脱硝技术培训ppt

SCR工艺、SNCR工艺 及SNCR/SCR混合工艺烟气脱硝技术比较
SNCR/SCR混合工艺特点
有机结合了SCR工艺和SNCR工艺有利特点的新工艺，已于90年代 后期研发成功并应用于大型燃煤机组 SNCR / SCR系统中， SNCR阶段逃逸的氨会随烟气流向下游的 SCR系统，使得氨利用率更加完全 大量节省催化剂的使用量 SNCR / SCR系统因锅炉内已装有SNCR系统而大幅度减少其所需 的SCR反应容积，进而降低SCR系统的装置成本和空间
4. 主要的烟气脱硝工艺
选择性非触媒还原法SNCR工艺 选择性触媒还原法(SCR)工艺 SNCR / SCR混合法工艺
4.1选择性非触媒还原法 ( Selective Non Catalytic Reduction )
SNCR技术是非触媒的炉内喷射工艺 80年代中期SNCR技术在国外研发成功，开始大量应用于中小型机组，至 90年代初期成功地应用于大型燃煤机组。该技术的运行经验至今已成功的 应用于600－800MW等级燃煤机组 其原理是在炉内喷射氨、尿素等化学还原剂使之与烟气中的氮氧化物反应, 将其转化成分子氮(N2)及水(H2O) 此技术是选择仅减少氮氧化物而不涉及其它类氧化物（如CO2等），目前 最新的SNCR技术与NOx有效反应温度范围已可达850oC~1250oC之间 因为将化学反应剂喷入炉内正确的位置且随锅炉负荷变化而调整是非常重 要的，因此要求SNCR技术在设计阶段对每台对象机组实施计算机模拟分 析，从而设计出随温度场变化的运行控制系统。
电力规划院原院长汤蕴琳教授：“国家排放标准一般八年 修订一次，预计到2020年NOx排放控制标准可能降到 200mg/nm3”。
2. 火电厂氮氧化物排放现状 以及排污费征收标准
我国目前NOx的排污费征收标准为：
0.63元/kg NOx
国内氮氧化物排放现状
我国近年氮氧化物(NOx)大气污染物的主要来源是火 力发电厂，目前火电厂每生产1000千瓦时的电力，相 应产生2.1千克的氮氧化物，2000年氮氧化物的排放量 已达到358.02万吨/年。 根据NOx生成机理，在实际应用中，主要采用低NOx 燃烧技术和烟气脱除的办法对其控制，而我国目前应 对氮氧化物污染的主要方式仅是新建机组采用低NOx 燃烧技术，对于旧有机组，直接排放是导致氮氧化物 污染的一项主要因素。
SCR工艺、SNCR工艺 及SNCR/SCR混合工艺烟气脱硝技术比较
SCR工艺特点
脱硝效率高，能达到90％以上，当要求氮氧化物脱除率较高时，经 济性最好的工艺 技术成熟，运行可靠，便于维护 反应器对气体混合均匀度、温度、触媒实际操作情况等比较敏感 易形成氨－硫化合物（ABS)堵塞空气预热器
0
NH3/NOx 摩尔比
NH3 未反应量 (ppm)
锅炉SCR脱硝系统装置的基本流程图
NH3 混合器 蓄压器 NH3 喷注 锅炉 脱硝反应器 空气预热器 NH3 液化罐
蒸发器
静电除尘器 烟囱
换热器 增压风机
脱硫系统
SAH 引风机 送风机
脱硝反应器的总括图 (垂直流型)
导叶片
NH3 喷嘴 (AIG)
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这种燃烧改善技术有低NOx燃烧器(LNB),空气分级燃尽风(Over Fire Air)、再燃技术 (Reburn)及烟气再循环（Flue Gas Recirculation）等
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在规划新建大型燃煤机组时，应一次设计到位考虑设置低NOx燃烧器
对改造锅炉，实施低NOx燃烧器和现有的燃烧系统炉膛结构影响不一，故需要分别评估再 决定。有时实施需对现有的供风系统和炉膛进行较大程度的改造而不适用燃烧改良法
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但是燃烧改良法通常无法单独的满足较严的NOx排放标准。联合使用燃烧改良和SNCR或 SNCR/SCR混合法，对改造锅炉较适用且经济。国外通常与烟气后脱硝技术SNCR或SCR 法联合使用
燃烧后NOx的脱除技术
