脫硝SCR知識培訓(xùn)

1、朱朱 全全 利利 鍋爐脫硝鍋爐脫硝-SCR第第1章章 NOX的生成的生成 煤燃燒產(chǎn)生的煤燃燒產(chǎn)生的NOx 主要是主要是NO 和和NO2，另有少量，另有少量N2O。在煤的燃燒過程中，。在煤的燃燒過程中，NOx的生成量和排放量與燃燒的生成量和排放量與燃燒方式，特別是燃燒溫度和過量空氣系數(shù)等密切相關(guān)，燃燒方式，特別是燃燒溫度和過量空氣系數(shù)等密切相關(guān)，燃燒形成的形成的NOx可分為燃料型、熱力型和快速型?？煞譃槿剂闲汀崃π秃涂焖傩?。 （一）燃料型（一）燃料型NOx 煤中的氮一般以氮原子的形態(tài)與各種碳氫化合物結(jié)合煤中的氮一般以氮原子的形態(tài)與各種碳氫化合物結(jié)合成氮的環(huán)狀或鏈狀化合物，燃燒時，空氣中的氧與氮

2、原子成氮的環(huán)狀或鏈狀化合物，燃燒時，空氣中的氧與氮原子反應(yīng)生成反應(yīng)生成NO，NO 在大氣中被氧化成毒性更大的在大氣中被氧化成毒性更大的NO2。這種燃料中的氮化合物經(jīng)熱分解和氧化反應(yīng)而生成的這種燃料中的氮化合物經(jīng)熱分解和氧化反應(yīng)而生成的NO 稱為燃料型稱為燃料型NOx。煤燃燒產(chǎn)生的。煤燃燒產(chǎn)生的NOx，其中，其中7590%是燃料型是燃料型NOx。（二）熱力型（二）熱力型NOxv熱力型熱力型NOx 是指空氣中的是指空氣中的N2 與與O2 在高溫條件下反應(yīng)在高溫條件下反應(yīng)生成的生成的NOx。以煤粉爐為例，在燃燒溫度為。以煤粉爐為例，在燃燒溫度為1350時，時，幾乎幾乎100%是燃料型是燃料型NOx，

3、但當溫度為，但當溫度為1600時，除時，除了反應(yīng)溫度對熱力型了反應(yīng)溫度對熱力型NOx的生成有決定性影響外，還和的生成有決定性影響外，還和N2 濃度以及停留時間有關(guān)。過量空氣系數(shù)和煙氣停留時濃度以及停留時間有關(guān)。過量空氣系數(shù)和煙氣停留時間對熱力型間對熱力型NOx的生成有很大影響。的生成有很大影響。（三）快速型（三）快速型NOxv快速型快速型NOx主要是指燃料中碳氫化合物在燃料濃度較高主要是指燃料中碳氫化合物在燃料濃度較高的區(qū)域燃燒時所產(chǎn)生的烴，與燃燒空氣中的的區(qū)域燃燒時所產(chǎn)生的烴，與燃燒空氣中的N2 發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)，形成的形成的CN和和HCN化合物繼續(xù)被氧化而生成的化合物繼續(xù)被氧化而生成的N

4、Ox。第第2章章 SCR 催化原理催化原理催化還原法催化還原法(SCR)v根據(jù)根據(jù)NOx 還原作用與還原劑的關(guān)系可以分為非選擇性化還原還原作用與還原劑的關(guān)系可以分為非選擇性化還原(Non-Selective Catalytic Reduction)和選擇性催化還原和選擇性催化還原(Selective Catalytic Reduction)兩種。非選擇性兩種。非選擇性NO 催化還原催化還原的機理類似于直接分解，還原劑的作用只是清除催化劑表面的氧，廢的機理類似于直接分解，還原劑的作用只是清除催化劑表面的氧，廢氣中氧氣、氣中氧氣、H2O 和和SO2 等都會對催化劑的活性產(chǎn)生嚴重的影響，因等都會對催

5、化劑的活性產(chǎn)生嚴重的影響，因此非選擇性還原沒有實際應(yīng)用前景。此非選擇性還原沒有實際應(yīng)用前景。v當前應(yīng)用最多的當前應(yīng)用最多的SCR 技術(shù)以技術(shù)以NH3 作還原劑，作還原劑，V2O5/TiO2 為催化為催化劑來降解火電廠排放的劑來降解火電廠排放的NOx，這也是目前唯一能在氧化氣氛下脫除，這也是目前唯一能在氧化氣氛下脫除NOx 的實用方法。的實用方法。1979 年，世界上第一個工業(yè)規(guī)模的年，世界上第一個工業(yè)規(guī)模的SCR 裝置在裝置在日本日本Kudamatsu 電廠投入運行。電廠投入運行。NH3-SCR 過程通常是在空氣預(yù)過程通常是在空氣預(yù)熱器的上游將還原劑熱器的上游將還原劑NH3 注入含有注入含有N

6、Ox 的煙道氣中，隨后的煙道氣中，隨后NOx 在在催化劑的作用下被還原為催化劑的作用下被還原為N2 和水。和水。FGDAirHeaterStackBottomAshCoalMillFlyashFan3000 F2200 FSelective Catalytic Reduction 550 - 750 F 50 - 90% reduction 2 ppm NH3 slipSCRNOx Control700 FESP典型的典型的SCR 脫硝反應(yīng)器示意圖脫硝反應(yīng)器示意圖vNH3噴射，溫度范圍：噴射，溫度范圍：350400 ；v可達到可達到9090以上脫硝率；以上脫硝率；v投資費用高，空間限制，投資費

7、用高，空間限制，NHNH3 3泄漏，泄漏，SOSO3 3排放，催化劑中毒排放，催化劑中毒失火；失火；v應(yīng)用：超過應(yīng)用：超過7575臺鍋爐；旋風(fēng)臺鍋爐；旋風(fēng)爐，墻燃爐，切燃爐，爐，墻燃爐，切燃爐，v容量范圍：容量范圍：1221221300MW1300MW 原理：利用原理：利用NHNH3 3做還原劑，在做還原劑，在300400300400溫度范圍和一定的溫度范圍和一定的催化劑（鐵、釩、鉻、銅、鈷或鉬等金屬氧化物）作用下，催化劑（鐵、釩、鉻、銅、鈷或鉬等金屬氧化物）作用下，使煙氣中的使煙氣中的NONOX X還原為無害的還原為無害的N N2 2和和H H2 2O O。 主主反應(yīng)機理：反應(yīng)機理：8NH8

8、NH3 3 + 6NO + 6NO2 2 7N 7N2 2 + 12H + 12H2 2O O4NH4NH3 3 + 6NO 5N + 6NO 5N2 2 + 6H + 6H2 2O O SCRSCR特點：特點： （1 1）90909595NONOX X削減率；削減率； （2 2）氨泄漏量低）氨泄漏量低,0-5ppm,0-5ppm （3 3） 極好的空燃比控制，接近極好的空燃比控制，接近1.0. 1.0. （4 4）廣泛應(yīng)用于日本、歐洲的燃氣、燃油和燃煤鍋爐）廣泛應(yīng)用于日本、歐洲的燃氣、燃油和燃煤鍋爐 問題：投資及運行費用高、催化劑中毒、氨儲存、粉煤灰綜問題：投資及運行費用高、催化劑中毒、氨儲

9、存、粉煤灰綜合利用合利用第第3 章章 SCR 的工藝與設(shè)備的工藝與設(shè)備 選擇性催化還原系統(tǒng)安裝于鍋爐省煤器之后的煙道上，選擇性催化還原系統(tǒng)安裝于鍋爐省煤器之后的煙道上，NH3通通過固定于注氨格柵上的噴嘴噴入煙氣中，與煙氣混合均勻后一過固定于注氨格柵上的噴嘴噴入煙氣中，與煙氣混合均勻后一起進入填充有催化劑的脫硝反應(yīng)器。反應(yīng)器通常垂直放置起進入填充有催化劑的脫硝反應(yīng)器。反應(yīng)器通常垂直放置(也有也有個別水平放置的個別水平放置的)，NOx與與NH3在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)。在催化劑的作用下發(fā)生還原反應(yīng)。反應(yīng)器中的催化劑分上下多層，經(jīng)過最后一層催化劑后，使煙反應(yīng)器中的催化劑分上下多層，經(jīng)過最后一層催

