脫硝工藝介紹-2014

脫硝工藝培訓(xùn)課件聚光科技（杭州）股份有限公司2014年9月NO排放標(biāo)準(zhǔn)脫硝工藝介紹脫硝工程案例★溫室效應(yīng)全球變暖，主要與CO2、CH4、N20、CO、氟里昂，臭氧等。大氣中CO2濃度增加1倍，地球表面大氣溫度升高1.5～4.5度?！锍粞鯇悠茐闹饕确鸁N類化學(xué)物質(zhì)（用CFCl表示），NOx，CH4★酸雨目前國土面積30%，每年幾百億以上損失全球三大污染現(xiàn)象N0X排放標(biāo)準(zhǔn)N0X排放標(biāo)準(zhǔn)主要污染物的危害N0X排放標(biāo)準(zhǔn)氮氧化物直接對人的危害Nox(ppm)對人體健康的影響1聞到臭味5聞到強臭味10—1510min眼、鼻受到刺激501min內(nèi)人呼吸困難803min感到胸痛、惡心100—150在30—60min內(nèi)死亡250很快死亡N0X排放標(biāo)準(zhǔn)氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)2011年7月29日，國家環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了最新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》?！痘痣姀S大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-2011)

《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定氮氧化物：自2012年1月1日起，對于新建火力發(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C機組執(zhí)行100mg/m3的氮氧化物限值；自2014年7月1日起，現(xiàn)有的火力發(fā)電鍋爐和燃?xì)廨啓C機組執(zhí)行100mg/m3的氮氧化物限值；重點地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐和燃?xì)廨啓C機組執(zhí)行100mg/m3的氮氧化物限值；只是對W型火焰爐、循環(huán)流化床及2003年12月31日之前建成投產(chǎn)或通過項目環(huán)境影響報告審批的鍋爐可執(zhí)行200mg/m3的氮氧化物限值。7N0X排放標(biāo)準(zhǔn)“十二五”期間現(xiàn)役機組需要進(jìn)行脫硝改造的機組規(guī)模約為4億千瓦，主要分布在內(nèi)蒙古、山東、江蘇、河北、河南等省（市）。到2015年，脫硝機組的規(guī)模占總裝機容量的比例將達(dá)到75%左右。預(yù)計有500多個電廠需要改造.N0X排放標(biāo)準(zhǔn)

氮氧化物的燃料清單燃煤是最大來源：60％～70%柴油、焦炭、汽油次之近年燃煤貢獻(xiàn)率略有下降汽油、柴油貢獻(xiàn)率上升較快“十二五”淘汰落后產(chǎn)能規(guī)模小火電2000萬千瓦煉鐵7000萬噸燒結(jié)5000平方米煉鋼3000萬噸水泥2.5億噸等淘汰落后產(chǎn)能任務(wù)按年度分解落實N0X排放標(biāo)準(zhǔn)氮氧化物的形成

NOx是煤在燃燒過程中產(chǎn)生的。我國煤中氮含量一般在0.50%～2.50%之間,煤中的氮在燃

燒時約20﹪～70﹪轉(zhuǎn)化為NOx

。燃燒產(chǎn)生的NOx中約95％為NO，其余主要是NO2

在華北區(qū)各省(區(qū))煤中的氮含量以河北省的最高,為1.61%,

山西省的居次為1.44%,內(nèi)蒙古的最低,僅1.31%。東北區(qū)吉

林省煤中的氮含量較高,為1.42%,而黑龍江省煤中的氮含量

較低,為1.05%N0X排放標(biāo)準(zhǔn)氮氧化物的形成注:氮氧化物是三種機理的形成總和,常規(guī)總量為300-500mg/Nm3N0X排放標(biāo)準(zhǔn)（1）煤種特性，如煤的含氮量、揮發(fā)分含量（2）鍋爐燃燒溫度、燃燒區(qū)域的溫度峰值；（3）鍋爐過量空氣系數(shù)，影響反應(yīng)區(qū)中氧、氮、一氧化

氮和烴根等的含量；可燃物在反應(yīng)區(qū)中的停留時間。（4）

鍋爐負(fù)荷，負(fù)荷增大，燃料量增大，燃燒溫度增大，NOx生成量增加。（5）運行人員的操作水平影響氮氧化物的形成的主要因素NO排放標(biāo)準(zhǔn)脫硝工藝介紹脫硝工程案例

脫硝工藝介紹目前控制NOx污染的方法：a、源頭處理：改革工藝設(shè)備，改進(jìn)燃料，清潔生產(chǎn)（研究方向）,燃燒控制b、終端治理：排煙脫氮（排煙脫硝），高煙囪擴散稀釋（目前主要方法）目前排煙脫硝的方法有：1）催化還原法（選擇性、非選擇性、選擇性和非選擇性組合式）2）吸收法\微生物3）

