SCR脱硝工艺讲解ppt课件
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脱硝工艺介绍
潍坊科达环境工程有限公司 技术部
一、为什么要装设脱硝装置？
1.目前能源利用的现状
国民经济的持续发展，离不开能源的支持。无论过去、现在， 还是将来的一段时间内，能源的主角都是煤炭。在一次能源总消费 中，煤炭占76％。煤产量的80％是直接用于燃烧，其中发电厂用煤 量大于总产量的30％。
2.燃烧产生的NOx问题
热力型NOx是指当炉膛温度在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NOx的生成有很大影响。
燃料型NOx指的是燃料中的有机氮化物在燃烧过程中生成的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%。过量空气系数越大, NOx的生成和转化率也越高。 对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
五、SCR脱硝技术的原理
SCR技术是还原剂（NH3、尿素）在催化剂作用下，选择性的与NOx 反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故称为“选择性”，这个化 学反应对反应温度有一定要求，即在280～420 ℃ 范围内。其主要 的反应公式如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO2+O2→6N2+6H2O 脱硝反应后的产物可以从上式中看出，具为N2和水，可以自然排 放，不存在像湿法处理的产物要进行专门的处理和存放。 反应原理如下图所示:
二、NOx是怎样生成的？
气 煤造炭一成的般污直意染接义的燃上主烧的，要NO是电x包力NO括工和N业N2OO又2、，是N我O我、国国N氮O的2氧、燃化N煤2物O大3、的户N排2，O放4因、量此N中2O火57等0力%，来发但自电对于厂大 是NOx排放的主要来源之一。
在煤的燃烧过程中, NOx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。
SCR的原理是在特定催化剂作用下，用NH3、尿素或其他还原剂选 择性地将NOx还原为N2和H2O,其脱除率高，被认为是最好的烟气脱硝 技术，但缺点是投资和操作费用较大。
1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统的示范工程， 脱硝效果显著。迄今为止在欧美国家、中国已得到大范围的推广使 用，其NOx的脱除率可达到80-90%。
三、去除NOx的方法？
1.两个步骤
控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类，一 次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量，即低NOx 燃烧技术；二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除， 即烟气脱硝技术。
2.一次措施
（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃 烧；
2.此次采用的脱硝方法
我公司此次采用的脱硝方法是SCR干法脱硝，因此重点分析SCR脱 硝的原理及其结构。
五、SCR脱硝技术的原理
SCR既是英文--Selective Catalytic Reduction，意思为选择性 催化还原法。其核心技术是用氨催化还原促使烟气中NOx大幅度净化 的方法，以满足日趋严格的NOx排放标准。
脱硝处理的工艺流程如下：
液氨由槽车运送到液氨储罐，液氨储槽输出的液氨 在蒸发器内蒸发为氨气，并将氨气加热到常温后，送到 氨气缓冲罐备用。氨气缓冲罐的氨气经调压阀减压后， 通过喷氨格栅的喷嘴喷入烟气中与烟气混合，再经静态 混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度且 与氨气充分混合的烟气流经SCR反应器的催化层时，氨气 与NOx发生催化氧化还原反应，将NOx还原为无害的N2和 H2O。
六、SCR脱硝技术的结构
SCR脱硝装置主要由氨气供应储存系统、稀释空气系统、 烟道系统、 氨喷射系统、SCR反应器、催化剂、吹灰器等组成。其 核心装置是反应器（催化剂即安装于反应器内部），有水平和垂直 气流两种不同方式。在燃煤锅炉中，烟气的含尘量很高，一般采用 垂直气流方式。
六、SCR脱硝技术的结构
（2）降低燃烧温度，防止产生局部高温区； （3）缩短烟气在高温区的停留时间。
3.二次措施
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。
四、脱硝技术的分类
1.各种方法介绍
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。
六、SCR脱硝技术的结构
六、SFra Baidu bibliotekR脱硝技术的结构
NH3与烟气均匀混 合后一起通过一 个填充了催化剂 (如V2O5-TiO2)的 反应器，NOx与 NH3在其中发生还 原反应，生成N2 和H2O。反应器中 的催化剂分上下 多层(一般为 2+1—3+1层)有序 放置。
六、SCR脱硝技术的结构
SCR反应器的内部实物图
就目前而言，干法脱硝占主流地位。 其原因是：NOx 与SO2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N2和O2，脱硝的副产品便于处理；NH3 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）。
煤炭作为能源在国民经济发展中做出了巨大的贡献，但同时在 其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题，危及生态平衡 与人类的生存。煤燃烧时排放的NOx是大气污染的元凶之一，该物质 达到一定浓度就会对人体健康构成威胁和危害。氮氧化物与空气中 的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中落 到地面。硝酸是酸雨的重要原因之一，它与其它污染物在一定条件 下能产生光化学烟雾污染。严重破坏了生态环境，并且严重危害人 体呼吸系统。
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/15
七、SCR脱硝设备部件介绍
1.SCR反应器
SCR反应器截面成矩形，壳体由起到加强作用的型钢和钢 板组成，反应器的载荷通过它的两侧承重墙均匀的分布，向 下传递，利用反应器底部的弹性支座传递到SCR钢构架的支 撑梁上。
