锅炉烟气脱硝技术及设备介绍

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3、脱硝技术的分类
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燃烧过程中的NOx脱除 低氮燃烧技术、循环流化床洁净燃烧技术（CFBC）
现有的烟气脱硝技术 a、选择性催化还原技术（SCR）、 b、选择性非催化还原技术（SNCR）--高温850-1000℃下反应
在炉内喷还原剂。 c、SNCR - SCR 联合技术 d、低氮燃烧-SNCR联合技术
布置方式：一般采用2＋1或3＋1布置； 备用层：将新催化剂安装在预留催化剂 位置，以减少催化剂更换量，并充分利 用尚未完全失效的旧催化剂，从而减少 催化剂更换费用，提高脱硝效率。
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4）、吹灰器
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蒸汽吹灰器－耙式吹灰器
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声波吹灰器
10分钟吹10秒钟的频率。每次 0.368立方米/声波吹灰器
蒸汽吹灰器
中等 需要直径较大的带保温层的高压 蒸汽管道，SCR反应器外有很多 管道备件需要安装，它伸出反应 器外较长。
每天吹1次的频率
声波吹灰器结构简单，维护方 便。钛合金膜片是唯一一个活动 部件，通常寿命为5年。
噪音较大，在反应器外部的吹灰 器发声部分必须做隔音处理，经 过处理后的噪音水平可以降低到 75dB以下。
目做流场模拟分析，确保喷氨均匀。
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2)氨区系统模块
艾一德将氨区系统如液氨蒸发器、氨气缓冲罐、氨气稀释罐（吸收 槽）等及其管路、阀门、仪表、控制系统制作成模块化撬装设 备，服务于建设单位或者脱硝系统总承包厂家。
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9、艾一德提供以下服务
1、最大的脱硝率可以达到90％，使得NH3的消耗量最优化； 2、使用最为广泛，成功案例多； 主要缺点有： 1、投资费用、运行费用在所有处理方法中最高； 2、有副产物SO3生成； 3、对设计要求较高，计算机模拟流场分析是必要的。·
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2、反应原理
NOX
NH3
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没有压力损失
7 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
影响与SCR相同
无影响
8 锅炉的影响
受省煤器出口烟气温度的影响
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)
与SNCR/SCR混合系统影响相同 (需做计算机模拟分析)
9
占地空间
大（需增加大型催化剂反应器 较小(需增加一小型催化剂反应器，无 小(锅炉无需增加催化剂反应
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5、催化剂介绍
SCR催化剂是SCR脱硝系统的核心，一般分为平板式、蜂窝式和波 纹板式三种，其中蜂窝式在我国使用最为广泛。
平板式
蜂窝式
波纹板式
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6、辅助系统介绍
1） 稀释风与氨气的混合 • 将氨气稀释到浓度为5％； • 使氨气分布更加均匀； • 增加动能，提高氨气的扩散能力。
70%~90%
40%~90%
尿素或NH3 900~1100℃
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%
5 NH3 逃逸
3~5ppm
3~5ppm左右
5~10ppm
6
系统压力损失
催化剂会造成较大的压力损失 （＞100mmH2O）
催化剂用量较SCR小，产生的压力损失 相对较低(＜40-60mmH2O)
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蒸汽吹灰器和声波吹灰器比较
项目 吹灰器本体 管道和附件
运行成本 维护成本
环境影响
声波吹灰器
进口产品价格高
需要安装直径为50mm的压缩空气 管。声波吹灰器很轻便，可以通 过安装法兰很轻易地安装在SCR 上，并仅仅伸出设备0.7m。
2NH2CONH 24NOO2 4N2 2CO2 4H2O
（3）当温度过高时的反应为：
4 N H 3 5O 2 4 N O 6 H 2 O
>1100 ℃
炉膛
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2、SNCR脱硝技术特点。
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锅炉
脱硝装置 空预器
氨气缓冲罐 混合器
液氨蒸发槽 稀释风机
液氨储罐