10、化劑后，使煙氣中的氣中的NOx控制在排放限值以內(nèi)?？刂圃谂欧畔拗狄詢?nèi)。 省煤氣旁路是用來調(diào)節(jié)溫度的，即通過調(diào)節(jié)經(jīng)過省煤器的煙氣省煤氣旁路是用來調(diào)節(jié)溫度的，即通過調(diào)節(jié)經(jīng)過省煤器的煙氣與通過旁路的煙氣比例來控制反應(yīng)器中的煙氣溫度，氨噴射器與通過旁路的煙氣比例來控制反應(yīng)器中的煙氣溫度，氨噴射器安裝位置在反應(yīng)器的上游足夠遠處，以保證噴入的氨與煙氣充安裝位置在反應(yīng)器的上游足夠遠處，以保證噴入的氨與煙氣充分混合。分混合。一、供氨與注氨系統(tǒng)一、供氨與注氨系統(tǒng) 貯存在液氨罐的高純液氨經(jīng)氣化器加熱后，由液態(tài)氨轉(zhuǎn)為氣態(tài)貯存在液氨罐的高純液氨經(jīng)氣化器加熱后，由液態(tài)氨轉(zhuǎn)為氣態(tài)氨，通過供氨管路送至催化劑反應(yīng)器前的噴氨匯

11、流排上，最后氨，通過供氨管路送至催化劑反應(yīng)器前的噴氨匯流排上，最后由噴氨格柵均勻地注入反應(yīng)器前的煙道。由噴氨格柵均勻地注入反應(yīng)器前的煙道。 由于氨的爆炸極限由于氨的爆炸極限1528%(在空氣中的體積比在空氣中的體積比)，為保證安全，為保證安全和分布均勻，氨氣注入煙道前由稀釋風(fēng)機提供空氣并進行體積和分布均勻，氨氣注入煙道前由稀釋風(fēng)機提供空氣并進行體積濃度稀釋，實現(xiàn)氨氣與空氣的混合比為低于濃度稀釋，實現(xiàn)氨氣與空氣的混合比為低于5%。二、催化反應(yīng)系統(tǒng)二、催化反應(yīng)系統(tǒng) 注入煙道后的氨氣隨煙氣氣流自上而下垂直進入注入煙道后的氨氣隨煙氣氣流自上而下垂直進入SCR脫硝反應(yīng)脫硝反應(yīng)器，在器，在280400的溫

12、度條件下及催化劑的作用下，將煙氣中的溫度條件下及催化劑的作用下，將煙氣中的的NOx催化降解為無害的催化降解為無害的N2和和H2O。三、檢測與控制系統(tǒng)三、檢測與控制系統(tǒng) 氨的注入量控制是由氨的注入量控制是由SCR進出口在線的進出口在線的NOx、O2監(jiān)視分析監(jiān)視分析儀測量值、煙氣溫度測量值、稀釋風(fēng)機流量、煙氣流量儀測量值、煙氣溫度測量值、稀釋風(fēng)機流量、煙氣流量(由由燃煤流量換算求得燃煤流量換算求得)來控制的。來控制的。NH3監(jiān)視分析儀監(jiān)視監(jiān)視分析儀監(jiān)視NH3的的逃逸率，設(shè)計上一般小于逃逸率，設(shè)計上一般小于3%，超限則報警并自動調(diào)節(jié)，超限則報警并自動調(diào)節(jié)NH3注入量。注入量。四、輔助系統(tǒng)四、輔助系統(tǒng)

13、 氨氣注入格柵前分配管上設(shè)有壓縮空氣管道，當注入格柵氨氣注入格柵前分配管上設(shè)有壓縮空氣管道，當注入格柵噴頭發(fā)生堵塞時進行吹掃。在氨氣進裝置分管閥后設(shè)有氮噴頭發(fā)生堵塞時進行吹掃。在氨氣進裝置分管閥后設(shè)有氮氣預(yù)留閥及接口，在停工檢修時用于吹掃管內(nèi)氨氣。氣預(yù)留閥及接口，在停工檢修時用于吹掃管內(nèi)氨氣。SCR內(nèi)設(shè)置吹灰器，吹掃介質(zhì)為蒸汽，吹掃頻率根據(jù)內(nèi)設(shè)置吹灰器，吹掃介質(zhì)為蒸汽，吹掃頻率根據(jù)SCR壓差壓差決定。決定。工藝參數(shù)工藝參數(shù)一、入口一、入口NOx 濃度濃度 由于各種組分由于各種組分(包括包括NOx、NH3)在煙氣中分布并不均勻，以下所在煙氣中分布并不均勻，以下所說的組分濃度均為平均濃度。對于特定

14、的鍋爐，說的組分濃度均為平均濃度。對于特定的鍋爐，SCR反應(yīng)器入反應(yīng)器入口煙氣口煙氣NOx濃度受鍋爐運行條件的影響，煤質(zhì)變化、鍋爐負荷濃度受鍋爐運行條件的影響，煤質(zhì)變化、鍋爐負荷變化、燃燒條件變化、燃燒條件(如配風(fēng)方式、過?？諝饬康热缗滹L(fēng)方式、過剩空氣量等)的變化都會使反的變化都會使反應(yīng)器入口煙氣應(yīng)器入口煙氣NOx濃度發(fā)生變化。濃度發(fā)生變化。二、脫硝率二、脫硝率 SCR反應(yīng)器出口煙氣反應(yīng)器出口煙氣NOx濃度濃度(或脫硝效率或脫硝效率)一般根據(jù)環(huán)保法規(guī)一般根據(jù)環(huán)保法規(guī)(排放限值、排污收費排放限值、排污收費)通過技術(shù)經(jīng)濟比較來選擇。脫硝率定義通過技術(shù)經(jīng)濟比較來選擇。脫硝率定義為反應(yīng)器進口前的為反應(yīng)

15、器進口前的NOx濃度扣除反應(yīng)器出口后的濃度扣除反應(yīng)器出口后的NOx濃度，再濃度，再除以反應(yīng)器進口前的除以反應(yīng)器進口前的NOx濃度的比值，它直接反映了煙氣中氮濃度的比值，它直接反映了煙氣中氮氧化物的脫除效率。氧化物的脫除效率。三、空間速率三、空間速率 空間速率空間速率(SV)是是SCR反應(yīng)器中最重要的設(shè)計參數(shù)之一。反應(yīng)器中最重要的設(shè)計參數(shù)之一。SV定義為單位時間內(nèi)單位體積的催化劑所能處理的單位定義為單位時間內(nèi)單位體積的催化劑所能處理的單位煙氣的體積量。單位為煙氣的體積量。單位為h-1。反映了煙氣在。反映了煙氣在SCR反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)器內(nèi)的停留時間的大小。的停留時間的大小。 式中，式中，SV為空間速率

16、，為空間速率，h-1，Vfg為煙氣流量，為煙氣流量，m3/h。 空間速率是催化反應(yīng)器空間速率是催化反應(yīng)器SCR反應(yīng)器中的空間速率是一個關(guān)反應(yīng)器中的空間速率是一個關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)，也主要設(shè)計依據(jù)，空間速率的確定除受催化鍵設(shè)計參數(shù)，也主要設(shè)計依據(jù)，空間速率的確定除受催化劑特性的影響之外，需要考慮脫硝效率、運行溫度、氨的劑特性的影響之外，需要考慮脫硝效率、運行溫度、氨的允許逃逸量以及煙氣中的粉塵含量、鍋爐形式、催化反應(yīng)允許逃逸量以及煙氣中的粉塵含量、鍋爐形式、催化反應(yīng)器布置位置等諸多因素。器布置位置等諸多因素。 煙氣的空間速率越大，其停留時間越短。一般而言，煙氣的空間速率越大，其停留時間越短。一般而言，

