SCR烟气脱硝技术

1、一、一、NOxNOx危害与排放标准危害与排放标准二、二、NOxNOx形成的机理和燃烧控制技术简介形成的机理和燃烧控制技术简介三、烟气脱硝技术简介三、烟气脱硝技术简介四、博奇四、博奇SCRSCR技术介绍技术介绍五、博奇五、博奇SCRSCR业绩业绩 主要内容主要内容 对人体健康的直接危害。对人体健康的直接危害。200ppm200ppm可使人瞬间死亡。可使人瞬间死亡。 氮氧化物在大气的催化反应中可形成硝酸。氮氧化物在大气的催化反应中可形成硝酸。 氧化二氮是一种温室气体，会破坏臭氧层。氧化二氮是一种温室气体，会破坏臭氧层。 光化学反应使光化学反应使NONO2 2分解为分解为NONO和和O O3 3，大

2、气中臭氧对人体健康十大气中臭氧对人体健康十分有害。分有害。 参与形成光化学烟雾，形成酸雨，造成环境污染。参与形成光化学烟雾，形成酸雨，造成环境污染。 光化学烟雾中对植物有害的成分主要为臭氧和氮氧化合物：光化学烟雾中对植物有害的成分主要为臭氧和氮氧化合物：臭氧浓度超过臭氧浓度超过0.10.1ppmppm时便对植物产生危害。时便对植物产生危害。NONO2 2浓度达浓度达1 1ppmppm时，某些植物便会受害。时，某些植物便会受害。 美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及2727个州。个州。 19521952年美国洛杉矶发生光化学烟雾，附近农作物一夜之间年美国洛

3、杉矶发生光化学烟雾，附近农作物一夜之间严重受害；严重受害；6.56.5万公顷的森林，万公顷的森林，2929严重受害，严重受害，3333中等中等受害，其余受害，其余3838也受轻度损害。也受轻度损害。一、一、NOxNOx的危害性及排放状况的危害性及排放状况(GB13223-2003)(GB13223-2003) 20042004年以后的新项目年以后的新项目 必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间 锅炉锅炉NOxNOx最高容许排放浓度（燃煤）：最高容许排放浓度（燃煤）： 煤质煤质 NOxNOx最高容许排放浓度（最高容许排放浓度（mg/Nmmg/Nm3 3) ) VdafV

4、daf20% 45020% 450 10%Vdaf20% 65010%Vdaf20% 650 Vdaf10% 1100 VdafCaSO4 堵塞孔隙及 NH3 NOx 扩散. 但是, CaO 能帮助减少砷的影响:3CaO + As2O3 + O2 - Ca3 (As O4)2 (solid)CATALYST四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择2021-12-13Detail Mechanism of SCR Reaction四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择Alkaline DeteriorationFRESHALKALINE DETERI

5、ORATIONMeHMeOOOMeNa (K)MeOOO四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择Calcium DeteriorationFRESHCALCIUM DETERIORATIONSurfaceBulkSurfaceBulkCaSo4四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择Arsenic DeteriorationFRESHARSENIC DETERIORATIONSurfaceBulkSurfaceBulkArsenic四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择10 05000500010,00010,00015,00

6、015,00020,00020,00025,00025,000 机械钝化机械钝化堵塞堵塞小颗粒沉积小颗粒沉积碱金属中毒碱金属中毒磷中毒磷中毒SiF4 / SiO2SiF4 / SiO2中毒中毒0化学钝化化学钝化砷中毒砷中毒四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择- 几乎极大部分催化剂的配方中都含有五氧化二几乎极大部分催化剂的配方中都含有五氧化二钒以加强反应性。钒以加强反应性。- 钒也是钒也是SO2 氧化成氧化成SO3的催化剂的催化剂- SO3 和和 NH3 的存在会导致形成氨盐的存在会导致形成氨盐- 增加的增加的SO3 会增加会增加 H2SO4 形成的可能性形成的可能性

7、- 腐蚀腐蚀与酸雾与酸雾“蓝蓝”羽形烟羽形烟四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择SO2向向 SO3 氧化氧化2021-12-13Influence of Flue Gas Temperature on the Oxidation of SO2 to SO300,20,40,60,811,21,41,61,822,2200220240260280300320340360380400420Temperature CSO2/SO3 Conversion Rate %四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择硫酸氨硫酸氨 (AS)lSO3 + 2NH3 +

8、H2O - (NH4)2 SO4l小颗粒小颗粒, 小于小于10 微米微米l对细颗粒污染有贡献对细颗粒污染有贡献.l细小的，白色的高反射率的颗粒物细小的，白色的高反射率的颗粒物 (可见的烟雾可见的烟雾)硫酸氢氨硫酸氢氨 (ABS)lSO3 + NH3 +H2O - NH4HSO4lABS is 粘性的粘性的, 腐蚀的物腐蚀的物 l沉积在空预器或催化剂上沉积在空预器或催化剂上 (在低负荷下在低负荷下)l为避免在催化剂上的形成要规定最低的运行温度和省煤为避免在催化剂上的形成要规定最低的运行温度和省煤器的旁路器的旁路四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择2021-12-13Fo