吸附法等主要幾種方法如下:

脫硝工藝介紹煙氣脫硝技術(shù)主要有：選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）、選擇性非催化還原與選擇性催化還原聯(lián)合技術(shù)（SNCR－SCR）及其他煙氣脫硝技術(shù)。新建、改建、擴建的燃煤機組，宜選用SCR；小于等于300MW時，也可選用SNCR－SCR。燃用無煙煤或貧煤且投運時間不足20年的在役機組，宜選用SCR或SNCR－SCR。燃用煙煤或褐煤且投運時間不足20年的在役機組，宜選用SNCR或其他煙氣脫硝技術(shù)。脫硝工藝介紹SCR、SNCR\SCR、SNCR三種技術(shù)參數(shù)比較比較脫硝工藝介紹脫硝反應(yīng)消耗介質(zhì)技術(shù)參數(shù)比較脫硝工藝介紹

選擇性催化還原法（SelectiveCatalyticReduction）簡稱SCR，70年代后期在日本完成商業(yè)運行。是指在鈦基等金屬氧化物催化劑的作用下，以液氨或尿素作為還原劑，利用鍋爐出口的煙氣溫度（320~400°C），有選擇性地與煙氣中的氮氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成無毒無污染的氮氣和水，達(dá)到降解氮氧化物的目的。此工藝的脫硝效率可達(dá)90%以上，是國內(nèi)外電廠應(yīng)用最多，技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。1959年在美國發(fā)明并獲得專利，實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用1970年代，在日本首先用于控制電站NOx排放。目前采用該技術(shù)改造電站鍋爐的最大容量為750MW，最大新建鍋爐容量為1000MW。脫硝工藝介紹95％的燃煤脫硝裝置采用的是高灰布置形式，脫硝反應(yīng)器設(shè)置于省煤器和空預(yù)器之間。高灰布置形式的運行溫度在320～400℃，典型運行溫度為350℃。當(dāng)負(fù)荷降低時煙氣溫度會下降，為了確保SCR反應(yīng)器的溫度處于催化劑的活性溫度范圍，有時需要設(shè)置省煤器旁路，當(dāng)溫度低于催化劑活性溫度時，打開省煤器旁路提高煙氣溫度處于活性溫度范圍。由于煙氣中含有SOx，而且反應(yīng)溫度較高（350℃），會有更多的SO2轉(zhuǎn)化為SO3，所以為了限制SO2的氧化率和NH4HSO4的生成，需要使用活性相對較低的SCR催化劑。由于直接布置在省煤器之后，更靠近鍋爐，煙氣溫度較高（350℃），無需使用補燃器。在負(fù)荷發(fā)生變化時設(shè)置可調(diào)節(jié)的擋板門調(diào)節(jié)省煤器旁路的煙氣量控制進(jìn)入SCR反應(yīng)器的反應(yīng)溫度，使得煙氣溫度控制在SCR反應(yīng)的活性溫度范圍內(nèi)。脫硝反應(yīng)器在鍋爐尾部煙道的位置,有三種(1)在空氣預(yù)熱器前350攝氏度位置(2)在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間(3)布置在FGD(濕法煙氣脫硫裝置)之后脫硝工藝介紹脫硝工藝介紹SCR脫硝工藝及檢測點鍋爐NH3

噴注脫硝反應(yīng)器空氣預(yù)熱器NH3

混合器

蒸發(fā)器NH3

液化罐靜電除塵器引風(fēng)機煙囪換熱器增壓風(fēng)機脫硫系統(tǒng)送風(fēng)機SAH蓄壓器鍋爐脫硝系統(tǒng)裝置的基本流程脫硝工藝介紹脫硝工藝介紹SCR脫硝化學(xué)分析過程脫硝工藝介紹觸媒框架結(jié)構(gòu)(垂直流型)脫硝反應(yīng)器的示意圖觸媒層備用層吹灰器NH3噴嘴(AIG)催化劑安裝設(shè)備導(dǎo)葉片整流器(緩沖層)煙氣脫硝工藝介紹反應(yīng)器內(nèi)部的催化劑脫硝工藝介紹安裝后安裝中使用后