17、SCR的脫硝效率將隨煙氣空間速率的增大而降低?？臻g速率通的脫硝效率將隨煙氣空間速率的增大而降低?？臻g速率通常是根據(jù)常是根據(jù)SCR反應(yīng)器的布置位置、脫硝效率、煙氣溫度、反應(yīng)器的布置位置、脫硝效率、煙氣溫度、允許的氨逃逸量以及粉塵濃度來確定的。允許的氨逃逸量以及粉塵濃度來確定的。 fgcatVSVV 空間速率大，煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間短，則空間速率大，煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的停留時間短，則NOx降解降解反應(yīng)有可能不完全，這樣氨的逃逸量就會比較大，同時煙反應(yīng)有可能不完全，這樣氨的逃逸量就會比較大，同時煙氣對催化劑骨架的沖刷也大。相反，空間速率太小，則增氣對催化劑骨架的沖刷也大。相反，空間速率太小，則增加了

18、催化劑的消耗量，運行的經(jīng)濟性下降?？臻g速率一般加了催化劑的消耗量，運行的經(jīng)濟性下降?？臻g速率一般控制在控制在25003500 h-1。四、反應(yīng)溫度四、反應(yīng)溫度() 每一種催化劑都有其充分發(fā)揮活性的反應(yīng)溫度范圍，每一種催化劑都有其充分發(fā)揮活性的反應(yīng)溫度范圍，SCR工藝所用的催化劑也不例外。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的工藝所用的催化劑也不例外。反應(yīng)溫度不僅決定反應(yīng)物的反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng)活性。以目前廣泛使用反應(yīng)速度，而且決定催化劑的反應(yīng)活性。以目前廣泛使用的釩的釩-鈦催化劑為例，反應(yīng)操作溫度大多設(shè)定在鈦催化劑為例，反應(yīng)操作溫度大多設(shè)定在320420之間。如果溫度過低，反應(yīng)速率慢，甚至出現(xiàn)之間

19、。如果溫度過低，反應(yīng)速率慢，甚至出現(xiàn)了一些不利于了一些不利于NOx降解的副反應(yīng)，如銨鹽的生成反應(yīng)加快。降解的副反應(yīng)，如銨鹽的生成反應(yīng)加快。如果溫度過高，則會出現(xiàn)催化劑活性微晶受高溫?zé)Y(jié)的現(xiàn)如果溫度過高，則會出現(xiàn)催化劑活性微晶受高溫?zé)Y(jié)的現(xiàn)象，影響了催化劑的使用壽命。象，影響了催化劑的使用壽命。五、反應(yīng)時間五、反應(yīng)時間 反應(yīng)時間即為煙氣流經(jīng)反應(yīng)器時，在所有催化劑孔道內(nèi)停反應(yīng)時間即為煙氣流經(jīng)反應(yīng)器時，在所有催化劑孔道內(nèi)停留的總時間。根據(jù)定義，反應(yīng)時間的計算式如下：留的總時間。根據(jù)定義，反應(yīng)時間的計算式如下： (4-3) 式中式中Qg為煙氣體積流量；為煙氣體積流量；Vc為催化劑體積；為催化劑體積；為

20、催化劑孔為催化劑孔道橫截面積與催化劑整體橫截面積的比率。道橫截面積與催化劑整體橫截面積的比率。六、六、NH3/NOx 的摩爾比的摩爾比 氨氮摩爾比簡稱為氨氮比，它的定義是氨氮摩爾比簡稱為氨氮比，它的定義是SCR反應(yīng)器入口煙反應(yīng)器入口煙氣中氨的摩爾濃度與氮氧化物的摩爾濃度的比值，其定義氣中氨的摩爾濃度與氮氧化物的摩爾濃度的比值，其定義式如下：式如下： (4-4) 式中和分別為反應(yīng)器入口煙氣中式中和分別為反應(yīng)器入口煙氣中NH3和和NOx的摩爾濃度。的摩爾濃度。/cgtVQ3/xiiNHNOCC 理論上，理論上，1mol的的NOx需要需要1 mol的的NH3去脫除，去脫除，NH3量不量不足會導(dǎo)致足會

21、導(dǎo)致NOx的脫除效率降低，但的脫除效率降低，但NH3過量又會帶來過量又會帶來NH3對環(huán)境的二次污染以及產(chǎn)生氨鹽等腐蝕性物質(zhì)。通常噴入對環(huán)境的二次污染以及產(chǎn)生氨鹽等腐蝕性物質(zhì)。通常噴入的的NH3量隨著機組負荷的變化而變化，量隨著機組負荷的變化而變化，NH3量與量與NOx脫除脫除效率的關(guān)系必需通過現(xiàn)場的調(diào)試來實現(xiàn)。在設(shè)定的脫硝率效率的關(guān)系必需通過現(xiàn)場的調(diào)試來實現(xiàn)。在設(shè)定的脫硝率下，如果噴氨調(diào)節(jié)閥的性能越好、噴氨格柵的混合性能越下，如果噴氨調(diào)節(jié)閥的性能越好、噴氨格柵的混合性能越強，那么，實際強，那么，實際NH3/NOx的摩爾比就越接近理論值。的摩爾比就越接近理論值。七、七、SO2 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 釩釩

22、-鈦催化劑在降解鈦催化劑在降解NOx的過程中，也會把煙氣中的部分的過程中，也會把煙氣中的部分SO2催化氧化為催化氧化為SO3。當。當SO3的轉(zhuǎn)化率過高，不僅容易導(dǎo)的轉(zhuǎn)化率過高，不僅容易導(dǎo)致空氣預(yù)熱器的堵灰和后續(xù)設(shè)備的腐蝕，而且會造成催化致空氣預(yù)熱器的堵灰和后續(xù)設(shè)備的腐蝕，而且會造成催化劑中毒。因此，在劑中毒。因此，在SCR運行時，一般要求運行時，一般要求SO2的轉(zhuǎn)化率小的轉(zhuǎn)化率小于于1%。降低。降低SO2氧化為氧化為SO3的主要措施是通過改善催化劑的主要措施是通過改善催化劑成份來實現(xiàn)的，例如，在釩成份來實現(xiàn)的，例如，在釩-鈦催化劑體系中加入鎢、鉬鈦催化劑體系中加入鎢、鉬等成份，可有效地抑制等成

23、份，可有效地抑制SO2被氧化為被氧化為SO3。八、八、NH3 逃逸率逃逸率 NH3逃逸率是指催化反應(yīng)器出口煙氣中所含逃逸率是指催化反應(yīng)器出口煙氣中所含NH3體積分數(shù)，體積分數(shù)，它反映了未參加反應(yīng)的它反映了未參加反應(yīng)的NH3的量。的量。 NH3逃逸率之所以受到逃逸率之所以受到高度的重視，主要有兩個原因，一是逃逸了的高度的重視，主要有兩個原因，一是逃逸了的NH3浪費了浪費了生產(chǎn)成本，可能造成環(huán)境的二次污染；二是逃逸了的生產(chǎn)成本，可能造成環(huán)境的二次污染；二是逃逸了的NH3與煙氣中的與煙氣中的SO3反應(yīng)生成反應(yīng)生成NH4HSO4和和(NH4)2SO4等粘稠狀等粘稠狀的銨鹽，粘結(jié)在空預(yù)器等下游設(shè)備上，并

