燃煤機(jī)組脫硝技術(shù)

武漢凱迪電力環(huán)保有限公司SCR煙氣脫硝技術(shù)培訓(xùn)一、技術(shù)概述1、火電廠脫硝研究背景：二技術(shù)概述NOx的來源：燃料燃燒NOx的組成：95%NO，5%NO2NOx的危害：損害人體健康、形成酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧空洞

NOx的排放量：480－1900mg/Nm3我國對火電廠NOx的控制標(biāo)準(zhǔn)：<火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)>GB13223-2011燃料和熱能轉(zhuǎn)化設(shè)施類型污染物項(xiàng)目適用條件限值（mg/Nm3）污染物監(jiān)控位置燃煤鍋爐煙塵全部30煙囪或煙道SO2新建鍋爐100現(xiàn)有鍋爐200氮氧化物（以NO2計(jì)）全部100200燃油鍋爐新建鍋爐100現(xiàn)有鍋爐200燃?xì)廨啓C(jī)組然天然氣100燃其他氣體2002、GB13223-2011火電廠大氣污

染物排放標(biāo)準(zhǔn)：二技術(shù)概述3、主要控制方法：燃燒過程中：空氣分級燃燒

、濃淡燃燒、煙氣再循環(huán)、低氮燃燒器等燃燒過程后： SCR－－選擇性催化還原法SNCR－－選擇性非催化還原法二技術(shù)概述凈化類型低NOX技術(shù)降低NOX排放的效率備注燃燒過程中低氮燃燒器30~50%影響爐內(nèi)燃燒，易引起爐內(nèi)結(jié)渣，不能徹底解決問題無安裝空間要求無二次污染，較經(jīng)濟(jì)SNCR30~45%氨逃逸的量大，控制困難效率低，經(jīng)濟(jì)性中，空間需求小燃燒過程后SCR90%以上脫硝率高，氨逃逸量小造價(jià)高，安裝空間大4、技術(shù)比較:二技術(shù)概述

1、脫硝去除率高，可達(dá)90%以上；

2、工藝成熟穩(wěn)定，設(shè)備可用率達(dá)98%；

3、運(yùn)轉(zhuǎn)操作單純，與鍋爐容易協(xié)調(diào)；

4、NH3逃逸率低，可達(dá)2～5ppm；

5、幾乎無二次污染

6、占地較大，投資費(fèi)用較高。SCR工藝是目前世界上先進(jìn)的電站煙氣脫硝技術(shù)，在全球煙氣脫硝領(lǐng)域市場占有率高達(dá)98%。5、SCR技術(shù)特點(diǎn)：二技術(shù)概述二、凱迪公司SCR技術(shù)介紹1、技術(shù)來源：二凱迪公司SCR技術(shù)介紹凱迪于2005年引進(jìn)美國巴威（TheBabcock＆WilcoxCompany）公司的SCR煙氣脫硝技術(shù)。B＆W通過提供技術(shù)支持和系統(tǒng)性能保證，全面支持凱迪脫硝技術(shù)在中國的推廣，為我公司在脫硝行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。2、SCR技術(shù)引進(jìn)許可文件：★B＆W公司30多年來一直從事電站鍋爐的研制，同時(shí)也致力于空氣污染治理技術(shù)的研發(fā)，目前在控制NOx、SO2、粉塵以及汞排放領(lǐng)域取得了顯著的成果和業(yè)績。★1982年開始SCR煙氣脫硝技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，1986年第一套SCR脫硝裝置成功投運(yùn)?！顱＆W公司在鍋爐SCR應(yīng)用方面有豐富的業(yè)績和經(jīng)驗(yàn)，目前擁有超過20,000MW電站的脫硝業(yè)績，廣泛應(yīng)用于40～1000MW機(jī)組。3、美國巴威（B＆W）公司介紹：三凱迪公司SCR技術(shù)介紹?

優(yōu)化的噴氨系統(tǒng)?

優(yōu)化的靜態(tài)混合器?

豐富的爆米花灰處理經(jīng)驗(yàn)?

物理模型和CDF流場模擬為節(jié)約成本提供有利保障4、B＆W公司SCR技術(shù)特點(diǎn)三凱迪公司SCR技術(shù)介紹5、B＆W公司SCR工程業(yè)績：三凱迪公司SCR技術(shù)介紹三、SCR脫硝技術(shù)1、反應(yīng)原理：三SCR脫硝技術(shù)1)主要化學(xué)反應(yīng)：

4NO+4NH3+O2 -> 4N2 +6H2O4NH3+

2NO2

+

O2

->

3N2+6H2O

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2ONH3先被催化劑表面活性元素吸收后，才能與NO2發(fā)生還原反應(yīng)生成N2和H2O。1、反應(yīng)原理：

★

當(dāng)煙氣溫度超過規(guī)定值（430℃）時(shí)，易發(fā)生氨氧化反應(yīng)，并增加NO的濃度和減少有效NH3的量，而且催化劑易燒結(jié)失去活性。

