脱硫脱硝主要工艺和设备介绍
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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%。过量空气系数越高, NOx的生成和转化率也越高。
头所指即抑制和促使NOx破坏的途径
空气N2
空气中的氮
燃料中氮的转换 杂环氮化物
烃生成物中结合的氮 Zeldovich机理
氰 (HCN, CN)
氰氧化物(OCN, HNCO)
NO再燃烧
烃生成物 CH， CH2
NOx
氨类(NH3, NH2，
N2O
NH，N)
NOx
还原气氛 氧化气氛
N2
H
选择性非催化还原法（SNCR）
脱硫主设备介绍
1、脱硫塔
脱硫塔是氨法脱硫的核 心设备，脱硫塔集气液传 质、化学吸收、氧化、结 晶等多种化工单元功能于 一体，具有较高操作弹性 和较高的脱硫脱硝功能， 氮氧化物脱除率在45％， 二氧化硫的脱除率可达95 ％以上。
净烟气
除雾器
水
SO2 含量：≤100mg/Nm3
喷淋层
脱硫效率：≥96％ 除尘率：≥50％
快速型NOx主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃 烧 化时 而所 生产成生的N的O烃x。,与在燃燃烧煤空锅气炉中中的,其N2生发成生量反很应小,,形一成般的在C燃N和用H不CN含继氮续的氧 碳氢燃料时才予以考虑。
对常规燃煤锅炉而言，NO来自百度文库主要通过燃料型生成途径而产生。
NOX 形成机理
热力型 NOx
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
选择性非催化还原法（SNCR）
SNCR脱硝原理
▪炉膛温度900—1100℃，在无催化剂作用下， NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中 的NOx，基本上不与烟气中的O2作用，主要反应 如下： 氨为还原剂时：
▪ 中间产品的处理主要分为两大类：直接氧化和酸解。a) 直接氧化——氨-硫铵肥法在多功能脱硫塔中，鼓入空 气将亚硫铵氧化成硫铵，其反应为：
(NH4)xH2-XSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4(2) b)酸解——氨酸法用硫酸、磷酸、硝酸等酸将脱硫产物亚
硫铵酸解，生成相应的铵盐和气体二氧化硫。反应如下：
(NH4)xH2-XSO3+x/2H2SO4=x/2(NH4)2SO4+SO2+H2O(3)
(NH4)xH2-XSO3+xHNO3=xNH4NO3+SO2+H2O(4)
(NH4)xH2-XSO3+x/2H3PO4=x/2(NH4)2HPO4+SO2+H2O(5)
为什么要装设脱硝装置？
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％。
选择性非催化还原法（SNCR）
喷枪示意图：
选择性非催化还原法（SNCR）
SCR与SNCR比较
黄河设计公司（义马煤业） VWP-NH3·H20-2500*1-Y
氨水制备系统操作说明书
天津市奥利达设备工程技术有限公司
燃料型NOx 由燃料中含氮有机物在燃烧中氧化而成。 在600－800℃时就会生成燃料型NOx ，在生成燃料 型NOx过程中，首先是含有氮有机化合物热裂解产 生N、CN、HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx ， 它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
NOX 形成机理
从NOx生成机理可以得出抑制NOx生成和促使破坏NOx的途径，图中还原气氛箭
吸收区
氨逃逸率：≤8mg/Nm3
尾气
烟气
氨
原
烟
气
离心机硫铵母液
氧化风空气 机
空 气
氧化区
水
循环泵
氨
热风 去离心机
▪ (1)吸收过程：
▪ 对 SO2 的吸收过程液氨溶于水，反应式如下：
▪ NH3＋H2O→NH4OH （1）
▪ 氨水吸收SO2，反应式如下：
▪ 2NH4OH＋SO2→（NH4）2SO3＋H2O （2）
按燃烧过程中NOx 的生成机理
燃料型NOx
快速型(瞬时 反应型)NOx
NOX 形成机理
热力型 NOx
燃料燃烧时，空气中的氮在高温下 发生氧化反应。随着反应温度的升 高，其反应速率按指数规律增加。 当<1000℃时,NO的生成量很少,而当 >1400℃时,每增加100℃,反应速率 增大6-7倍。
NOX 形成机理