24、腐蝕這些設(shè)備，的銨鹽，粘結(jié)在空預(yù)器等下游設(shè)備上，并腐蝕這些設(shè)備，同時增大了沿程阻力。同時增大了沿程阻力。NH3逃逸率一般控制在小于逃逸率一般控制在小于3%。 減少減少NH3逃逸率的措施要通過設(shè)計合理的空間速率和逃逸率的措施要通過設(shè)計合理的空間速率和NH3 /NOx的摩爾比來實現(xiàn)。的摩爾比來實現(xiàn)。九、反應(yīng)器運行壓降九、反應(yīng)器運行壓降 反應(yīng)器運行壓降指省煤器出口至空預(yù)器進口之間煙道的壓反應(yīng)器運行壓降指省煤器出口至空預(yù)器進口之間煙道的壓降，主要反映了煙氣經(jīng)過降，主要反映了煙氣經(jīng)過SCR反應(yīng)器催化劑層后的壓頭損反應(yīng)器催化劑層后的壓頭損失。正常情況下，反應(yīng)器運行壓降小于失。正常情況下，反應(yīng)器運行壓降小于

25、1000 Pa。美國和歐洲部分電廠的美國和歐洲部分電廠的SCR工藝參數(shù)工藝參數(shù)電站電站PSNH Merrimack#1機組機組PP&L Montour#2機機組組BEWAGKW ReuterD和和E機組機組Altbach HKWNeckar機機組組裝機容量裝機容量/ MW122745300460燃料種類燃料種類煙煤煙煤煙煤煙煤煙煤煙煤煙煤煙煤煙氣量煙氣量 /m3/h31275026063009300001300000進口進口NOx濃度濃度 /mg/m32018600650650出口出口NOx濃度濃度 /mg/m322660150200設(shè)計脫硝率設(shè)計脫硝率 /%88.9907781.5設(shè)

26、計溫度設(shè)計溫度 /660725725698氨逃逸率氨逃逸率 /ppm52599.9%，由槽車運來的液氨用壓縮機，由槽車運來的液氨用壓縮機(圖圖4-6)進進行卸料，通過卸料壓縮機的壓差將槽車內(nèi)的液氨送至儲存罐內(nèi)，行卸料，通過卸料壓縮機的壓差將槽車內(nèi)的液氨送至儲存罐內(nèi)，卸氨過程產(chǎn)生的尾氣收入裝有水的吸收罐內(nèi)，避免對環(huán)境造成卸氨過程產(chǎn)生的尾氣收入裝有水的吸收罐內(nèi)，避免對環(huán)境造成影響。影響。 由于卸氨過程液氨減壓后蒸發(fā)吸熱，所以卸氨管道上經(jīng)常會大由于卸氨過程液氨減壓后蒸發(fā)吸熱，所以卸氨管道上經(jīng)常會大量結(jié)冰或化霜，為減少此類問題的發(fā)生，確保卸氨過程的安全。量結(jié)冰或化霜，為減少此類問題的發(fā)生，確保卸氨過程

27、的安全。經(jīng)常在槽車之后的卸氨管上聯(lián)接一臺蛇形管自然吸熱器，減少經(jīng)常在槽車之后的卸氨管上聯(lián)接一臺蛇形管自然吸熱器，減少液氨管道的結(jié)冰或化霜現(xiàn)象。圖液氨管道的結(jié)冰或化霜現(xiàn)象。圖4-7為蛇形管自然吸熱器實物圖。為蛇形管自然吸熱器實物圖。 槽車中液氨的排出是通過向槽車上部空間輸入高壓氨氣把液氨槽車中液氨的排出是通過向槽車上部空間輸入高壓氨氣把液氨壓出來的。高壓氨氣是通過連通液氨儲罐上部飽和氨氣獲得的，壓出來的。高壓氨氣是通過連通液氨儲罐上部飽和氨氣獲得的，通過氨氣壓縮機將氨氣增壓，增壓后的氨氣進入槽車并起到驅(qū)通過氨氣壓縮機將氨氣增壓，增壓后的氨氣進入槽車并起到驅(qū)逐其中液氨的作用，圖逐其中液氨的作用，圖

28、4-8是壓縮機卸氨的工作原理圖。另外槽是壓縮機卸氨的工作原理圖。另外槽車中余下的氨氣，可通過壓縮機反向旋轉(zhuǎn)把氨氣壓回儲罐。車中余下的氨氣，可通過壓縮機反向旋轉(zhuǎn)把氨氣壓回儲罐。 當儲罐需要進行維修時，壓縮機還可用于兩個儲罐之間的液氨當儲罐需要進行維修時，壓縮機還可用于兩個儲罐之間的液氨的倒罐輸送，以及用來放出儲罐里的氨氣。的倒罐輸送，以及用來放出儲罐里的氨氣。圖圖4-6 壓縮機實物圖壓縮機實物圖 圖4-7 蛇形管自然吸熱器實物圖 （三）氣化器（三）氣化器 氣化器的作用在于把液態(tài)氨轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨。氣化器的加熱源一般采用蒸汽加氣化器的作用在于把液態(tài)氨轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨。氣化器的加熱源一般采用蒸汽加熱，也可用

29、電加熱頭加熱。加熱溫度控制在熱，也可用電加熱頭加熱。加熱溫度控制在50左右。氣化器的氣化能力一左右。氣化器的氣化能力一般按最大需氨量的般按最大需氨量的1.21.5倍來考慮。倍來考慮。 液氨氣化器為螺旋管式，圖液氨氣化器為螺旋管式，圖4-9是氣化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖是氣化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，圖4-10是氣化器的實是氣化器的實物圖。氣化器盤管內(nèi)為液氨，管外為溫水，用蒸汽直接噴入水中，并把水加物圖。氣化器盤管內(nèi)為液氨，管外為溫水，用蒸汽直接噴入水中，并把水加熱到一定的溫度，再以溫水將液氨氣化，并加熱至常溫。蒸汽流量受蒸發(fā)器熱到一定的溫度，再以溫水將液氨氣化，并加熱至常溫。蒸汽流量受蒸發(fā)器本身水浴溫度控制調(diào)

30、節(jié)，當水的溫度高過設(shè)定值時切斷蒸汽氣源。本身水浴溫度控制調(diào)節(jié)，當水的溫度高過設(shè)定值時切斷蒸汽氣源。 氣化器上裝有壓力控制閥將氨氣壓力控制在設(shè)定值內(nèi)，當出口壓力達到設(shè)定氣化器上裝有壓力控制閥將氨氣壓力控制在設(shè)定值內(nèi)，當出口壓力達到設(shè)定值時，則切斷液氨進料。在氨氣出口管線上也裝有溫度檢測器，當溫度低于值時，則切斷液氨進料。在氨氣出口管線上也裝有溫度檢測器，當溫度低于設(shè)定值時切斷液氨，使氨氣至緩沖槽維持適當溫度及壓力。氣化器還裝有安設(shè)定值時切斷液氨，使氨氣至緩沖槽維持適當溫度及壓力。氣化器還裝有安全閥，可防止設(shè)備壓力異常過高。全閥，可防止設(shè)備壓力異常過高。 每套氣化器裝置配有一個調(diào)壓管道，它把氨氣輸

31、送到每套氣化器裝置配有一個調(diào)壓管道，它把氨氣輸送到SCR系統(tǒng)，另外應(yīng)有一系統(tǒng)，另外應(yīng)有一個備用的氣化器，在出現(xiàn)故障或維修的時候用來保證系統(tǒng)的安全運行。個備用的氣化器，在出現(xiàn)故障或維修的時候用來保證系統(tǒng)的安全運行。補水氣態(tài)氨液態(tài)氨蒸汽溢流口圖圖4-9 氣化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖氣化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖圖4-10是氣化器的實物圖是氣化器的實物圖（六）氮氣吹掃（六）氮氣吹掃 脫硝系統(tǒng)最關(guān)鍵的安全問題是：保持液氨儲存及供應(yīng)系統(tǒng)的嚴密脫硝系統(tǒng)最關(guān)鍵的安全問題是：保持液氨儲存及供應(yīng)系統(tǒng)的嚴密性，防止氨氣的泄漏和氨氣與空氣的混合造成爆炸?；诖朔矫嫘裕乐拱睔獾男孤┖桶睔馀c空氣的混合造成爆炸?；诖朔矫娴目紤]，供氨系

