燃煤機組脫硝技術

武漢凱迪電力環(huán)保有限公司SCR煙氣脫硝技術培訓一、技術概述1、火電廠脫硝研究背景：二技術概述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的控制標準：<火電廠大氣污染物排放標準>GB13223-2011燃料和熱能轉化設施類型污染物項目適用條件限值（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現有鍋爐200氮氧化物（以NO2計）全部100200燃油鍋爐新建鍋爐100現有鍋爐200燃氣輪機組然天然氣100燃其他氣體2002、GB13223-2011火電廠大氣污

染物排放標準：二技術概述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概述凈化類型低NOX技術降低NOX排放的效率備注燃燒過程中低氮燃燒器30~50%影響爐內燃燒，易引起爐內結渣，不能徹底解決問題無安裝空間要求無二次污染，較經濟SNCR30~45%氨逃逸的量大，控制困難效率低，經濟性中，空間需求小燃燒過程后SCR90%以上脫硝率高，氨逃逸量小造價高，安裝空間大4、技術比較:二技術概述

1、脫硝去除率高，可達90%以上；

2、工藝成熟穩(wěn)定，設備可用率達98%；

3、運轉操作單純，與鍋爐容易協調；

4、NH3逃逸率低，可達2～5ppm；

5、幾乎無二次污染

6、占地較大，投資費用較高。SCR工藝是目前世界上先進的電站煙氣脫硝技術，在全球煙氣脫硝領域市場占有率高達98%。5、SCR技術特點：二技術概述二、凱迪公司SCR技術介紹1、技術來源：二凱迪公司SCR技術介紹凱迪于2005年引進美國巴威（TheBabcock＆WilcoxCompany）公司的SCR煙氣脫硝技術。B＆W通過提供技術支持和系統性能保證，全面支持凱迪脫硝技術在中國的推廣，為我公司在脫硝行業(yè)的發(fā)展提供強有力的技術支持。2、SCR技術引進許可文件：★B＆W公司30多年來一直從事電站鍋爐的研制，同時也致力于空氣污染治理技術的研發(fā)，目前在控制NOx、SO2、粉塵以及汞排放領域取得了顯著的成果和業(yè)績?！?982年開始SCR煙氣脫硝技術的研發(fā)應用，1986年第一套SCR脫硝裝置成功投運?！顱＆W公司在鍋爐SCR應用方面有豐富的業(yè)績和經驗，目前擁有超過20,000MW電站的脫硝業(yè)績，廣泛應用于40～1000MW機組。3、美國巴威（B＆W）公司介紹：三凱迪公司SCR技術介紹?

優(yōu)化的噴氨系統?

優(yōu)化的靜態(tài)混合器?

豐富的爆米花灰處理經驗?

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技術特點三凱迪公司SCR技術介紹5、B＆W公司SCR工程業(yè)績：三凱迪公司SCR技術介紹三、SCR脫硝技術1、反應原理：三SCR脫硝技術1)主要化學反應：

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)生還原反應生成N2和H2O。1、反應原理：

★

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

★在催化劑活性物質釩的作用下，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轉化率，該值一般被控制在1.0%以內,其高低與煙溫、催化劑特性、含氧量、SO2濃度有關。

★由于運行SCR時，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備上沉積腐蝕；2)間接化學反應：三SCR脫硝技術◆反應器

◆催化劑◆煙道系統

◆吹灰系統◆氨稀釋及噴射系統

◆混合器（若有）◆擋板門密封系統（若有）◆氨存儲制備系統2、SCR主要工藝系統及設備：三SCR脫硝技術3、火電廠SCR典型系統流程：★位置：布置鍋爐省煤器出口和空氣預熱器入口高溫煙氣區(qū)域?！飻盗浚?00MW及以上機組鍋爐一般采用外置的回轉式空預器，SCR反應器可按空預器的臺數配置，即一臺空預器配一個SCR反應器?！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?！锎笮。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)反應器：三SCR脫硝技術2、SCR主要工藝系統及設備：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2、SCR主要工藝系統及設備：WO3/MoO3TiO2（載體）V2O5★目前國外SCR中催化反應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，機械維護量大，運行費用高，操作不當，可能造成煙氣過濕，造成粘灰和腐蝕。