催化劑是整個SCR系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵，催化劑的設(shè)計和選擇是由煙氣條件、組分來確定的，影響其設(shè)計的三個相互作用的因素是NOx脫除率、NH3的逃逸率和催化劑的體積。在形式上主要有板式、蜂窩式和波紋板式三種。脫硝工藝介紹脫硝工藝介紹脫硝工藝介紹不同類型催化劑的比較優(yōu)點⑴SCR裝置布置在鍋爐省煤器以后，對鍋爐性能和結(jié)構(gòu)基本無影響⑵脫硝去除率高，可達(dá)90%以上⑶脫硫裝置性能可靠、穩(wěn)定，設(shè)備可用率98%⑷NH3逃逸率≦3ppm不足⑴催化反應(yīng)溫度受限，典型溫度在300℃-400℃⑵催化劑活性維護(hù)——除去煙氣中硫、灰分⑶催化劑壽命短、費用高：一般4年，且很難再生⑷系統(tǒng)復(fù)雜：省煤器和反應(yīng)器均應(yīng)設(shè)計有旁路；SCR反應(yīng)器體積龐大影響空預(yù)器和鍋爐運行⑸氨劑殘留問題SCR工藝的優(yōu)點和不足脫硝工藝介紹30脫硝工藝介紹31脫硝工藝介紹32脫硝工藝介紹33脫硝工藝介紹總體要求SNCR工藝適用于脫硝效率要求不高于40%的機組。脫硝工程的設(shè)計應(yīng)由具備相應(yīng)資質(zhì)的單位承擔(dān)。脫硝工程總體設(shè)計應(yīng)符合下列要求：（1）工藝流程合理。（2）還原劑使用便捷。（3）方便施工，有利于維護(hù)檢修。（4）充分利用廠內(nèi)公用設(shè)施。（5）節(jié)約用地，工程量小，運行費用低。應(yīng)安裝煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）。34脫硝工藝介紹尿素溶解和儲存設(shè)備依據(jù)就近原則布置在鍋爐附近空地上。尿素溶液稀釋設(shè)備盡可能緊靠鍋爐布置，一般以地腳螺栓的形式固定在緊鄰鍋爐的0米標(biāo)高空地上。計量分配設(shè)備應(yīng)就近布置在噴射系統(tǒng)附近鍋爐平臺上，以焊接或螺栓的形式固定。若采用氨還原劑，氨區(qū)宜布置在地勢較低的地帶；還原劑區(qū)應(yīng)單獨設(shè)置圍欄，設(shè)立明顯警示標(biāo)記，并應(yīng)考慮疏散距離。液氨貯罐區(qū)宜設(shè)環(huán)形消防道路，場地困難時，可設(shè)盡頭式道路，但應(yīng)設(shè)回轉(zhuǎn)場地。液氨儲罐應(yīng)設(shè)置防止陽光直射的遮陽棚，遮陽棚的結(jié)構(gòu)應(yīng)避免形成可集聚氣體的死角。在地上、半地下儲氨罐或儲氨罐組，應(yīng)設(shè)置非燃燒、耐腐蝕材料的防火堤。35脫硝工藝介紹一般規(guī)定脫硝率滿足設(shè)計要求。SNCR脫硝系統(tǒng)氨逃逸濃度應(yīng)控制在8mg/m3以下。SNCR脫硝系統(tǒng)對鍋爐效率的影響應(yīng)小于0.5%。SNCR脫硝系統(tǒng)應(yīng)能在鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷工況和BMCR工況之間的任何負(fù)荷持續(xù)安全運行。SNCR脫硝系統(tǒng)負(fù)荷響應(yīng)能力應(yīng)滿足鍋爐負(fù)荷變化率要求。SNCR脫硝系統(tǒng)應(yīng)不對鍋爐運行產(chǎn)生干擾，也不增加煙氣阻力。還原劑儲存系統(tǒng)可幾臺機組共用，其它系統(tǒng)按單元機組設(shè)計。SNCR脫硝系統(tǒng)設(shè)計和制造應(yīng)符合安全可靠、連續(xù)有效運行的要求，服務(wù)年限應(yīng)在30年以上，整個壽命期內(nèi)系統(tǒng)可用率應(yīng)不小于98%。36脫硝工藝介紹SNCR工藝設(shè)計一般規(guī)定SNCR脫硝工藝中常使用的還原劑有尿素、液氨和氨水?；痣姀SSNCR脫硝工藝一般采用尿素為還原劑。在中小型鍋爐上可采用液氨和氨水為還原劑。尿素SNCR是在鍋爐爐膛高溫區(qū)域（850~1250℃）噴入尿素溶液。尿素SNCR脫硝工藝主要由尿素溶液儲存與制備、尿素溶液輸送、尿素溶液計量分配以及尿素溶液噴射系統(tǒng)組成。37脫硝工藝介紹NO排放標(biāo)準(zhǔn)脫硝工藝介紹脫硝工程案例電力行業(yè)NOx總量減排核算電力行業(yè)原則上采用全口徑核算各省（區(qū)、市）和電力集團部門公布的數(shù)據(jù)誤差在5%裝機容量、發(fā)電量與統(tǒng)計以上的，或煤炭消耗量小于統(tǒng)計部門公布數(shù)據(jù)的包括常規(guī)燃煤（氣）電廠、自備電廠、煤矸石電廠和熱電聯(lián)產(chǎn)機組宏觀核算方法本轄區(qū)各電廠分機組NOx排放量之和宏觀方法核算新增排放量產(chǎn)排污系數(shù)法在線監(jiān)測直接測量法項目累加法核算新增削減量結(jié)構(gòu)減排工程減排管理減排過渡40脫硝工程案例1、煙氣進(jìn)出口氮氧化物濃度均以二氧化氮計。若企業(yè)監(jiān)測的氮氧化物濃度以一氧化氮計，則用一氧化氮濃度乘以1.53折算成二氧化氮濃度。一氧化氮體積濃度（ppm）折算成二氧化氮質(zhì)量濃度（mg/Nm3）需乘以折算系數(shù)2.05（如果僅僅乘以1.34，則表明是折算的一氧化氮質(zhì)量濃度）2、對于僅進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造的機組，低氮燃燒改造前氮氧化物濃度取值不得高于按2010年污普動態(tài)更新填報的排污系數(shù)折算出的氮氧化物排放濃度，原則上不得高于鍋爐出廠時設(shè)計最高氮氧化物排放濃度，并以鍋爐性能考核報告中氮氧化物排放濃度作為參考參數(shù)選取原則及有關(guān)說明41脫硝工程案例某熱電有限公司共安裝了3臺130t/h循環(huán)流化床鍋爐42脫硝工程案例