32、統(tǒng)的卸料壓縮機、液氨儲罐、氨氣氣化器、氨氣的考慮，供氨系統(tǒng)的卸料壓縮機、液氨儲罐、氨氣氣化器、氨氣緩沖罐等都應(yīng)備有氮氣吹掃管線。在設(shè)備初次投運或檢修后投運，緩沖罐等都應(yīng)備有氮氣吹掃管線。在設(shè)備初次投運或檢修后投運，液氨卸料之前必須通過氮氣吹掃管線對與氨直接接觸的設(shè)備分別液氨卸料之前必須通過氮氣吹掃管線對與氨直接接觸的設(shè)備分別進行嚴格的系統(tǒng)嚴密性試驗和氮氣置換，防止氨氣泄漏和系統(tǒng)中進行嚴格的系統(tǒng)嚴密性試驗和氮氣置換，防止氨氣泄漏和系統(tǒng)中殘余的空氣混合爆炸，并造成爆炸的危險。殘余的空氣混合爆炸，并造成爆炸的危險。（七）排放系統(tǒng)（七）排放系統(tǒng) 排放出的液氨或氣氨通過裝有水的氨吸收罐吸收，再經(jīng)由廢水泵

33、排放出的液氨或氣氨通過裝有水的氨吸收罐吸收，再經(jīng)由廢水泵送到工業(yè)廢水處理站。送到工業(yè)廢水處理站。（八）防護裝置（八）防護裝置 氨具有強烈的刺激性，氨對皮膚、眼睛及軟組織有強烈的氨具有強烈的刺激性，氨對皮膚、眼睛及軟組織有強烈的腐蝕作用，如不慎接觸會造成傷害。為保障人身安全，應(yīng)腐蝕作用，如不慎接觸會造成傷害。為保障人身安全，應(yīng)完善防護措施，如配有防護服、防毒面具。氨站還必須安完善防護措施，如配有防護服、防毒面具。氨站還必須安裝應(yīng)急淋浴，應(yīng)急淋浴水應(yīng)為飲用水，如不慎造成與氨水裝應(yīng)急淋浴，應(yīng)急淋浴水應(yīng)為飲用水，如不慎造成與氨水接觸，應(yīng)立即沖洗。接觸，應(yīng)立即沖洗。 氨站還應(yīng)設(shè)有洗眼器，沖洗用水必須是飲

34、用水。在氨水不氨站還應(yīng)設(shè)有洗眼器，沖洗用水必須是飲用水。在氨水不慎進入眼睛時，要用大量的水沖洗至少慎進入眼睛時，要用大量的水沖洗至少15分鐘，然后立即分鐘，然后立即就醫(yī)。氨進入人體眼部后，有強烈的刺激感、疼痛感，容就醫(yī)。氨進入人體眼部后，有強烈的刺激感、疼痛感，容易引起角膜炎易引起角膜炎(眼睛紅腫眼睛紅腫)，造成角膜腐蝕，嚴重時可能導(dǎo)致，造成角膜腐蝕，嚴重時可能導(dǎo)致失明。失明。注氨設(shè)備注氨設(shè)備一、稀釋風(fēng)機一、稀釋風(fēng)機 SCR脫硝系統(tǒng)采用的氨脫硝系統(tǒng)采用的氨(NH3)還原劑，其爆炸極限還原劑，其爆炸極限(在空氣在空氣中體積中體積%)1528%，為保證氨，為保證氨(NH3)注入煙道的絕對安全注入煙

35、道的絕對安全以及均勻混合，需要引入稀釋風(fēng)，將氨濃度降低到爆炸下以及均勻混合，需要引入稀釋風(fēng)，將氨濃度降低到爆炸下限以下，一般應(yīng)控制在限以下，一般應(yīng)控制在5%以內(nèi)。以內(nèi)。 稀釋風(fēng)機為氨氣的稀釋與混合提供空氣。風(fēng)機的出力按煙稀釋風(fēng)機為氨氣的稀釋與混合提供空氣。風(fēng)機的出力按煙氣最大量時稀釋氨氣所需風(fēng)量來考慮，并留有裕度，混合氣最大量時稀釋氨氣所需風(fēng)量來考慮，并留有裕度，混合后的氨氣后的氨氣/空氣混合物的體積比在空氣混合物的體積比在BMCR工況下為工況下為5%。稀。稀釋氣流流量的控制在開始啟動時手動調(diào)整，以后無需再調(diào)。釋氣流流量的控制在開始啟動時手動調(diào)整，以后無需再調(diào)。圖圖4-12、圖、圖4-13是稀

36、釋風(fēng)機實物圖。是稀釋風(fēng)機實物圖。圖圖4-12 國外氨氣稀釋風(fēng)機實物圖國外氨氣稀釋風(fēng)機實物圖 圖圖4-13 國內(nèi)氨氣稀釋風(fēng)機實物圖國內(nèi)氨氣稀釋風(fēng)機實物圖 二、供氨母管二、供氨母管/集管集管 經(jīng)稀釋風(fēng)機稀釋后的氨氣與空氣實現(xiàn)了混合，氨氣注入煙經(jīng)稀釋風(fēng)機稀釋后的氨氣與空氣實現(xiàn)了混合，氨氣注入煙道之前，供氨母管沿著煙道的垂直斷面又分成若干個集管，道之前，供氨母管沿著煙道的垂直斷面又分成若干個集管，以利噴入的氨氣均勻分布在煙道的各個斷面上。圖以利噴入的氨氣均勻分布在煙道的各個斷面上。圖4-14是是氨氣稀釋后注入煙道前的供氨管路示意圖，圖氨氣稀釋后注入煙道前的供氨管路示意圖，圖4-15則為相則為相應(yīng)的實物

37、圖。應(yīng)的實物圖。三、注氨格柵三、注氨格柵(AIG) 注氨格柵注氨格柵(Ammonia Injection Grid，AIG，見圖，見圖4-16)是是SCR系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，注入的氨氣在煙道中分配的均勻系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，注入的氨氣在煙道中分配的均勻性，直接關(guān)系到脫硝效率和氨的逃逸率兩項重要指標。保性，直接關(guān)系到脫硝效率和氨的逃逸率兩項重要指標。保證注入的氨氣在煙道中與煙氣均勻混合是選擇性催化反應(yīng)證注入的氨氣在煙道中與煙氣均勻混合是選擇性催化反應(yīng)順利進行的先決條件。順利進行的先決條件。 注氨格柵一般采用碳鋼材質(zhì)，布置在省煤器出口與催化反注氨格柵一般采用碳鋼材質(zhì)，布置在省煤器出口與催化反應(yīng)器進口之間

38、的煙道上。目前，注氨格柵的形式較多，但應(yīng)器進口之間的煙道上。目前，注氨格柵的形式較多，但一般由安裝在煙道垂直斷面上的若干噴氨支管與支管上的一般由安裝在煙道垂直斷面上的若干噴氨支管與支管上的噴嘴組成。大型燃燒設(shè)備的噴嘴組成。大型燃燒設(shè)備的SCR的噴射系統(tǒng)中，噴嘴的噴射系統(tǒng)中，噴嘴(圖圖4-17)達數(shù)百個之多。達數(shù)百個之多。 根據(jù)根據(jù)SCR催化劑的反應(yīng)動力學(xué)原理，氨和催化劑的反應(yīng)動力學(xué)原理，氨和NOx的混合程度對提高的混合程度對提高SCR工藝的脫硝效率具有極大的影響。如果還原劑和工藝的脫硝效率具有極大的影響。如果還原劑和NOx不能充不能充分混合，而又要達到分混合，而又要達到NOx排放量指標要求，則

