NO2均能与呼吸道黏膜的水分 作用生成亚硝酸与硝酸,这些酸与呼吸道的碱性分泌物相结合 生成亚硝酸盐及硝酸盐,对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用, 可增加毛细血管及肺泡壁的通透性,引起肺水肿。
催化剂能满足烟气温度不高于400℃、不低于310℃ 的情况下长期运行,同时催化剂能承受运行温度 420℃不少于5小时的考验,而不产生任何损坏;催 化剂保证寿命为24000运行小时。
声波吹灰器
本工程SCR反应器采用声波吹灰模式,每台反应器安 装一套吹灰系统。每一层催化剂设置吹灰器。备用 层吹灰器只预留吹灰器接口。
NOX 形成机理
C. 快速型 NOX
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 %。
NOX 的控制 技术
燃煤电厂SCR脱硝技术浅析
材 上压 制而成 ; 蜂 窝式 催化剂不采用基材 , 而是 把含有活性 成分 载体的混合物整体挤压 成型 ;波纹状催化剂其 外形如起伏 的波
纹, 从 而形 成 小 孔 。
1选 择 性 催 化 还 原 ( S CR) 工 艺
S C R脱硝装 置可以布置 在水平烟道或垂直烟道 中 , 但对于燃 4影响 S C R 脱硝 效率 的主要 因素 煤锅炉一般布置在垂直 烟道 中 , 因为烟气 中含有大量粉 尘 , 布置
3 S C R 工 艺 催 化 剂 的 选 择
催化剂 的选择是否合适 , 是S C R法脱硝技术关键 的环节 。催 化剂 的催化活性是一个重要指标 , 以材质分类可分为 贵金属催化 剂 、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂等, 不同材质 的催化剂其
我国 目前 以采用金属氧化物为催化剂居多。 选择性催化还原 S C R法烟气脱硝技术具有较高的脱硝效率 , 催化活性是不同的, 以形状 分类可 以分为平板式 、 波纹状 、 和蜂窝式等。平板式催 运行稳定 , 装置结构简单 且维护简便 , 初期一次性投资相对较低 , 化 剂一 般是将含有活性成份 的载体覆盖在不锈 钢金属 网格 的基 不会 因副产物 的产生而形成二次 污染等诸多优点 , 因而在 国内外
一
. 1催化 剂 在水平 烟道 中容易引起 S C R脱硝装置堵塞 。 催化剂 、 催化反应器 、 4 般来讲 , 在催化剂选定 的条件下 , 表 面积越大 和结构越简 氨存储 和喷射系统是 S C R法脱硝系统的主要组成部分 , 根据催化 单 , 越有利于催化剂 的布置和反应器 内反应物 的反应 。在反应器 剂反应器布置在锅炉末 段烟道中的位 置 , 基本可 以分为三种工艺
燃 煤 电厂 S C R 脱 硝 技 术浅 析
火电厂SCR脱硝技术理论
⽕电⼚SCR脱硝技术理论电⼚SCR脱硝技术理论⼀、SCR脱硝技术简介在众多的脱硝技术中,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。
1975 年在⽇本Shimoneski电⼚建⽴了第⼀个SCR系统的⽰范⼯程,其后SCR技术在⽇本得到了⼴泛应⽤。
在欧洲已有120 多台⼤型装置的成功应⽤经验,其NOx的脱除率可达到80%~90%。
⽇本⼤约有170套装置,接近100GW 容量的电⼚安装了这种设备,美国政府也将SCR技术作为主要的电⼚控制NOx技术,SCR ⽅法已成为⽬前国内外⼤型超临界机组⽐较成熟的主流脱硝技术。
图5.4 SCR⼯艺流程⼆、SCR脱硝反应原理图5.5 SCR脱硝化学反应机理(5-3) (5-4) (5-5) (5-6)三、还原剂的选择表5-1 还原剂的特点四、催化剂的选择1) 催化剂分类SCR 催化剂可以根据原材料、结构、⼯作温度、⽤途等标准进⾏不同的分类。
按催化剂原材料分为铂系列、钛系列、钒系列及混合型系列。
⽬前的SCR 催化剂⼀般为使⽤TiO2载体的V2O5/WO3及MoO3等⾦属氧化物。
催化剂的这些主要成分占99%以上, 其余微量组分对催化剂性能也起到重要作⽤。
所有催化剂的配⽅均为催化剂⼚商的机密。
按催化剂结构分为板式、波纹式和蜂窝式,如下图所⽰。
板式催化剂为⾮均质催化剂,以玻璃纤维和TiO2为载体,涂敷V2O5和WO3等活性物质,其表⾯遭到灰分等的破坏磨损后,不能维持原有的催化性能,催化剂再⽣⼏乎不可能。
波纹式催化剂为⾮均质催化剂,以柔软纤维为载体,涂敷V2O5和WO3等活性物质,催化剂表⾯遭到灰分等的破坏磨损后,不能维持原有的催化性能,催化剂再⽣不可能。
蜂窝式催化剂属于均质催化剂, 以TiO2、V2O5、WO3为主要成分,催化剂本体全部是催化剂材料,因此其表⾯遭到灰分等的破坏磨损后,仍然能维持原有的催化性能,催化剂可以再⽣。
蜂窝式波纹式板式图5.6 催化剂结构形式表5-2 三种常⽤催化剂的特点全世界⼤部分燃煤发电⼚(95%)使⽤蜂窝式和板式催化剂,其中蜂窝式催化剂由于其强耐久性、⾼耐腐性、⾼可靠性、⾼反复利⽤率、低压降等特性,得到⼴泛应⽤。
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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
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H3/NOX摩尔比
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)
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
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
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
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
• 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
5
我国酸雨对土壤PH的 影响
酸雨严重酸化土壤
6
NOX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
“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
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%