★在催化劑活性物質(zhì)釩的作用下，煙氣中的SO2在高溫和氧氣作用下一部分被氧化成SO3，稱之為SO2/SO3轉(zhuǎn)化率，該值一般被控制在1.0%以內(nèi),其高低與煙溫、催化劑特性、含氧量、SO2濃度有關(guān)。

★由于運(yùn)行SCR時(shí)，煙氣中SO3濃度升高，在低溫（≤320℃）條件下，易生成硫酸氨和硫酸氫氨，將會在催化劑和下游設(shè)備上沉積腐蝕；2)間接化學(xué)反應(yīng)：三SCR脫硝技術(shù)◆反應(yīng)器

◆催化劑◆煙道系統(tǒng)

◆吹灰系統(tǒng)◆氨稀釋及噴射系統(tǒng)

◆混合器（若有）◆擋板門密封系統(tǒng)（若有）◆氨存儲制備系統(tǒng)2、SCR主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備：三SCR脫硝技術(shù)3、火電廠SCR典型系統(tǒng)流程：★位置：布置鍋爐省煤器出口和空氣預(yù)熱器入口高溫?zé)煔鈪^(qū)域?！飻?shù)量：200MW及以上機(jī)組鍋爐一般采用外置的回轉(zhuǎn)式空預(yù)器，SCR反應(yīng)器可按空預(yù)器的臺數(shù)配置，即一臺空預(yù)器配一個(gè)SCR反應(yīng)器?！镄问剑贺Q直矩形立方體，上部入口有煙氣整流分配器，底部一般不考慮灰斗，采用Q345鋼制造。★大?。航孛娉叽绾透叨戎饕Q于流通煙氣量、催化劑的模塊尺寸及要求的脫硝率等。1)反應(yīng)器：三SCR脫硝技術(shù)2、SCR主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備：2)催化劑：蜂窩式按載體分類：陶瓷載體金屬載體玻璃纖維載體波紋板平板四SCR脫硝技術(shù)2、SCR主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備：WO3/MoO3TiO2（載體）V2O5★目前國外SCR中催化反應(yīng)塔清灰方式主要分為蒸汽吹灰和聲波吹灰。

★

蒸汽吹灰：清灰徹底，能有效清除積灰。但消耗蒸汽量大，機(jī)械維護(hù)量大，運(yùn)行費(fèi)用高，操作不當(dāng)，可能造成煙氣過濕，造成粘灰和腐蝕。

3)吹灰系統(tǒng)：四SCR脫硝技術(shù)2、SCR主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備：

★聲波吹灰器：是通過聲波發(fā)生器將壓縮空氣調(diào)制成高強(qiáng)聲波，聲波在塔內(nèi)空間里傳播，引起催化劑表面積灰粒子循環(huán)往復(fù)的振動，對灰粒之間及管壁之間的結(jié)合力起到減弱和破壞的作用，同時(shí)在灰粒本身重量或煙氣沖刷力作用下，不能連續(xù)沉積，同時(shí)部分被煙氣帶走?！?/p>

優(yōu)點(diǎn)是投資低，運(yùn)行費(fèi)用低，但不能有效地移除積灰，只能防止粉塵沉積。3)吹灰系統(tǒng)：四SCR脫硝技術(shù)2、SCR主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備：4)氨稀釋及噴射系統(tǒng)：三SCR脫硝技術(shù)2、SCR主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備：噴氨系統(tǒng)—噴氨格柵（AIG）噴氨系統(tǒng)—典型的閥門組站脫硝高效率對煙氣流速、濃度、溫度的不平衡高效修正對混合長度要求降至最低現(xiàn)場調(diào)試的時(shí)間大幅降低，由幾周縮短到幾天氨逃逸率降低，減少氨的消耗5)靜態(tài)混合器——B&W專利技術(shù)：三SCR脫硝技術(shù)2、SCR主要工藝系統(tǒng)及設(shè)備：1、脫硝率：80～90%；2、氨逃逸率：3ppm；3、SO2/SO3轉(zhuǎn)化率：≤1.0%;4、催化劑使用壽命：20000～24000h；5、脫硝裝置阻力：800～1000Pa；6、氨消耗量：脫除1kgNOx約需0.4kgNH3。三SCR脫硝技術(shù)4、SCR裝置主要性能考核指標(biāo)：SCR反應(yīng)器通常布置在電站鍋爐省煤器出口和空氣預(yù)熱器之間,此時(shí)氣體溫度為320～400℃，是脫硝反應(yīng)的最佳溫度區(qū)間。