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SCR技术：选择性触媒还原法
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SNCR技术：选择性非触媒还原法
SNCR/SCR混合法技术：选择性非触媒还原法和选择 性触媒还原法的混合技术
（＞100mmH2O）
SNCR/SCR混合型 尿素或NH3 前段:850－1250℃，后段:320－400℃ 后段加装少量催化剂(成份同前) 40%~90% SO2/SO3氧化较SCR低 3－5ppm左右
SNCR 尿素或NH3 850－1250℃ 不使用催化剂 大型机组25%~40%，小型机组 配合LNB、OFA技术可达80% 不导致SO2/SO3氧化 5－10ppm
4.1选择性非触媒还原法 ( Selective Non Catalytic Reduction )
使用计算机流体力学（CFD)和化学动力学模型(CKM)进行工程设计， 即将先进的虚拟现实设计技术与特定燃烧装置的尺寸、燃烧类型和特 性、锅炉负荷范围、燃烧方式、烟气再循环（如果采用）、炉膛过剩 空气、初始或基线NOx浓度、炉膛烟气温度分布、炉膛烟气流速分布 等相结合进行工程设; 实际运行时SNCR的反应窗将随温度场的分布 而实施自动追踪调整，不受燃料种类或煤的质量变化的影响 最普遍应用的化学反应剂为尿素或氨 SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可在25-40%之间，对小型机组其效率 可达80%
工程造价低，占地面积小，适用于老厂改造，新炉可依据炉子设计加 以配合，脱硝效率更高
4.2选择性触媒还原法 ( SelectiveHale Waihona Puke BaiduCatalytic Reduction)
SCR为一种炉后脱硝反应装置，最早由日本于70年代后期完成商业
运行，至80年代中期欧洲也成功地实现了SCR的商业运行 设置触媒装置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，其作用为 使喷入之氨与烟气中之NOx加速反应实现脱硝 在此情况时，其有效反应之温度范围较SNCR低的多，约在320oC ~400oC之间 最普遍使用的化学反应剂（还原剂）为氨与尿素
(锅炉无需增加催化剂反应 器) 多数大型机组成功运转经验
多数大型机组成功运转经验
SNCR、SCR及SNCR/SCR的技术经济指标分析
锅炉的影响
受省煤器出口烟气温度的影响
大 （需增加大型催化剂反应器和供 氨或尿素系统）
受炉膛内烟气流速、温度分布及NOx分 布的影响(需做计算机模拟分析)
较小 (需增加一小型催化剂反应器，无
与SNCR/SCR混合系统影响相同 (需做计算机模拟分析)
小
11 12
占地空间 使用业绩
需增设供氨或尿素系统) 多数大型机组成功运转经验
1.
火电厂氮氧化物排放标准
•《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003)
•《DB11/139-2002 锅炉污染物综合排放标准》
规定大于45.5MW的燃煤锅炉氮氧化物排放量限值250mg/m3
火电厂氮氧化物排放标准发展趋势
国家环境保护总局污染控制司大气处刘孜处长: “国家规划在第十一个五年计划期间完成脱硝技术的引进 和示范工程，在第十二个五年计划期间制定严格的NOx 总量排放控制标准”。
3.3 NOx的脱除技术
设法消除燃烧后所生成NOx的技术，世界上比较成熟的有70年代开发并应用的选择 性触媒还原法(SCR) ，80年代中期研发成功并得到广泛应用的选择性非触媒还原法 (SNCR) 以及90年代后期研发成功并在大型燃煤机组得到成熟应用的SNCR/SCR混 合法技术。
燃烧改良法
•
燃烧改良法是控制NOx生成条件以达到脱硝目的，是一种经济的控制NOx的排放策略。控 制NOx生成条件即在燃烧过程中，控制燃烧温度，一直保持让氧和氮分开，使二者结合生 成NOx的可能性降至最低
国内氮氧化物排放现状
中国电力氮氧化物排放状况 2000年 2002年 2010年 358.02万吨 520.00万吨 594.74万吨（预计）
中国典型燃煤机组的NOx排放情况