9、rming of Ammonium-Sulphate四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择2021-12-13Influence of H2O in Flue Gas0,850,900,951,001,0505101520253035H2O Concentration Vol%Relative Activity K/K0 -四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择2021-12-13Influence of O2 in Flue Gas0,70,80,911,11,21,302468101214161820O2 Concentration Vol%

10、Relative Activity K/K0 -四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择2021-12-13Influence of SO3 in Flue Gas四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择入口入口NOX浓度对于脱硝效率的影响浓度对于脱硝效率的影响四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择烟气温度对于脱硝效率的影响烟气温度对于脱硝效率的影响四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择烟气流量对于脱硝效率的影响烟气流量对于脱硝效率的影响运行

11、时间对于脱硝效率的影响运行时间对于脱硝效率的影响四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择催化剂运行管理催化剂运行管理300 1300mm150150四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂选择催化剂选择Production ProcessRaw Materials1 m of catalyst四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂生产催化剂生产Production Process四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂生产催化剂生产四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂模块催

12、化剂模块各个厂家通用性各个厂家通用性约约2mx1mxh（未定）（未定）便于更换厂家便于更换厂家四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂安装催化剂安装模块吊装模块吊装模块安装模块安装四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂安装催化剂安装四、博奇四、博奇SCRSCR技术介绍技术介绍- -催化剂测试模块催化剂测试模块SUPPORTING STRUCTURE 支撑结构CASING 外壳NH3 INJECTION GRID 氨喷射格栅INLET DUCT 进口烟道MAIN MONORAIL单轨HOIST 起重机CATALYST BLOCK 催化剂块OUTLET DUCT 出口烟道四、四、

13、SCRSCR技术介绍技术介绍-SCR-SCR反应器反应器四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -反应器与密封反应器与密封密封密封1、反应器的设计便于催化剂的安装、反应器的设计便于催化剂的安装2、反应器的设计考虑到催化剂模块的通用性、反应器的设计考虑到催化剂模块的通用性3、使用、使用STAAD等软件设计优化反应器结构与钢结构等软件设计优化反应器结构与钢结构4、催化剂模块间采用上部密封，并采用防积灰设计、催化剂模块间采用上部密封，并采用防积灰设计四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -流场模拟辅助设计流场模拟辅助设计-专业的实验物理模拟专业的实验物理模拟和计算机模拟和计算机模拟-优化管道设计优

14、化管道设计-优化导流叶片优化导流叶片-优化优化AIG-优化静态混合器优化静态混合器-避免灰尘沉积避免灰尘沉积-降低系统压降降低系统压降四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -流场模拟辅助设计流场模拟辅助设计数值模拟：温度场、压力场、速度场数值模拟：温度场、压力场、速度场四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -流场模拟辅助设计流场模拟辅助设计物理模拟：对数值进行校验；流场可视化；优化调整物理模拟：对数值进行校验；流场可视化；优化调整四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -流场模拟辅助设计流场模拟辅助设计物理模拟：物理模拟：积灰特性分析积灰特性分析四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -流

15、场模拟辅助设计流场模拟辅助设计四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -流场模拟辅助设计流场模拟辅助设计（1）催化剂上层截面，速度偏差（）催化剂上层截面，速度偏差（RMS）不大于）不大于15%；（2）催化剂上层截面，根据项目需要，）催化剂上层截面，根据项目需要，NH3/NOx浓度分浓度分布偏差（布偏差（RMS）不大于）不大于10%、8%或或5%；（3）催化剂上层截面，烟气入射角不大于）催化剂上层截面，烟气入射角不大于15；（4）催化剂上层截面，温度偏差不超过）催化剂上层截面，温度偏差不超过10；（5）空预器入口截面，速度偏差（）空预器入口截面，速度偏差（RMS）不大于）不大于15%；（6）烟道

16、系统压力损失达到较低水平；）烟道系统压力损失达到较低水平；（7）烟道内没有明显灰尘沉积；）烟道内没有明显灰尘沉积；四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍-AIG-AIG与静态混合器与静态混合器多控制区域的多控制区域的AIGAIG设设计有利于下游浓度分计有利于下游浓度分布的均匀与控制布的均匀与控制较长的喷嘴设计有利较长的喷嘴设计有利于避免积灰于避免积灰根据项目实际的要求根据项目实际的要求决定是否增加静态混决定是否增加静态混合器合器四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -除灰设计除灰设计大灰格栅结构防止大灰格栅结构防止大颗粒灰堵塞催化剂大颗粒灰堵塞催化剂建议在省煤器出口建议在省煤器出口和水平烟道上

17、都设置和水平烟道上都设置灰斗灰斗优化烟道与导流板优化烟道与导流板设计设计催化剂层使用吹灰催化剂层使用吹灰器：蒸汽、声波器：蒸汽、声波逃逸氨典型的物量平衡逃逸氨典型的物量平衡 四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -氨逃逸氨逃逸Fig. 2 Leak NH3 and pressure loss at air pre-heater1.01.52.02.5012345678910111213Operation monthPressure loss ratio (-)空预器氨逃逸-压损关系图四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -氨逃逸氨逃逸四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -氨逃逸氨逃逸四

