燃煤電廠用脫硝節(jié)能技術的研發(fā) 2

企業(yè)研究開發(fā)項目設計書項目名稱：燃煤電廠用脫硝節(jié)能技術研發(fā)項目負責人：項目起止時間2019年01月至2019年12月填報日期2019年01月06日

一、立項依據(jù)1．國內(nèi)外現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢中國的煤炭資源很豐富,而大部分都是以直接燃燒的方法加以利用,比如火力發(fā)電。在煤的燃燒中,會產(chǎn)生大量的氮氧化物NO,,如果將這種氣體直接排放到大氣中,會產(chǎn)生腐蝕性很強的酸雨,因此,在這些煙氣排放出去之前,必須經(jīng)過脫硝(脫氮)處理。氮氧化物是自然界氮循環(huán)的重要部分,但由于人為排放的氮氧化物濃度高,排放集中,造成的危害很大。國務院《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》中明確指出脫硝工程是節(jié)能減排重點工程。隨著環(huán)保要求不斷提高，對氮氧化物排放指標及氨逃逸指標提出了極為嚴苛的排放標準，目前燃煤電廠SNCR脫硝氨逃逸標準為8mg/m3(10ppm)，SCR脫硝氨逃逸標準為2.5mg/m3(3ppm)，氮氧化物排放≤50mg/m3。在脫硝排放指標的嚴苛要求下，在滿足達標排放的前提下，對氨逃逸指標的控制或還原劑的利用效率的提出了更高的需求。當前技術均在還原劑的反應環(huán)境和催化劑的性能上進行優(yōu)化。而居高不下的氨耗量和低利用率，造成還原劑反應不充分。如何實現(xiàn)還原劑反應充分，降低還原劑的消耗及實現(xiàn)脫硝裝置的節(jié)能性，是當前技術發(fā)展的趨勢。2．項目研發(fā)的目的、意義當前，我公司從脫硝、除塵和超低超凈排放BOT、BOO特許經(jīng)營，發(fā)展到今天的“大環(huán)保、大環(huán)境、大節(jié)能、新能源、設備/裝備智造”五大主營業(yè)務齊頭并進戰(zhàn)略。煙氣脫硝是大環(huán)保戰(zhàn)略的重要組成內(nèi)容。只有掌握了該領域的核心競爭力技術，才能在該領域擁有話語權，才能在日益激烈的市場競爭中，處于不敗之地，才能實現(xiàn)公司戰(zhàn)略目標。研發(fā)一種節(jié)能脫硝技術，集成智能控制、智能制作等技術，以提高還原劑反應利用率，節(jié)省還原劑的消耗，最終實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，這是公司掌握核心競爭力技術的需要。脫硝板塊在大環(huán)保戰(zhàn)略中占有極大的份額，也是公司的優(yōu)勢板塊、基石板塊，故脫硝節(jié)能技術的研發(fā)是在大環(huán)保、大節(jié)能戰(zhàn)略下具有及其重要的意義。而節(jié)能脫硝技術的研發(fā)最終依托峰業(yè)智造戰(zhàn)略，轉化為產(chǎn)品成果，對拉動智能制造板塊有及其重要的意義。3．本項目達到的技術水平及市場前景（1）科學水平：本項目研發(fā)“燃煤電廠用脫硝節(jié)能技術研發(fā)”，本技術將達到行業(yè)領先水平。發(fā)明一種節(jié)能型脫硝處理裝置，利用其高速旋轉離心及切割原理將還原劑的溶液進行霧化及分布，以實現(xiàn)還原劑在反應區(qū)有更好的霧化及分布效果；通過噴霧式降硝除塵裝置和脫硝裝置，對廢氣進行徹底的脫硝處理，脫硝速度快，保證了廢氣脫硝的效率；同時通過智能調(diào)整裝置的轉速調(diào)節(jié)，改變還原劑溶液的離心力，精確控制霧化液滴直徑及分布區(qū)域，提高噴氨精確度。（2）市場前景：隨著燃煤電廠節(jié)能環(huán)保的要求的提高，居高不下的還原劑消耗給企業(yè)帶來了極高的運行成本，甚至制約著企業(yè)發(fā)展。研發(fā)一種節(jié)能脫硝技術，以提高還原劑反應利用率，節(jié)省還原劑的消耗，將給燃煤電廠解決此問題。