39、無疑將導(dǎo)致催化劑排放量指標要求，則無疑將導(dǎo)致催化劑的用量大增和氨的外逸，造成運行成本的提高和新的環(huán)境污染。的用量大增和氨的外逸，造成運行成本的提高和新的環(huán)境污染。 為了達到還原劑和為了達到還原劑和NOx的充分混合接觸，最理想的狀況是使還原的充分混合接觸，最理想的狀況是使還原劑的濃度分布與劑的濃度分布與NOx的濃度分布相一致，即在的濃度分布相一致，即在NOx的濃度高的位的濃度高的位置，噴入的氨也相應(yīng)多一些，而在置，噴入的氨也相應(yīng)多一些，而在NOx的濃度低的位置，噴入的的濃度低的位置，噴入的氨也相應(yīng)少一些。而要達到這一要求就需要根據(jù)氨也相應(yīng)少一些。而要達到這一要求就需要根據(jù)NOx的分布單獨的分布單

40、獨調(diào)整每一個噴嘴的噴氨量。因此，噴射系統(tǒng)需要做成可以調(diào)節(jié)的，調(diào)整每一個噴嘴的噴氨量。因此，噴射系統(tǒng)需要做成可以調(diào)節(jié)的，通過對每一個噴嘴的噴氨量的調(diào)節(jié)，建立與通過對每一個噴嘴的噴氨量的調(diào)節(jié)，建立與NOx的通量剖面相一的通量剖面相一致的氨的噴入劑量，將有助于大幅度提高脫硝效率。致的氨的噴入劑量，將有助于大幅度提高脫硝效率。圖圖4-18 噴嘴噴嘴/靜態(tài)混合器的布局圖靜態(tài)混合器的布局圖 圖圖4-19 靜態(tài)混合器靜態(tài)混合器 注氨格柵和噴射點的密度是影響混合均勻度的重要因素注氨格柵和噴射點的密度是影響混合均勻度的重要因素(圖圖4-17)，噴嘴數(shù)量越多越有利于形成混合均勻的流動，但數(shù)以百計的噴嘴噴嘴數(shù)量越多

41、越有利于形成混合均勻的流動，但數(shù)以百計的噴嘴無疑增加了設(shè)計、安裝與運行維護的復(fù)雜性，所以，利用較少噴無疑增加了設(shè)計、安裝與運行維護的復(fù)雜性，所以，利用較少噴嘴達到同樣效果的探索一直是該領(lǐng)域中研究的另一個熱點，一種嘴達到同樣效果的探索一直是該領(lǐng)域中研究的另一個熱點，一種通過將氨噴射到轉(zhuǎn)盤上，然后利用旋轉(zhuǎn)運動使氨均勻擴散開來的通過將氨噴射到轉(zhuǎn)盤上，然后利用旋轉(zhuǎn)運動使氨均勻擴散開來的噴氨方式可以使噴嘴數(shù)目大幅度減少。噴氨方式可以使噴嘴數(shù)目大幅度減少。 為了進一步提高氨氣為了進一步提高氨氣/煙氣的混合效果，不少供應(yīng)商在煙道內(nèi)部煙氣的混合效果，不少供應(yīng)商在煙道內(nèi)部還設(shè)置了所謂的靜態(tài)混合器，來控制整個反應(yīng)

42、器入口的橫斷面上還設(shè)置了所謂的靜態(tài)混合器，來控制整個反應(yīng)器入口的橫斷面上煙氣溫度分布和流速分布。另外，在所有煙氣轉(zhuǎn)向處都安裝了導(dǎo)煙氣溫度分布和流速分布。另外，在所有煙氣轉(zhuǎn)向處都安裝了導(dǎo)流板，保證煙氣流向正確，整個系統(tǒng)的壓力損失降到最低程度。流板，保證煙氣流向正確，整個系統(tǒng)的壓力損失降到最低程度。設(shè)計優(yōu)良的噴射系統(tǒng)可以縮短擴散長度、減少壓力損失，從而少占場設(shè)計優(yōu)良的噴射系統(tǒng)可以縮短擴散長度、減少壓力損失，從而少占場地、節(jié)約建造費用和運行費用。目前已經(jīng)有若干種成熟的高效注氨技地、節(jié)約建造費用和運行費用。目前已經(jīng)有若干種成熟的高效注氨技術(shù)付諸商業(yè)應(yīng)用，比如奧地利術(shù)付諸商業(yè)應(yīng)用，比如奧地利INTEGR

43、AL公司所研制的注氨格柵綜合公司所研制的注氨格柵綜合考慮了在減少壓力降和節(jié)省管道空間的前提下，實現(xiàn)氨氣考慮了在減少壓力降和節(jié)省管道空間的前提下，實現(xiàn)氨氣/煙氣均勻煙氣均勻分布和穩(wěn)定混合的要求。通過把可調(diào)節(jié)噴射量的噴槍按設(shè)計要求安裝分布和穩(wěn)定混合的要求。通過把可調(diào)節(jié)噴射量的噴槍按設(shè)計要求安裝在煙氣管道的橫截面上，并在氨噴入的地方造成煙氣的紊流，使反應(yīng)在煙氣管道的橫截面上，并在氨噴入的地方造成煙氣的紊流，使反應(yīng)物充分混合，在使用液氨、氨溶液和尿素時都表現(xiàn)出了良好的性能。物充分混合，在使用液氨、氨溶液和尿素時都表現(xiàn)出了良好的性能。序號序號項目項目數(shù)值數(shù)值1煙氣流量煙氣流量1950000 Nm3/h2

44、液氨消耗量液氨消耗量3000 kg/h3煙氣管道橫截面煙氣管道橫截面21 m12 m4注氨格柵最大距離注氨格柵最大距離0.6 m5最大混合距離最大混合距離1.2 m6偏差偏差3.4%4.0%(額定負載下額定負載下)7注氨的壓降注氨的壓降10 Pa表表4-4 噴射格柵實驗噴射格柵實驗反應(yīng)器反應(yīng)器一、本體一、本體 催化反應(yīng)器是一個與尾部煙道相連的安裝催化劑和完成脫硝化學(xué)反應(yīng)的容器，催化反應(yīng)器是一個與尾部煙道相連的安裝催化劑和完成脫硝化學(xué)反應(yīng)的容器，如前所述，催化劑反應(yīng)器有高灰段、低灰段和尾部煙氣段布置方式。燃煤鍋如前所述，催化劑反應(yīng)器有高灰段、低灰段和尾部煙氣段布置方式。燃煤鍋爐煙氣脫硝的爐煙氣脫

45、硝的SCR反應(yīng)器都在很高的位置上垂直放置反應(yīng)器都在很高的位置上垂直放置(燃天然氣或燃油鍋爐燃天然氣或燃油鍋爐的反應(yīng)器可以水平放置的反應(yīng)器可以水平放置)，在大部分設(shè)計中，煙氣都是先在向上流動的煙道，在大部分設(shè)計中，煙氣都是先在向上流動的煙道與氨混合，然后經(jīng)過水平煙道再折轉(zhuǎn)向下流過脫硝反應(yīng)器。與氨混合，然后經(jīng)過水平煙道再折轉(zhuǎn)向下流過脫硝反應(yīng)器。 反應(yīng)器和煙道的設(shè)計都采用傳統(tǒng)的煙氣流速用來保持飛灰在煙氣中處于懸浮反應(yīng)器和煙道的設(shè)計都采用傳統(tǒng)的煙氣流速用來保持飛灰在煙氣中處于懸浮狀態(tài)。由于催化反應(yīng)器需要占用很大的空間，因此對于老廠加裝煙氣脫硝系狀態(tài)。由于催化反應(yīng)器需要占用很大的空間，因此對于老廠加裝煙