潍坊科达环境工程有限公司 技术部
一、为什么要装设脱硝装置？
1.目前能源利用的现状
国民经济的持续发展，离不开能源的支持。无论过去、现在， 还是将来的一段时间内，能源的主角都是煤炭。在一次能源总消费 中，煤炭占76％。煤产量的80％是直接用于燃烧，其中发电厂用煤 量大于总产量的30％。
2.燃烧产生的NOx问题
热力型NOx是指当炉膛温度在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NOx的生成有很大影响。
燃料型NOx指的是燃料中的有机氮化物在燃烧过程中生成的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%。过量空气系数越大, NOx的生成和转化率也越高。 对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
五、SCR脱硝技术的原理
SCR技术是还原剂（NH3、尿素）在催化剂作用下，选择性的与NOx 反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故称为“选择性”，这个化 学反应对反应温度有一定要求，即在280～420 ℃ 范围内。其主要 的反应公式如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO2+O2→6N2+6H2O 脱硝反应后的产物可以从上式中看出，具为N2和水，可以自然排 放，不存在像湿法处理的产物要进行专门的处理和存放。 反应原理如下图所示:
二、NOx是怎样生成的？
气 煤造炭一成的般污直意染接义的燃上主烧的，要NO是电x包力NO括工和N业N2OO又2、，是N我O我、国国N氮O的2氧、燃化N煤2物O大3、的户N排2，O放4因、量此N中2O火57等0力%，来发但自电对于厂大 是NOx排放的主要来源之一。
在煤的燃烧过程中, NOx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。
SCR的原理是在特定催化剂作用下，用NH3、尿素或其他还原剂选 择性地将NOx还原为N2和H2O,其脱除率高，被认为是最好的烟气脱硝 技术，但缺点是投资和操作费用较大。
1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统的示范工程， 脱硝效果显著。迄今为止在欧美国家、中国已得到大范围的推广使 用，其NOx的脱除率可达到80-90%。
三、去除NOx的方法？
1.两个步骤
控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类，一 次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量，即低NOx 燃烧技术；二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除， 即烟气脱硝技术。
2.一次措施
（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃 烧；
2.此次采用的脱硝方法
我公司此次采用的脱硝方法是SCR干法脱硝，因此重点分析SCR脱 硝的原理及其结构。
五、SCR脱硝技术的原理
SCR既是英文--Selective Catalytic Reduction，意思为选择性 催化还原法。其核心技术是用氨催化还原促使烟气中NOx大幅度净化 的方法，以满足日趋严格的NOx排放标准。
脱硝处理的工艺流程如下：
液氨由槽车运送到液氨储罐，液氨储槽输出的液氨 在蒸发器内蒸发为氨气，并将氨气加热到常温后，送到 氨气缓冲罐备用。氨气缓冲罐的氨气经调压阀减压后， 通过喷氨格栅的喷嘴喷入烟气中与烟气混合，再经静态 混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度且 与氨气充分混合的烟气流经SCR反应器的催化层时，氨气 与NOx发生催化氧化还原反应，将NOx还原为无害的N2和 H2O。
六、SCR脱硝技术的结构
SCR脱硝装置主要由氨气供应储存系统、稀释空气系统、 烟道系统、 氨喷射系统、SCR反应器、催化剂、吹灰器等组成。其 核心装置是反应器（催化剂即安装于反应器内部），有水平和垂直 气流两种不同方式。在燃煤锅炉中，烟气的含尘量很高，一般采用 垂直气流方式。
六、SCR脱硝技术的结构
（2）降低燃烧温度，防止产生局部高温区； （3）缩短烟气在高温区的停留时间。
3.二次措施
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。
四、脱硝技术的分类
1.各种方法介绍
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。
六、SCR脱硝技术的结构
六、SFra Baidu bibliotekR脱硝技术的结构
NH3与烟气均匀混 合后一起通过一 个填充了催化剂 (如V2O5-TiO2)的 反应器，NOx与 NH3在其中发生还 原反应，生成N2 和H2O。反应器中 的催化剂分上下 多层(一般为 2+1—3+1层)有序 放置。
六、SCR脱硝技术的结构
SCR反应器的内部实物图
就目前而言，干法脱硝占主流地位。 其原因是：NOx 与SO2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N2和O2，脱硝的副产品便于处理；NH3 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）。
煤炭作为能源在国民经济发展中做出了巨大的贡献，但同时在 其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题，危及生态平衡 与人类的生存。煤燃烧时排放的NOx是大气污染的元凶之一，该物质 达到一定浓度就会对人体健康构成威胁和危害。氮氧化物与空气中 的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中落 到地面。硝酸是酸雨的重要原因之一，它与其它污染物在一定条件 下能产生光化学烟雾污染。严重破坏了生态环境，并且严重危害人 体呼吸系统。
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/15
七、SCR脱硝设备部件介绍
1.SCR反应器
SCR反应器截面成矩形，壳体由起到加强作用的型钢和钢 板组成，反应器的载荷通过它的两侧承重墙均匀的分布，向 下传递，利用反应器底部的弹性支座传递到SCR钢构架的支 撑梁上。