一臺33萬千瓦燃煤發(fā)電機組，脫硝系統(tǒng)運行氨消耗成本約1000萬元/年，節(jié)能提效后，可每年節(jié)約成本250萬元/年。一般2~3年可回收該技術設備成本。根據(jù)當前，燃煤電廠的裝機容量119055萬千瓦，市場有百億元的市場產(chǎn)值。如一臺33萬千瓦燃煤發(fā)電機組,節(jié)能提效前的脫硝氨消耗約2700t/年，成本約1000萬元/年，節(jié)能提效后可每年節(jié)約成本250萬元/年，按照機組30年運行壽命，可給客戶創(chuàng)造利潤約7000萬元?？梢?，開展燃煤電廠用脫硝節(jié)能技術研發(fā)具有很大的市場前景。二、研發(fā)內(nèi)容和目標1．項目主要內(nèi)容、目標及關鍵技術（1）主要研究內(nèi)容研發(fā)一種節(jié)能脫硝技術，其可實現(xiàn)還原劑氨水與煙氣的接觸面積和接觸時間的提升。（2）項目目標針對本技術，形成相關專利技術文件。相對于傳統(tǒng)SNCR工藝60%的氨水利用率提高至80%，綜合運行成本減低為原有75%。開發(fā)發(fā)明一種節(jié)能型脫硝處理裝置，實現(xiàn)節(jié)能脫硝在燃煤電廠的應用。裝置系統(tǒng)可靠運行，各項運行指標均符合或高于設計要求。（3）關鍵技術通過調(diào)整裝置的轉速，改變還原劑的溶液的離心力，改變霧化液滴的霧化效果及分布的情況。根據(jù)機組負荷情況，智能自動精確控制霧化液滴直徑及分布區(qū)域，在減少人員投入，同時提高噴氨精確度。通過研究裝置的邊緣的切割齒的密度對還原劑的溶液的切割精度的影響，找到最佳切割齒的密度，使還原劑的溶液得到更好的霧化效果。2．技術創(chuàng)新之處發(fā)明一種節(jié)能型脫硝處理裝置，利用其高速旋轉離心及切割原理，將還原劑的溶液進行霧化及分布，以實現(xiàn)還原劑在反應區(qū)有更好的霧化及分布效果；通過噴霧式脫硝裝置，對廢氣進行徹底的脫硝處理，脫硝速度快，保證了廢氣脫硝的效率；通過智能調(diào)整裝置的轉速，改變還原劑溶液的離心力，精確控制霧化液滴直徑及分布區(qū)域，提高噴氨精確度；通過研究裝置的邊緣切割齒的密度，確定還原劑溶液的切割精度，得到更加優(yōu)質(zhì)的霧化效果，在較低轉速形成的離心力下，實現(xiàn)裝置最佳節(jié)能性能；根據(jù)機組負荷情況，智能自動精確控制霧化液滴直徑及分布區(qū)域，在減少人員投入，同時提高噴氨精確度，大大提高還原劑在反應區(qū)的接觸面積及反應時間，減少了還原劑的消耗；采用節(jié)能型脫硝技術，通過氨水的智能調(diào)節(jié)裝置，實現(xiàn)氨水與煙氣接觸面積和接觸程度的提高，進而在還原劑與煙氣適宜反應的溫度區(qū)間內(nèi)提高作為還原劑的氨水與煙氣中氮氧化物的反應，繼而在相同的氨水消耗下實現(xiàn)盡可能多的氮氧化物去除，相對于傳統(tǒng)SNCR工藝60％的氨水利用率提高至80％。3．主要技術指標及經(jīng)濟效益通過氨水的智能調(diào)節(jié)裝置實現(xiàn)氨水與煙氣接觸面積和接觸程度的提高，進而在還原劑與煙氣適宜反應的溫度區(qū)間內(nèi)提高作為還原劑的氨水與煙氣中氮氧化物的反應,繼而在相同的氨水消耗下實現(xiàn)盡可能多的氮氧化物去除,相對于傳統(tǒng)SNCR工藝60%的氨水利用率提高至80%，綜合運行成本減低為原有75%。如一臺33萬千瓦燃煤發(fā)電機組,節(jié)能提效前的脫硝氨消耗約2700t/年，成本約1000萬元/年，節(jié)能提效后可每年節(jié)約成本250萬元/年，按照機組30年運行壽命，可給客戶創(chuàng)造利潤約7000萬元。節(jié)能技術的設備建設成本控制約為每萬千瓦裝機容量11.36萬元，建設單位在2-3年內(nèi)即可該回收節(jié)能設備建設成本。當前，燃煤電廠的裝機容量119055萬千瓦，全國約有135億元節(jié)能設備的市場容量。