46、氣脫硝系統(tǒng)的改造工程來說，場地問題往往成為設(shè)計工作中經(jīng)常遇到的難題。統(tǒng)的改造工程來說，場地問題往往成為設(shè)計工作中經(jīng)常遇到的難題。 催化反應(yīng)器通過設(shè)計合理的過渡段與煙氣管道相連接，保證反應(yīng)器內(nèi)催化還催化反應(yīng)器通過設(shè)計合理的過渡段與煙氣管道相連接，保證反應(yīng)器內(nèi)催化還原反應(yīng)充分進行，需要在上游的煙氣管道中配置煙氣混合裝置和轉(zhuǎn)向?qū)Я餮b原反應(yīng)充分進行，需要在上游的煙氣管道中配置煙氣混合裝置和轉(zhuǎn)向?qū)Я餮b置。另外還需要在反應(yīng)器內(nèi)安裝吹灰器，使催化劑保持清潔和反應(yīng)活性。置。另外還需要在反應(yīng)器內(nèi)安裝吹灰器，使催化劑保持清潔和反應(yīng)活性。 一臺鍋爐通常配兩套催化反應(yīng)器，每套反應(yīng)器處理總煙氣量的一臺鍋爐通常配兩套催化

47、反應(yīng)器，每套反應(yīng)器處理總煙氣量的1/2。 催化劑固定在反應(yīng)器中，催化劑的支撐結(jié)構(gòu)在保證牢固的情況下催化劑固定在反應(yīng)器中，催化劑的支撐結(jié)構(gòu)在保證牢固的情況下還應(yīng)注意排列合理，盡量減少對煙流的阻礙，以及避免產(chǎn)生渦流還應(yīng)注意排列合理，盡量減少對煙流的阻礙，以及避免產(chǎn)生渦流出現(xiàn)煙氣回流。出現(xiàn)煙氣回流。 反應(yīng)器的本體由若干層催化劑層和承載催化劑的煙道殼體構(gòu)成，反應(yīng)器的本體由若干層催化劑層和承載催化劑的煙道殼體構(gòu)成，可簡單地視為裝有催化劑的變形煙道。反應(yīng)器的本體是實現(xiàn)煙氣可簡單地視為裝有催化劑的變形煙道。反應(yīng)器的本體是實現(xiàn)煙氣中氮氧化物降解的場所。中氮氧化物降解的場所。SCR反應(yīng)器體積大小是根據(jù)煤質(zhì)數(shù)據(jù)、

48、反應(yīng)器體積大小是根據(jù)煤質(zhì)數(shù)據(jù)、煙氣條件、煙氣粉塵量、燃燒介質(zhì)元素成分、煙氣流量、煙氣條件、煙氣粉塵量、燃燒介質(zhì)元素成分、煙氣流量、NOx進進口濃度、脫硝效率、口濃度、脫硝效率、SOX濃度、反應(yīng)器壓降、使用壽命等決定的。濃度、反應(yīng)器壓降、使用壽命等決定的。圖圖4-20為為SCR反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)剖面圖。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)剖面圖。 SCR安裝在獨立的金屬構(gòu)架平臺上，截面成矩形，并且由起到加安裝在獨立的金屬構(gòu)架平臺上，截面成矩形，并且由起到加強作用的鋼板托起，反應(yīng)器的載荷通過它的側(cè)墻均勻地分布，強作用的鋼板托起，反應(yīng)器的載荷通過它的側(cè)墻均勻地分布，SCR反應(yīng)器被固定在中心并向外膨脹，使水平膨脹位移量最小。反應(yīng)器

49、被固定在中心并向外膨脹，使水平膨脹位移量最小。 SCR反應(yīng)器外壁一側(cè)在催化劑層處有檢修門，用于將催化劑模塊反應(yīng)器外壁一側(cè)在催化劑層處有檢修門，用于將催化劑模塊裝入催化劑層。每個催化劑層都設(shè)有人孔，機組停運時通過人孔裝入催化劑層。每個催化劑層都設(shè)有人孔，機組停運時通過人孔進入檢查催化劑模塊。進入檢查催化劑模塊。 煙氣與注入的氨氣接觸后，首先經(jīng)過混合柵，提高氨氣與煙氣的煙氣與注入的氨氣接觸后，首先經(jīng)過混合柵，提高氨氣與煙氣的混合程度，混合柵一般為呈網(wǎng)狀布置的金屬構(gòu)件?；旌铣潭龋旌蠔乓话銥槌示W(wǎng)狀布置的金屬構(gòu)件。 混合柵后，煙氣混合柵后，煙氣/氨氣經(jīng)過折角導(dǎo)流柵，流向發(fā)生變化。氨氣經(jīng)過折角導(dǎo)流柵，流

50、向發(fā)生變化。 在最后進入催化反應(yīng)層之前，煙氣在最后進入催化反應(yīng)層之前，煙氣/氨氣流過小盡寸的正方形整氨氣流過小盡寸的正方形整流柵，煙氣流柵，煙氣/氨氣的混合的均勻性再度提高，并保證在催化劑層氨氣的混合的均勻性再度提高，并保證在催化劑層上的水平斷面上均勻分配?；旌蠔拧?dǎo)流柵、整流柵的最佳幾何上的水平斷面上均勻分配。混合柵、導(dǎo)流柵、整流柵的最佳幾何尺寸、安裝形式及設(shè)置的必要性通過流體模擬試驗方法確定。尺寸、安裝形式及設(shè)置的必要性通過流體模擬試驗方法確定。 催化劑箱由底部的支承鋼梁組成催化劑箱由底部的支承鋼梁組成(圖圖4-24)，反應(yīng)器橫截面和催化，反應(yīng)器橫截面和催化劑的層間距設(shè)計，應(yīng)能保證吹灰器的

51、安裝和正常運行需要。劑的層間距設(shè)計，應(yīng)能保證吹灰器的安裝和正常運行需要。圖圖4-21 煙氣與氨氣的混合柵煙氣與氨氣的混合柵 圖圖4-22 煙氣與氨氣折角導(dǎo)流柵煙氣與氨氣折角導(dǎo)流柵 圖圖4-23 煙氣與氨氣的整流柵煙氣與氨氣的整流柵 圖圖4-24 催化劑箱的支承鋼梁催化劑箱的支承鋼梁 吹灰器裝在每個催化劑層的上方，采用過熱蒸汽吹灰，吹掉催化吹灰器裝在每個催化劑層的上方，采用過熱蒸汽吹灰，吹掉催化劑上的積灰。劑上的積灰。 催化劑反應(yīng)器的下游設(shè)有一組取樣管，取樣管深入煙道的斷面上，催化劑反應(yīng)器的下游設(shè)有一組取樣管，取樣管深入煙道的斷面上，由多根取樣插管組成，用于測量截面上由多根取樣插管組成，用于測量

52、截面上NOx的濃度的濃度(及其它如及其它如NH3、SOx等的濃度等的濃度)。圖。圖4-25為取樣管的現(xiàn)場拼裝圖。為取樣管的現(xiàn)場拼裝圖。 反應(yīng)器殼體反應(yīng)器殼體(參見圖參見圖4-26)通常采用標準的板箱式結(jié)構(gòu)，輔以各種通常采用標準的板箱式結(jié)構(gòu)，輔以各種加強筋和支撐構(gòu)件來滿足防震、承載催化劑、密封、承受荷載和加強筋和支撐構(gòu)件來滿足防震、承載催化劑、密封、承受荷載和抵抗應(yīng)力的要求，并且實現(xiàn)與外界的隔熱。反應(yīng)器還設(shè)有門孔、抵抗應(yīng)力的要求，并且實現(xiàn)與外界的隔熱。反應(yīng)器還設(shè)有門孔、觀察口、單軌吊梁，用于催化劑的安裝、運行觀察和維護保養(yǎng)。觀察口、單軌吊梁，用于催化劑的安裝、運行觀察和維護保養(yǎng)。板箱式反應(yīng)器由鋼