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稀释风机
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氨空混合器
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2）喷氨系统
NH3喷射格栅
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• 保证氨和烟气的均匀混合 • NH3/NOx沿烟道截面均匀的分布
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SCR与SNCR 以及SCR/SNCR联产的比较
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主要成熟技术
SCR
SNCR/SCR联产
SNCR
1 还原剂 2 反应温度 3 催化剂
4 脱硝效率
NH3或尿素 300~400℃ 成份主要为TiO2， V2O5 WO3
尿素或NH3 前段:900~1100℃，后段:300~400℃ 后段加装少量催化剂(成份同前)
锅炉烟气脱硝技术
大连艾一德环境能源工程有限公司
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一、烟气脱硝技术概述
1、NOx的危害
氮氧化物（NO x）是一种重要的大气污染物，产生的危害如下: 1、促进酸雨的生成； 2、增加近地层大气的臭氧浓度，产生光化学烟雾，影响能见度， 3、对人体有强烈的刺激作用，引起呼吸道疾病，严重时会导致死亡；
每使用1－2年，蒸汽吹灰器的一 些部件需要更换。
工作噪音较小
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7、流场模拟
SCR系统必须做流场模拟来不断调整完善设计，因此设计单位应具 备做流场模拟的能力。
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8、艾一德核心设备
储氨罐
液氨蒸发区
氨气缓 冲罐
氨稀释 槽
氨蒸 发槽
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尿素系统主要设备组成
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尿素系统分为水解、热解两种，目前国内使用较多的为热解系统，主要由尿素 储仓、溶解罐、热解罐、循环模块组成。
尿素车间
高流量循环模块
尿素热解炉
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氨喷射格栅(AIG)
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调整氨的流量分配阀门
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3）、反应器壳体
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烟气出口
喷氨 烟气进口
催化剂层
- 承载催化剂 - 预留加装备用层催化剂的空间 - 保证烟气均匀分布 - 密封装置 - 吹灰器
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还原剂比较
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项目
液氨
氨水
尿素
反应剂费用比例
便宜1.0
较贵1.50
最贵1.80
运输费用
便宜
贵
便宜
安全性
有毒
有害
无害
存储条件
高压
常压
常压，干态
储存方式
液态
液态
微粒状
初投资 运行费用 设备安全要求
便宜
贵
贵
便宜，需要蒸发液 贵，需要高热量蒸 贵，需要高热量水
10~30
受制于硬件设备
~90
50mg/Nm3以下
大型锅炉40%，中 小型锅炉及窑炉 也可达到较高效 率，最高可到85%
取决于入口NOx浓度
40~90
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5、工艺的选择
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低NOx燃烧器、分级配风、OFA(Over Fire Air)、再燃等技术目前在国内已经有 广泛应用，但其效果受锅炉工况影响较大，一般NOx的排放量不能达到预期效果或 效果不明显。作为烟气净化方式的选择性催化还原(SCR)可以取得高达90%的NOx脱 除率，但同时具有投资大、运行费用高的问题，限制了其广泛应用。而相对较廉价 的选择性非催化还原(SNCR)技术，在大型锅炉使用中去除效率普遍不高于40%，但 在中小型锅炉及工业窑炉项目中也可达到较高的去除效率。目前SCR工艺项目使用 最多，约是SNCR工艺项目的2倍，而SCR-SNCR联合工艺项目则使用极少。
氨
发水和氨
解尿素和蒸发氨
有法律规定
需要
基本上不需要
尿素作为还原剂无论初次投资还是运行费用都最高，但尿素运输方便、无 安全隐患，而氨水、液氨运输不便，且氨量超10吨属于重大危险源。