三、現(xiàn)有研發(fā)條件和工作基礎1．承擔單位開展本項目的優(yōu)勢（人才、設施條件）江蘇峰業(yè)科技環(huán)保集團股份有限公司是一家專業(yè)從事大氣污染防治的研究、設備制造、安裝調(diào)試及運行的高新技術企業(yè)，擁有環(huán)境工程（大氣污染防治）設計甲級資質(zhì)、環(huán)境工程（水污染防治、廢固治理和環(huán)境污染修復）設計乙級資質(zhì)；環(huán)保工程專業(yè)承包壹級和機電安裝工程施工總承包貳級及市政工程總承包貳級、房屋建筑工程總承包貳級、鋼結構工程專業(yè)承包貳級等十多項資質(zhì)；具備制造各種脫硫、脫硝、除塵、除渣、空冷、風電設備，具備設計制造電力鋼管塔、壓力容器、電纜橋架、污水處理設備、電氣盤柜及非標制作等電力環(huán)保設備的能力。公司建有江蘇省企業(yè)院士工作站，與浙江大學、東南大學、南京工業(yè)大學、華北電力大學、韓國NANO株式會社建立了聯(lián)合研發(fā)中心，項目組成員均是公司技術骨干，具有豐富的技術、建設、運行和管理經(jīng)驗，各方面技術力量、技術條件均能滿足研究需要。在大氣污染治理脫硫、脫硝、除塵、煙羽去除、深度提水、MGGH、脫汞和超低超凈排放方面擁有全球行業(yè)內(nèi)領先的核心技術體系，在廢水、廢固和環(huán)境污染修復方面擁有成熟先進的核心技術，是全球行業(yè)內(nèi)技術研發(fā)—項目設計—工程實施—產(chǎn)品制造—脫硝核心耗材SCR催化劑研發(fā)生產(chǎn)—投資建設產(chǎn)業(yè)鏈最全最先進的大型科技型民營龍頭企業(yè)。近年來，公司立足廢氣、廢水、廢固和環(huán)境污染修復主營業(yè)務，搶抓機遇，趁勢而上，在危機中育新機，于變局中開新局，全面實施大環(huán)保、大環(huán)境、大節(jié)能、新能源和裝備智造齊頭并進戰(zhàn)略。目前擁有工程管理技術和產(chǎn)品研發(fā)、設計、制造人員逾1000人，具有中級職稱以上人員約800人。2．已有的工作基礎江蘇峰業(yè)科技環(huán)保集團股份有限公司國內(nèi)大氣治理領域的龍頭企業(yè)，在煙氣氮氧化物污染治理領域深耕多年。其中，我司在燃煤電廠的脫硝核心催化劑生產(chǎn)、研發(fā)能力凸出，形成了脫硝用的蜂窩式催化劑、板式催化劑產(chǎn)品、再生催化劑、尿素水解反應器等核心產(chǎn)品，并完成了多個脫硝總承包工程，上述核心技術、核心產(chǎn)品及成熟的脫硝總承包工程經(jīng)驗，已廣泛應用于電力、焦化、鋼鐵、水泥等行業(yè)超低排放項目，取得顯著成效。本項目前期對燃煤電廠用脫硝節(jié)能技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了詳細調(diào)研，對主要技術路線及其適應性研究也做了初步研究，編制了詳細的技術路線及研發(fā)方案。四、計劃進度（包括總的研究期限、年度計劃進度以及已經(jīng)取得的階段成果）2019.1-2019.2本階段的主要任務是通過查閱資料、數(shù)據(jù)整理、市場調(diào)研拿出初步方案并設計出圖紙。2019.3-2019.5進一步更深入的對初步設計進行改進和完善，試生產(chǎn)出的產(chǎn)品運用到現(xiàn)場試用。2019.6-2019.12五、經(jīng)費預算項目預計總經(jīng)費325萬元。項目經(jīng)費支出預算表單位：萬元科目預算額1、直接從事研發(fā)活動的本企業(yè)在職人員人工費1302、研發(fā)活動直接投入的費用1853、折舊費用與長期待攤費用54、設計費05、裝備調(diào)試費06、專門用于研發(fā)活動的無形資產(chǎn)攤銷費07、勘探、開發(fā)技術的現(xiàn)場試驗費08、研發(fā)成果論證、鑒定、評審、驗收費0與研發(fā)活動直接相關的其他費用5合計325六、研究開