53、結(jié)構(gòu)支撐。板箱式反應(yīng)器由鋼結(jié)構(gòu)支撐。圖4-25 取樣管的現(xiàn)場拼裝圖 圖4-26 吊裝中的反應(yīng)器殼體二、催化劑二、催化劑 每個反應(yīng)器內(nèi)裝填一定體積的催化劑，催化劑裝填量的多少，每個反應(yīng)器內(nèi)裝填一定體積的催化劑，催化劑裝填量的多少，取決于設(shè)計的處理煙氣量、脫硝效率以及催化劑的性能。催化取決于設(shè)計的處理煙氣量、脫硝效率以及催化劑的性能。催化劑模塊是商業(yè)催化劑的最小單元結(jié)構(gòu)，若干個催化劑模塊組成劑模塊是商業(yè)催化劑的最小單元結(jié)構(gòu)，若干個催化劑模塊組成箱體結(jié)構(gòu)，若干只箱體再組成催化劑層，每個反應(yīng)器一般由箱體結(jié)構(gòu)，若干只箱體再組成催化劑層，每個反應(yīng)器一般由34層的催化劑層組成的。層的催化劑層組成的。1. 催

54、化劑模塊催化劑模塊 催化劑模塊是商業(yè)催化劑的最小單元結(jié)構(gòu)，以蜂窩催化劑為例，催化劑模塊是商業(yè)催化劑的最小單元結(jié)構(gòu)，以蜂窩催化劑為例，每個模塊上開有每個模塊上開有2222個氣流口。氣流孔徑的大小取決于鍋爐個氣流口。氣流孔徑的大小取決于鍋爐所用燃料的種類。例如，普通的燃煤煙氣脫硝催化劑采用的氣所用燃料的種類。例如，普通的燃煤煙氣脫硝催化劑采用的氣流孔徑為流孔徑為p=7 mm，孔壁厚，孔壁厚a1 mm。催化劑模塊的斷面隨著。催化劑模塊的斷面隨著設(shè)計的情況會出現(xiàn)變化，但長度一般不超過設(shè)計的情況會出現(xiàn)變化，但長度一般不超過1 m。圖圖4-28 蜂窩式與波紋式催化劑的單元模塊蜂窩式與波紋式催化劑的單元模塊

55、2. 催化劑箱催化劑箱 催化劑模塊以箱體催化劑模塊以箱體(圖圖4-29)組合的形式安裝。設(shè)計箱體主組合的形式安裝。設(shè)計箱體主要是考慮到能保證催化劑在反應(yīng)器中便于安裝到適宜固定要是考慮到能保證催化劑在反應(yīng)器中便于安裝到適宜固定的位置，同時它也充當運輸容器，保護催化劑模塊在運輸?shù)奈恢?，同時它也充當運輸容器，保護催化劑模塊在運輸過程中免遭損壞。過程中免遭損壞。 箱體由一個薄金屬筒體構(gòu)成，它的底部有一個用于固定的箱體由一個薄金屬筒體構(gòu)成，它的底部有一個用于固定的支撐格柵，頂部分布很多的小方格，煙氣可以進入，格柵支撐格柵，頂部分布很多的小方格，煙氣可以進入，格柵上采用優(yōu)良的不銹鋼網(wǎng)格，這樣可以保護催化劑

56、，避免外上采用優(yōu)良的不銹鋼網(wǎng)格，這樣可以保護催化劑，避免外來物損傷催化劑。來物損傷催化劑。 各模塊之間采用彈性的礦物纖維進行密封。催化劑模塊裝各模塊之間采用彈性的礦物纖維進行密封。催化劑模塊裝入鋼箱有利于運行與安裝，防止催化劑的破損。以美國康入鋼箱有利于運行與安裝，防止催化劑的破損。以美國康寧公司生產(chǎn)的催化劑為例，每只鋼箱內(nèi)裝有寧公司生產(chǎn)的催化劑為例，每只鋼箱內(nèi)裝有88=64個催個催化模塊。塊與塊之間以及塊與框子外殼之間安裝有陶瓷纖化模塊。塊與塊之間以及塊與框子外殼之間安裝有陶瓷纖維密封維密封(參見圖參見圖4-32、圖、圖4-33)，用以防止未處理煙氣的泄，用以防止未處理煙氣的泄漏以及外部振動

57、的影響。漏以及外部振動的影響。圖圖4-29 催化劑箱體實物圖催化劑箱體實物圖圖4-30 催化劑箱體底部的支撐格柵 圖4-31 催化劑箱體頂部保護格柵圖4-32 模塊之間的纖維密封示意圖 圖4-33 模塊之間的纖維密封實物圖3. 催化劑反應(yīng)層催化劑反應(yīng)層 每層催化劑由若干個裝有催化劑單元的鋼箱均勻排列組成，每層催化劑由若干個裝有催化劑單元的鋼箱均勻排列組成，以以300 MW機組為例，每層催化劑由機組為例，每層催化劑由42只鋼箱組成。為了防只鋼箱組成。為了防止煙氣短路，鋼箱之間采用密封鋼條密閉。圖止煙氣短路，鋼箱之間采用密封鋼條密閉。圖4-34為蜂窩式為蜂窩式催化劑反應(yīng)層示意圖，圖中的每一小方塊代

58、表了催化劑鋼箱。催化劑反應(yīng)層示意圖，圖中的每一小方塊代表了催化劑鋼箱。圖圖4-35為催化劑反應(yīng)層在反應(yīng)器中的位置示意圖。圖為催化劑反應(yīng)層在反應(yīng)器中的位置示意圖。圖4-36為為反應(yīng)器內(nèi)就位好的催化劑層，圖反應(yīng)器內(nèi)就位好的催化劑層，圖4-37為反應(yīng)器內(nèi)就位好的催為反應(yīng)器內(nèi)就位好的催化劑層的仰視圖?；瘎拥难鲆晥D。 防止催化劑箱體間煙氣短路，在箱體與箱體頂部間隙之間焊防止催化劑箱體間煙氣短路，在箱體與箱體頂部間隙之間焊接密封板或密封條接密封板或密封條(圖圖4-38)，箱體和反應(yīng)器壁之間有斜板，這，箱體和反應(yīng)器壁之間有斜板，這些部件可有效防止催化劑模塊間煙氣短路。在些部件可有效防止催化劑模塊間煙氣短路

59、。在SCR壁板和催壁板和催化劑之間的死角處裝設(shè)屋脊狀密封裝置化劑之間的死角處裝設(shè)屋脊狀密封裝置(圖圖4-39)，可以有效避，可以有效避免灰塵的堆積和碳粒的聚集。免灰塵的堆積和碳粒的聚集。圖4-36 就位好的催化劑反應(yīng)層 圖4-37 催化劑反應(yīng)層仰視圖 圖4-38 箱體頂部間隙之間的密封條 圖4-39 反應(yīng)器死角處的密封裝置 （二）旁路（二）旁路 不同類型的催化劑有不同的最佳工作溫度。通常，典型的氧化鈦和氧化釩基不同類型的催化劑有不同的最佳工作溫度。通常，典型的氧化鈦和氧化釩基催化劑的工作溫度范圍為催化劑的工作溫度范圍為340400，最佳反應(yīng)溫度約為，最佳反應(yīng)溫度約為370，最低工作溫，最低工作

60、溫度約為度約為320。SCR最低運行溫度取決于煙氣中最低運行溫度取決于煙氣中SO3、NH3以及水分含量等。以及水分含量等。 SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度較低時易發(fā)生硫酸銨鹽的沉積，煙氣溫度較高時會反應(yīng)器入口煙氣溫度較低時易發(fā)生硫酸銨鹽的沉積，煙氣溫度較高時會增大增大SO2/SO3的轉(zhuǎn)化率，而且長時間處在的轉(zhuǎn)化率，而且長時間處在450以上時會燒結(jié)催化劑的活性成以上時會燒結(jié)催化劑的活性成份，降低反應(yīng)活性。因此，份，降低反應(yīng)活性。因此，SCR運行期間需嚴格控制反應(yīng)器入口的煙氣溫度，運行期間需嚴格控制反應(yīng)器入口的煙氣溫度，使使SCR入口煙氣溫度維持在最低運行溫度以上，并應(yīng)盡量維持在最佳工作溫入口煙氣溫度維持在最低