18、、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -硫酸氢铵硫酸氢铵四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -硫酸氢铵硫酸氢铵四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -硫酸氢铵硫酸氢铵 改进空预器需要考虑的地方：改进空预器需要考虑的地方：如果将热元件数量从4减到2，两块元件之间的缝隙不应在硫酸氢氨沉积温度范围之内。对于低温元件，相比于波纹形（DU），由于吹灰器清理效果更好一点，推荐使用锯齿形（NF）。低温吹灰器的喷嘴应采用多种形式的喷嘴，以增加清理效果。增加处于硫酸氢氨沉积范围内的元件厚度，如从0.6mmt增加到0.8mmt空预器热元件间距应当和在日本电厂所供应的相等或更大。四、四、SCRSCR技术介绍技

19、术介绍- -硫酸氢铵硫酸氢铵无水氨无水氨 (NH3 99%)-(NH3 99%)-推荐首选推荐首选 最低的运输费用 (火车或汽车) 最少的存储 初投资便宜 需氨蒸发，运行成本较低 有毒，需要按法律规定氨水氨水 (NH3 29.7%, (NH3 29.7%, 在美国典型是在美国典型是 19% )19% )， 高体积、高的运输和存储费用 初投资较高 需要氨、水的蒸发，运行成本高 有害，需要较好的安全措施尿素尿素- - 安全，只推荐在市区附近使用安全，只推荐在市区附近使用 可用为固体运输，运输成本低 需热解炉，设备复杂，投资高 需热解和氨蒸发，运行成本高四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -还原

20、剂系统还原剂系统氨; 液氨; Ammonia; CAS: 7664-41-7；危险化学品名录（2002版）中被分为：第2类压缩气体和液化气体、第3项有毒气体；中国危险货物编号：CN No. 23003；联合国危险货物编号：UN No. 1005。理化性质：无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。分子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7。沸点-33.35。自燃点651.11。蒸气密度0.6。蒸气压1013.08kPa(25.7)。蒸气与空气混合物爆炸极限1625%(最易引燃浓度17%)。水溶液呈碱性,0.1N水溶液PH值为11.1。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、

21、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合物可达到沸腾。二台炉用量为724kg/h.脱硝原料液氨储存和供应系统 系统包括氨压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、气氨罐废水箱、废水泵、废水坑等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入液氨储罐内，储槽输出的液氨在液氨蒸发器内蒸发为气氨，经气氨罐送达脱硝系统。排放系统 系统紧急排放的气氨则排放至废水箱中，经水的吸收排入废水坑，再经由废水泵送至废水处理厂处理。 当夏季温度达到33 以上，氨储

22、罐上冷却水系统，冷却喷淋水经地面坡度进地沟，由地沟进废水坑。冷却水集中至地坑时，可开启废水泵，通过DN15管道进喷淋管补充部分喷淋水，即时通往污水处理阀手动关闭，通往往喷淋管阀手动开启，旁路阀手动开启。 消防监控系统与自动喷淋系统联锁，喷淋水同样进废水坑。液氨喷射系统液氨喷射系统四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -还原剂系统还原剂系统四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -还原剂系统还原剂系统四、四、SCR技术介绍技术介绍-氨系统氨系统 优化优化 , ,以达到最少的氨消耗以达到最少的氨消耗最大的可用性最大的可用性负荷跟随性，满足各种负荷下调整的要求负荷跟随性，满足各种负荷下调整的要求运

23、行稳定性，避免控制摇摆运行稳定性，避免控制摇摆控制控制NHNH3 3泄露，减少催化剂泄露，减少催化剂/ /空气预热器的堵塞空气预热器的堵塞四、四、SCRSCR技术介绍技术介绍- -控制系统控制系统1 1）深入了解催化剂特性，针对不同的工程选择合适的催化剂，）深入了解催化剂特性，针对不同的工程选择合适的催化剂，包括蜂窝、板式和波纹板式，不拘泥于某个种类或某个厂家包括蜂窝、板式和波纹板式，不拘泥于某个种类或某个厂家的催化剂，并能通过优化催化剂参数，降低催化剂积灰风险，的催化剂，并能通过优化催化剂参数，降低催化剂积灰风险，保持较低的烟气压降保持较低的烟气压降, ,博奇可以联合催化剂厂商给业主提供催博奇可以联合催化剂厂商给业主提供催化剂管理经验，方便业主对催化剂进行管理；化剂管理经验，方便业主对催化剂进行管理；2 2）使用挡灰格栅与灰斗相接合的方式拦截大颗粒灰尘，防止使用挡灰格栅与灰斗相接合的方式拦截大颗粒灰尘，防止堵塞催化剂，从而避免了因此而带来的催化剂活性降低、压堵塞催