設(shè)計原則（1）脫硝系統(tǒng)的設(shè)計脫硝率應(yīng)滿足國家和當(dāng)?shù)卣呐欧艠?biāo)準(zhǔn)；（2）采用的脫硝工藝應(yīng)具有技術(shù)先進(jìn)、成熟，設(shè)備可靠，性能價格比高，

有處理同容量大型燃煤機組煙氣的商業(yè)運行業(yè)績；（3）脫硝系統(tǒng)應(yīng)對燃煤鍋爐的NO×排放濃度有較好的適應(yīng)性；（4）脫硝系統(tǒng)應(yīng)能持續(xù)穩(wěn)定與鍋爐同步運行；（5）脫硝工程在工藝選擇和設(shè)備布置中要充分考慮現(xiàn)場條件；（6）優(yōu)先考慮還原劑有可靠穩(wěn)定來源的脫硝工藝，比如還原劑采用液氨；（7）對脫硝系統(tǒng)的投資和運行的經(jīng)濟性進(jìn)行初步的分析。（8）脫硝系統(tǒng)采用PLC控制，留有與外界通訊的接口。43脫硝工程案例

脫硝技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)·《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2003）·《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性催化還原法》（HG562-2010）·《工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范》(GBJ235-82)·《工業(yè)設(shè)備、管道防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》（HGJ229—91）·《室外給排水設(shè)計規(guī)范》（GBJB-86）·《機械設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范》(TJ231-78)·《壓縮機風(fēng)機泵安裝工程施工及驗收規(guī)范》(GB50275-98)·《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB17-88）·《鋼結(jié)構(gòu)、管道涂裝技術(shù)規(guī)程》（HGJ209—83）·《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》（GB50093—2002）·《電氣裝置安裝工程電器設(shè)備交接試驗規(guī)程》（GB50150—91）44脫硝工程案例技術(shù)要求（1）脫硝工藝采用SCR法，脫硝催化劑層數(shù)按3層設(shè)置，其中一層預(yù)留。（2）脫硝效率按不小于70%設(shè)計。（3）脫硝系統(tǒng)暫按設(shè)置煙氣旁路系統(tǒng)考慮。（4）脫硝反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間的高含塵區(qū)域。（5）還原劑采用純液氨。（6）脫硝設(shè)備年運行小時按7000h考慮。（7）脫硝裝置可用率不小于98%。（8）裝置服務(wù)壽命為30年。45脫硝工程案例工程主要內(nèi)容:本鍋爐煙氣脫硝工程的范圍為從鍋爐出口至空預(yù)器進(jìn)口之間脫硝的全部內(nèi)容。鍋爐的煙氣脫硝工程建設(shè)按一爐配置一臺反應(yīng)器方案進(jìn)行，共設(shè)計三臺脫硝反應(yīng)器。本鍋爐煙氣脫硝工程主要包括以下幾部分：·液氨制備供應(yīng)系統(tǒng)；·氨噴射系統(tǒng)；·煙道系統(tǒng)；·SCR反應(yīng)器；·催化劑裝卸系統(tǒng)；·吹灰系統(tǒng)；·電氣、控制系統(tǒng)；·保溫、油漆；·采暖通風(fēng)系統(tǒng)；·配套土建設(shè)計。46脫硝工程案例工程接口位置·液氨儲存和氨注入系統(tǒng)：入口：液氨罐車出口。出口：噴氨噴嘴(SCR裝置內(nèi))。