600MW及以上机组 200MW及200MW 100MW及以下小型机组 380－450mg/Nm3 650－1300mg/Nm3 700－1800mg/Nm3
SNCR/SCR混合法可利用逃逸的氨作为后部SCR的还原剂，从而 可使其脱硝效率逐步升级最终可达到80%以上
SNCR /SCR混合型原理示意图
前段
850~1,250 ℃
后段
320~400 ℃
4 NO 4 NH 3 O2 4 N 2 6H 2O 6 NO2 8NH 3 7 N 2 12H 2O NO NO2 2 NH 3 2 N 2 3H 2O
整流器(缓冲层)
触媒层
触媒框架结构
未来层
触媒荷载设备(临时的)
吹灰器
烟气
NH3 Storage & Supply System
NH3 Loading facility
NH3 dilution tanker
NH3 Storage Tanker NH3 Vaporizer
4.3 SNCR/SCR混合法工艺
3. 减少氮氧化物排放的方法
3.1 NOx的形成及控制方法 氮氧化物(NOx)的形成是由于氮与氧在非常高的温度时的结合，世界上控制NOx的技 术包括锅炉内燃烧中尽量避免NOx的生成技术和NOx生成后的排除技术。 3.2 燃烧改良法 燃烧器或炉膛被设计成可调整的分级进气或再燃烧，以做阶段式燃烧来降低氧化氮 的生成
烟气脱硝技术综合特性比较
主要成熟技术 1 2 3 4 5 6 还原剂 反应温度 催化剂 脱硝效率 SO2/SO3氧化 NH3 逃逸 对空气预 热器影响 系统压力损失 SCR NH3或尿素 320－400℃ 成份主要为TiO2， V2O5 WO3 70%~90% 会导致SO2/SO3氧化 3－5ppm 催化剂中的V、Mn、Fe等多种金属 会对SO2的氧化起催化作用， SO2/SO3氧化率较高，而NH3与SO3 易形成NH4HSO4造成堵塞或腐蚀 催化剂会造成较大的压力损失
SNCR/SCR混合法技术是一种结合了炉内脱硝SNCR法及炉后脱 硝SCR法而成的新系统 于90年代后期研发成功并成熟的应用于多数大型燃煤机组，该技 术非常适合新建大型机组，同时也非常适用于场地狭窄的老厂改 造。
应用于SNCR法的化学还原剂被设计成在炉内脱硝后之余氨再进 入SCR的催化剂实施再脱硝。此系统可提供电厂比较经济的脱硝 方式，它可提供电厂在符合环保法规的要求下，阶段性的增添设 备及催化剂，而无需将资金做一次性投入，并可大量节省电厂脱 硝运转费用
脱硝技术
内容目录
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 火电厂氮氧化物排放标准 火电厂氮氧化物排放现状以及排污费征收标准 减少氮氧化物排放的方法 主要的烟气脱硝工艺 脱硝工艺选择 我国烟气脱硝市场现状以及发展趋势 国外主要烟气脱硝公司在中国市场的发展情况 Fuel-tech公司烟气脱硝工艺的技术优势 FBE公司烟气脱硝工艺的技术优势 结束语
7
SO2/SO3氧化率较SCR低，造成堵塞或腐 蚀的机会较SCR低 催化剂用量较SCR小，产生的压力损失 相对较低(＜40-60mmH2O) 影响与SCR相同
不会因催化剂导致SO2/SO3的氧 化，造成堵塞或腐蚀的机会为 三者最低 没有压力损失 无影响
8 9 10
燃料的影响
高灰分会磨耗催化剂，碱金属氧 化物会使催化剂钝化
SCR反应原理示意图
脱硝效率和氨的逃逸率之相关关系
脱硝运行NH3/NOx 摩尔比
脱硝运行关系曲线
100
设计的脱硝效率
上限 :小于设计的 NH3 未反应量(如:小于 5ppm) 下限 :大于设计的脱硝效率 (如:大于 80%)
脱硝效率 (%)
运行时的 NH3/NOx 摩尔比
设计的 NH3未反应量
2 NO ( NH 2 )2 CO 1 2 O2 2 N 2 2 H 2O CO2
再利用
省去SCR之AIG系统
5. 烟气脱硝工艺的选择
技术要求＋经济性
SCR工艺、SNCR工艺
及SNCR/SCR混合工艺烟气脱硝技术比较
SNCR工艺特点
NOx脱硝率低，仅可达到25－40％ 因不增加SO3可较SCR放宽NH3逃逸条件 对于多层喷入，控制系统适当的跟随负荷及温度能力 工程造价较低，占地面积小，适用于老厂改造，新炉如依锅炉设 计加以配合，脱硝效率会更高