4NH3+6NO→ 5N2+6H2O 当温度更高时则可发生正面的竞争反应
4NH3+5O2→4NO+6H2O
选择性非催化还原法（SNCR）
选择性非催化还原法（SNCR）
锅炉 SNCR 炉前喷射子系统
炉前喷射系统共分为上下 4 层，从下到上依次标记为第1 喷射层、第2喷射层、第 3 喷射层、第4 喷射层。每一 喷射层均由尿素溶液、雾化 蒸汽两路管道以及若干支喷 枪组成。其中第1、2、3层， 有单层喷枪 14 支；第 4 层 有单层喷枪 7 支。每一层喷 枪的布置位置均在炉膛折焰 角附近。
燃烧产生的NOx问题
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。
氨法脱硫工艺流程
含硫酸铵的稀溶液，通过除雾器冲洗泵再 送入蒸发循环塔，再进一步浓缩、结晶后，得 到一定含固量的硫酸铵浆液，这样在循环罐中 使硫酸铵浓度达到规定值后，通过铵排出泵将 生成的硫酸铵浆液送入硫铵后处理系统。
反应后的净烟气经除雾器进行净化达标后 再经主烟囱直接排出。
氨法脱硫工艺流程
硫铵溶液通过硫铵排出泵送入旋流器 进一步浓缩后，依靠重力进入离心机，浆 液经离心机分离后得到含水率4%的固体 硫铵，经重力送入干燥机，干燥后含水小 于1.0%，干燥后的硫铵经包装后即可得 到商品硫铵；离心分离母液进入结晶罐重 复使用。
综能公司 脱硫脱硝主要工艺和设备介绍
脱硫系统
氨法脱硫工艺流程
本项目由上海申川环保有限公司总 承包。两台锅炉烟气设置一套烟气脱硫 系统。烟气进入脱硫塔与循环浆液逆流 接触进行洗涤、降温和吸收，在此过程 中含氨吸收剂的循环液将烟气中的SO2 吸收，反应生成亚硫酸铵；含亚硫酸铵 的液体再与从脱硫塔底部鼓入的空气进 行氧化反应，将亚硫酸铵氧化成硫酸铵， 形成硫酸铵稀溶液；
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O3大、的户N排2，O放4、因量N此中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。
▪ （NH4）2SO3＋SO2＋H2O→2NH4HSO3 （3） ▪ NH4HSO3＋NH4OH→（NH4）2SO3＋H2O （4）
▪ 在吸收液循环使用过程中，式（3）是吸收 SO2 最有效的反应，通过补充新鲜水（4）或其它 置换方法来保持亚硫酸铵[（NH4）2SO3]的一定浓 度。
▪ (2)中间产品处理
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%。过量空气系数越高, NOx的生成和转化率也越高。
头所指即抑制和促使NOx破坏的途径
空气N2
空气中的氮
燃料中氮的转换 杂环氮化物
烃生成物中结合的氮 Zeldovich机理
氰 (HCN, CN)
氰氧化物(OCN, HNCO)
NO再燃烧
烃生成物 CH， CH2
NOx
氨类(NH3, NH2，
N2O
NH，N)
NOx
还原气氛 氧化气氛
N2
H
选择性非催化还原法（SNCR）
脱硫主设备介绍
1、脱硫塔
脱硫塔是氨法脱硫的核 心设备，脱硫塔集气液传 质、化学吸收、氧化、结 晶等多种化工单元功能于 一体，具有较高操作弹性 和较高的脱硫脱硝功能， 氮氧化物脱除率在45％， 二氧化硫的脱除率可达95 ％以上。
净烟气
除雾器
水
SO2 含量：≤100mg/Nm3
喷淋层
脱硫效率：≥96％ 除尘率：≥50％
快速型NOx主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃 烧 化时 而所 生产成生的N的O烃x。,与在燃燃烧煤空锅气炉中中的,其N2生发成生量反很应小,,形一成般的在C燃N和用H不CN含继氮续的氧 碳氢燃料时才予以考虑。
对常规燃煤锅炉而言，NO来自百度文库主要通过燃料型生成途径而产生。
NOX 形成机理
热力型 NOx
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
选择性非催化还原法（SNCR）
SNCR脱硝原理
▪炉膛温度900—1100℃，在无催化剂作用下， NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中 的NOx，基本上不与烟气中的O2作用，主要反应 如下： 氨为还原剂时：
▪ 中间产品的处理主要分为两大类：直接氧化和酸解。a) 直接氧化——氨-硫铵肥法在多功能脱硫塔中，鼓入空 气将亚硫铵氧化成硫铵，其反应为：
(NH4)xH2-XSO3+1/2O2+(2-x)NH3=(NH4)2SO4(2) b)酸解——氨酸法用硫酸、磷酸、硝酸等酸将脱硫产物亚