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液氨系统主要设备组成
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液氨系统主要由储氨罐、氨蒸发器、稀释槽、缓冲罐组成。
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1)喷氨格栅模块
艾一德开发的喷氨模块，将喷氨格栅与扰流设施组合在一起形成独 立模块，
艾一德喷氨格栅主要优点： 1、 模块化设计，便于运输安装； 2、 在喷嘴上部设置扰流装置，
进一步加大喷氨均匀性； 3、 喷嘴具有防堵塞功能 4、 横向、纵向喷射量均可调节，
可控度高； 5、 每一个喷氨格栅都针对具体项
SCR系统可采用液氨、氨水、尿素等作为还原剂；所有反应剂的有 效成分都是NH3。 尿素通过加热可分解出NH3；氨水通过蒸发可分离出NH3。 液氨（纯氨）：可以直接通过蒸发形成NH3，向脱硝系统提供还原
剂。 氨水和尿素：需分解才能制备得到NH3，并产生水和CO2等副产物
。 采用氨水作为制备剂时，一般选用20~30%浓度的氨水； 采用尿素溶液作为制备剂时，一般选用40~50%浓度的尿素溶液。
直接
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4、脱硝技术对比
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项目 低NOx燃烧技术
烟气脱硝技术
NOx控制技术 低NOx燃烧器
空气分级 燃料再燃 燃烧优化系统
SCR
SNCR
SNCR-SCR联合工 艺
脱硝效率%
NOx控制极限
20~40 20~40 50~70
各种低NOx燃烧技术 组合，可将NOx排放 浓度降低到约 350mg/Nm3
基本反应方程式
4 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O
6 NO2 + 8 NH3
7 N2 + 12 H2O
副作用方程式
SO2 + 1/2 O2
Leabharlann Baidu
SO3
NH3 + SO3 + H2O
NH4 HSO4
N2
H2O
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4、还原剂介绍
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050℃），
雾化后的氨与NOx（NO、NO2 等混合物）进行选择 性非催化还原反应，将NOx转化成无污染的N2。 当反应区温度过低时，反应效率 会降低；当反应区温度过高时， 氨会直接被氧化成N2和NO。
烟道
<900 ℃
（1）氨水作为还原剂的主要反应：
4NH3 4NO O2 4N2 6H2O
（2）尿素作为还原剂的主要反应：
中国已成为NOx排放的重灾区，根据国家环境监测站提供的数据表明中国的氮 氧化物污染非常严重，一些城市和地区的氮氧化物浓度超标，在部分城市已经 出现光化学烟雾。
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2、NOx国家排放标准
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按照《GB13223-2011_火电厂大气污染物排放标准》，全国火电企业现役 和新建火电机组在2014年7月1日及2012年前排放的氮氧化物上限值 100mg/Nm3。（各地方2014年前多按总量减排实现脱硝）； 水泥行业执行《GB4915-2004水泥工业大气污染物排放标准》，NOx排放 限值800mg/m3，单位产品排放量2.40kg/t； 其他行业执行行业标准或参照《GB13223-2011-火电厂大气污染物排放标 准》。
和供氨或尿素系统）
需增设供氨或尿素系统)
器)
三种方法各有千秋，在世界范围内都得到较快的发展，目前采用SCR工艺技术的项目最多，数 量是SNCR的两倍左右，SNCR/SCR联产项目实际案例很少。
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二、 SCR选择性催化还原法介绍
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1、概述
SCR（ Selective Catalytic Reduction）还原剂（NH3）在催化剂的作用下， 将烟气中NOx还原为氮气和水。“选择性”指氨有选择地将 NOx 进行还原的反应。 SCR装置一般布置在锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，催化反应温度在 300℃～400℃。 主要优点有：
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1）脱硝项目EPC总承包； 2）脱硝项目技术咨询服务； 3）脱硝系统部分设备设计及供货：喷氨格栅、氨区系统模 块。
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二、 SNCR选择性催化还原法介绍
1、工艺原理
将氨水或尿素溶液经过稀释后通过雾化喷射系统直接喷入锅炉合适温度区域（850~1