根據(jù)空預(yù)器的位置一般分為以下兩種：1、空預(yù)器內(nèi)置型：空預(yù)器布置于爐后豎井底部，SCR反應(yīng)器布置在鍋爐外側(cè)，鍋爐本體與常規(guī)鍋爐布置一致，脫硝裝置布置在空氣預(yù)熱器出口至除塵器進(jìn)口之間的煙道支架上。見附圖所示，圖中的尺寸為600MW等級鍋爐脫硝設(shè)備的參考尺寸。鍋爐本體在設(shè)計(jì)時(shí)需考慮煙氣的接口，留出足夠的距離，鋼構(gòu)架設(shè)計(jì)應(yīng)考慮脫硝設(shè)備傳遞的荷載。SCR反應(yīng)器支架需考慮空預(yù)器出口煙道荷載，或在空預(yù)器出口煙道支架基礎(chǔ)上設(shè)立SCR反應(yīng)器支架，大部分的改造項(xiàng)目均為此方式布置，也可用于SCR的新建機(jī)組，布置較緊湊。5、SCR系統(tǒng)布置：三SCR脫硝技術(shù)空預(yù)器內(nèi)置型2、空預(yù)器外拉型：空預(yù)器與SCR反應(yīng)器均布置在鍋爐外側(cè)，SCR反應(yīng)器支架和空預(yù)器的支架同時(shí)考慮，另需增加兩個(gè)柱距，見附圖二所示。此方式比較適合帶SCR的新建機(jī)組，雖然增大了機(jī)組的占地，但布置方式較為靈活，煙氣比較流暢，阻力較小，分布均勻，有利于脫硝系統(tǒng)的性能。三SCR脫硝技術(shù)5、SCR系統(tǒng)布置：1）還原劑種類：液氨－－純

NH3

（99.5%)氨水－－NH3

（20%～29%）

＋H20尿素－－CO(NH2)2

（固體或40%溶液）6、液氨制備系統(tǒng)三SCR脫硝技術(shù)尿素氨水液氨氨的耗量111還原劑的耗量1.85.11初始投資1.811.6運(yùn)行費(fèi)用0.410.3風(fēng)險(xiǎn)管理小小顯著2）還原劑的比較三SCR脫硝技術(shù)6、液氨制備系統(tǒng)3）氨系統(tǒng)布置要求:由于氨屬乙類危險(xiǎn)品，按國家標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)定，氨系統(tǒng)設(shè)備距離周邊建筑物消防距離一般要求為25～30m，氨區(qū)域內(nèi)相關(guān)設(shè)備布置也有規(guī)定的消防距離。占地面積一般為30x40m。4）氨系統(tǒng)主要設(shè)備:1、卸氨壓縮機(jī)

2、氨儲罐

3、液氨蒸發(fā)器（電/蒸汽加熱）4、氨氣緩沖罐（閉式不需要）

5、氨泄露檢測器

6、水噴淋消防系統(tǒng)三SCR脫硝技術(shù)6、液氨制備系統(tǒng)四、SCR工程的關(guān)鍵催化劑入口煙氣的均勻性 入口煙氣速度偏差

入口煙氣溫度偏差 入口NH3/NOX摩爾比絕對偏差催化劑的質(zhì)量 化學(xué)使用壽命 機(jī)械使用壽命 氨的逃逸率

SO2/SO3轉(zhuǎn)化率 阻力工期五、參考項(xiàng)目技術(shù)方案（1）脫硝工藝采用SCR法。（2）脫硝效率不小于80%。（3）脫硝系統(tǒng)不設(shè)置煙氣旁路系統(tǒng)和省煤器高溫旁路系統(tǒng)。（4）脫硝反應(yīng)器布置在爐后除塵器前送風(fēng)機(jī)室上部。（5）吸收劑以99.6%純氨為基本方案。（6）脫硝設(shè)備年利用小時(shí)6837小時(shí)，投運(yùn)時(shí)間8000小時(shí)。（7）脫硝裝置可用率不小于98%。（8）裝置服務(wù)壽命為30年。（9）脫硝單元系統(tǒng)的控制納入單元機(jī)組DCS實(shí)現(xiàn)。

(10)氨逃逸<3ppm，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率<1%,催化劑使用壽命24000h1、設(shè)計(jì)原則五參考項(xiàng)目技術(shù)方案2、設(shè)計(jì)條件（單臺爐）項(xiàng)目單位設(shè)計(jì)煤種校核煤種1校核煤種2煙氣量Nm3/h113174111340841128432煙氣溫度℃396395394.1煙氣壓力Pa-1200-1200-1200NOxmg/Nm3450(6%O2,干基)--粉塵濃度mg/Nm332.66(6%O2,干基)36.41(6%O2,干基)13.92(6%O2,干基)SO2mg/Nm33614

(6%O2,干基)4895

(6%O2,干基)2201

(6%O2,干基)SO3mg/Nm3Cl(HCl)mg/Nm346.8146.8146.81F(HF)mg/Nm319.219.219.2五參考項(xiàng)目技術(shù)方案3、主要消耗（單臺爐）項(xiàng)目單位數(shù)據(jù)備注氨耗量Kg/h18299.6%液氨電耗kW21.9/42氨區(qū)（2臺爐公用）/反應(yīng)區(qū)工業(yè)用水（冷卻水）m3/h50氨罐等（消防用水）蒸汽t/h15.2吹灰和氨蒸發(fā)用氣量Nm