3)吹灰系統：四SCR脫硝技術2、SCR主要工藝系統及設備：

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

優(yōu)點是投資低，運行費用低，但不能有效地移除積灰，只能防止粉塵沉積。3)吹灰系統：四SCR脫硝技術2、SCR主要工藝系統及設備：4)氨稀釋及噴射系統：三SCR脫硝技術2、SCR主要工藝系統及設備：噴氨系統—噴氨格柵（AIG）噴氨系統—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場調試的時間大幅降低，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：三SCR脫硝技術2、SCR主要工藝系統及設備：1、脫硝率：80～90%；2、氨逃逸率：3ppm；3、SO2/SO3轉化率：≤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4、SCR裝置主要性能考核指標：SCR反應器通常布置在電站鍋爐省煤器出口和空氣預熱器之間,此時氣體溫度為320～400℃，是脫硝反應的最佳溫度區(qū)間。

根據空預器的位置一般分為以下兩種：1、空預器內置型：空預器布置于爐后豎井底部，SCR反應器布置在鍋爐外側，鍋爐本體與常規(guī)鍋爐布置一致，脫硝裝置布置在空氣預熱器出口至除塵器進口之間的煙道支架上。見附圖所示，圖中的尺寸為600MW等級鍋爐脫硝設備的參考尺寸。鍋爐本體在設計時需考慮煙氣的接口，留出足夠的距離，鋼構架設計應考慮脫硝設備傳遞的荷載。SCR反應器支架需考慮空預器出口煙道荷載，或在空預器出口煙道支架基礎上設立SCR反應器支架，大部分的改造項目均為此方式布置，也可用于SCR的新建機組，布置較緊湊。5、SCR系統布置：三SCR脫硝技術空預器內置型2、空預器外拉型：空預器與SCR反應器均布置在鍋爐外側，SCR反應器支架和空預器的支架同時考慮，另需增加兩個柱距，見附圖二所示。此方式比較適合帶SCR的新建機組，雖然增大了機組的占地，但布置方式較為靈活，煙氣比較流暢，阻力較小，分布均勻，有利于脫硝系統的性能。三SCR脫硝技術5、SCR系統布置：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、液氨制備系統三SCR脫硝技術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運行費用0.410.3風險管理小小顯著2）還原劑的比較三SCR脫硝技術6、液氨制備系統3）氨系統布置要求:由于氨屬乙類危險品，按國家標準要求規(guī)定，氨系統設備距離周邊建筑物消防距離一般要求為25～30m，氨區(qū)域內相關設備布置也有規(guī)定的消防距離。占地面積一般為30x40m。4）氨系統主要設備:1、卸氨壓縮機

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、水噴淋消防系統三SCR脫硝技術6、液氨制備系統四、SCR工程的關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量 化學使用壽命 機械使用壽命 氨的逃逸率

SO2/SO3轉化率 阻力工期五、參考項目技術方案（1）脫硝工藝采用SCR法。（2）脫硝效率不小于80%。（3）脫硝系統不設置煙氣旁路系統和省煤器高溫旁路系統。（4）脫硝反應器布置在爐后除塵器前送風機室上部。（5）吸收劑以99.6%純氨為基本方案。（6）脫硝設備年利用小時6837小時，投運時間8000小時。（7）脫硝裝置可用率不小于98%。（8）裝置服務壽命為30年。（9）脫硝單元系統的控制納入單元機組DCS實現。

(10)氨逃逸<3ppm，SO2/SO3轉化率<1%,催化劑使用壽命24000h1、設計原則五參考項目技術方案2、設計條件（單臺爐）項目單位設計煤種校核煤種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/Nm319.219.219.2五參考項目技術方案3、主要消耗（單臺爐）項目單位數據備注氨耗量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