硫铵酸解，生成相应的铵盐和气体二氧化硫。反应如下：
(NH4)xH2-XSO3+x/2H2SO4=x/2(NH4)2SO4+SO2+H2O(3)
(NH4)xH2-XSO3+xHNO3=xNH4NO3+SO2+H2O(4)
(NH4)xH2-XSO3+x/2H3PO4=x/2(NH4)2HPO4+SO2+H2O(5)
为什么要装设脱硝装置？
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％。
选择性非催化还原法（SNCR）
喷枪示意图：
选择性非催化还原法（SNCR）
SCR与SNCR比较
黄河设计公司（义马煤业） VWP-NH3·H20-2500*1-Y
氨水制备系统操作说明书
天津市奥利达设备工程技术有限公司
燃料型NOx 由燃料中含氮有机物在燃烧中氧化而成。 在600－800℃时就会生成燃料型NOx ，在生成燃料 型NOx过程中，首先是含有氮有机化合物热裂解产 生N、CN、HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx ， 它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。
NOX 形成机理
从NOx生成机理可以得出抑制NOx生成和促使破坏NOx的途径，图中还原气氛箭
吸收区
氨逃逸率：≤8mg/Nm3
尾气
烟气
氨
原
烟
气
离心机硫铵母液
氧化风空气 机
空 气
氧化区
水
循环泵
氨
热风 去离心机
▪ (1)吸收过程：
▪ 对 SO2 的吸收过程液氨溶于水，反应式如下：
▪ NH3＋H2O→NH4OH （1）
▪ 氨水吸收SO2，反应式如下：
▪ 2NH4OH＋SO2→（NH4）2SO3＋H2O （2）
按燃烧过程中NOx 的生成机理
燃料型NOx
快速型(瞬时 反应型)NOx
NOX 形成机理
热力型 NOx
燃料燃烧时，空气中的氮在高温下 发生氧化反应。随着反应温度的升 高，其反应速率按指数规律增加。 当<1000℃时,NO的生成量很少,而当 >1400℃时,每增加100℃,反应速率 增大6-7倍。
NOX 形成机理
4NH3+6NO→ 5N2+6H2O 当温度更高时则可发生正面的竞争反应
4NH3+5O2→4NO+6H2O
选择性非催化还原法（SNCR）
选择性非催化还原法（SNCR）
锅炉 SNCR 炉前喷射子系统
炉前喷射系统共分为上下 4 层，从下到上依次标记为第1 喷射层、第2喷射层、第 3 喷射层、第4 喷射层。每一 喷射层均由尿素溶液、雾化 蒸汽两路管道以及若干支喷 枪组成。其中第1、2、3层， 有单层喷枪 14 支；第 4 层 有单层喷枪 7 支。每一层喷 枪的布置位置均在炉膛折焰 角附近。
燃烧产生的NOx问题
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。
氨法脱硫工艺流程
含硫酸铵的稀溶液，通过除雾器冲洗泵再 送入蒸发循环塔，再进一步浓缩、结晶后，得 到一定含固量的硫酸铵浆液，这样在循环罐中 使硫酸铵浓度达到规定值后，通过铵排出泵将 生成的硫酸铵浆液送入硫铵后处理系统。
反应后的净烟气经除雾器进行净化达标后 再经主烟囱直接排出。
氨法脱硫工艺流程
硫铵溶液通过硫铵排出泵送入旋流器 进一步浓缩后，依靠重力进入离心机，浆 液经离心机分离后得到含水率4%的固体 硫铵，经重力送入干燥机，干燥后含水小 于1.0%，干燥后的硫铵经包装后即可得 到商品硫铵；离心分离母液进入结晶罐重 复使用。
综能公司 脱硫脱硝主要工艺和设备介绍
脱硫系统
氨法脱硫工艺流程
本项目由上海申川环保有限公司总 承包。两台锅炉烟气设置一套烟气脱硫 系统。烟气进入脱硫塔与循环浆液逆流 接触进行洗涤、降温和吸收，在此过程 中含氨吸收剂的循环液将烟气中的SO2 吸收，反应生成亚硫酸铵；含亚硫酸铵 的液体再与从脱硫塔底部鼓入的空气进 行氧化反应，将亚硫酸铵氧化成硫酸铵， 形成硫酸铵稀溶液；
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O3大、的户N排2，O放4、因量N此中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。
▪ （NH4）2SO3＋SO2＋H2O→2NH4HSO3 （3） ▪ NH4HSO3＋NH4OH→（NH4）2SO3＋H2O （4）
▪ 在吸收液循环使用过程中，式（3）是吸收 SO2 最有效的反应，通过补充新鲜水（4）或其它 置换方法来保持亚硫酸铵[（NH4）2SO3]的一定浓 度。
▪ (2)中间产品处理