脱硝工艺介绍-2014

1、FOCUSED PHOTONICS INC 脱硝工艺培训课件聚光科技（杭州）股份有限公司聚光科技（杭州）股份有限公司2014年年9月月NO排放标准脱硝工艺介绍脱硝工程案例温室效应温室效应 全球变暖，主要与全球变暖，主要与CO2、CH4、N20、CO、氟里昂，臭氧、氟里昂，臭氧等。大气中等。大气中CO2浓度增加浓度增加1倍，地球表面大气温度升高倍，地球表面大气温度升高1.54.5度。度。臭氧层破坏臭氧层破坏 主要氯氟烃类化学物质（用主要氯氟烃类化学物质（用CFCl表示），表示）， NOx ，CH4酸雨酸雨 目前国土面积目前国土面积30%，每年几百亿以上损失，每年几百亿以上损失Nox (ppm)

2、对人体健康的影响对人体健康的影响1 闻到臭味闻到臭味5 闻到强臭味闻到强臭味1015 10min眼、鼻受到刺激眼、鼻受到刺激50 1min内人呼吸困难内人呼吸困难80 3min感到胸痛、恶心感到胸痛、恶心100150 在在3060min内死亡内死亡250 很快死亡很快死亡火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011) 7“十二五十二五”期间现役机组需要进行脱硝改造的机组规模约为期间现役机组需要进行脱硝改造的机组规模约为4 4亿千瓦，主要分亿千瓦，主要分布在内蒙古、山东、江苏、河北、河南等省（市）。到布在内蒙古、山东、江苏、河北、河南等省（市）。到20152015年，脱硝机组的年，脱硝机组

3、的规模占总装机容量的比例将达到规模占总装机容量的比例将达到75%75%左右。预计有左右。预计有500500多个电厂需要改造多个电厂需要改造. .燃煤是最大来源：燃煤是最大来源： 60 6070%70%柴油、焦炭、汽油次之柴油、焦炭、汽油次之近年燃煤贡献率略有下降近年燃煤贡献率略有下降汽油、柴油贡献率上升较快汽油、柴油贡献率上升较快“十二五十二五”淘汰落后产能规模淘汰落后产能规模小火电小火电20002000万千瓦万千瓦炼铁炼铁70007000万吨万吨烧结烧结50005000平方米平方米炼钢炼钢30003000万吨万吨水泥水泥2.52.5亿吨等亿吨等淘汰落后产能任务按年度分解落实淘汰落后产能任务按

4、年度分解落实 NOx是煤在燃烧过程中产生的。是煤在燃烧过程中产生的。 我国煤中氮含量一般在我国煤中氮含量一般在0.50% 2.50%之间之间, 煤中的氮在燃煤中的氮在燃 烧时约烧时约 2070转化为转化为NOx 。 燃烧产生的燃烧产生的NOx中约中约95为为NO，其余主要是，其余主要是NO2 在华北区各省在华北区各省(区区)煤中的氮含量以河北省的最高煤中的氮含量以河北省的最高,为为1.61%, 山西省的居次为山西省的居次为1.44%,内蒙古的最低内蒙古的最低,仅仅1.31%。东北区吉。东北区吉 林省煤中的氮含量较高林省煤中的氮含量较高,为为1.42%,而黑龙江省煤中的氮含量而黑龙江省煤中的氮含

5、量 较低较低,为为1.05%mg/Nm3（1）煤种特性，如煤的含氮量、挥发分含量）煤种特性，如煤的含氮量、挥发分含量 （2）锅炉燃烧温度、燃烧区域的温度峰值；）锅炉燃烧温度、燃烧区域的温度峰值；（3）锅炉过量空气系数，影响反应区中氧、氮、一氧化）锅炉过量空气系数，影响反应区中氧、氮、一氧化 氮和烃根等的含量；可燃物在反应区中的停留时氮和烃根等的含量；可燃物在反应区中的停留时 间。间。（4） 锅炉负荷，负荷增大，燃料量增大，燃烧温度增锅炉负荷，负荷增大，燃料量增大，燃烧温度增 大，大，NOx生成量增加生成量增加。 （5）运行人员的操作水平）运行人员的操作水平NO排放标准脱硝工艺介绍脱硝工程案例目

6、前控制目前控制NOx污染的方法：污染的方法：q a、源头处理：改革工艺设备，改进燃料，清洁生产（研究方向）、源头处理：改革工艺设备，改进燃料，清洁生产（研究方向）,燃烧控制燃烧控制q b、终端治理：排烟脱氮（排烟脱硝），高烟囱扩散稀释（目前主要方法）、终端治理：排烟脱氮（排烟脱硝），高烟囱扩散稀释（目前主要方法）目前排烟脱硝的方法有：目前排烟脱硝的方法有：q 1） 催化还原法（选择性、非选择性、选择性和非选择性组合式）催化还原法（选择性、非选择性、选择性和非选择性组合式）q 2） 吸收法吸收法微生物微生物q 3） 吸附法等吸附法等主要几种方法如下主要几种方法如下: 选择性催化还原法（选择性催化

7、还原法（Selective Catalytic Reduction）简称）简称SCR，70年年代后期在日本完成商业运行。是指在钛基等金属氧化物催化剂的作用下，代后期在日本完成商业运行。是指在钛基等金属氧化物催化剂的作用下，以液氨或尿素作为还原剂，利用锅炉出口的烟气温度（以液氨或尿素作为还原剂，利用锅炉出口的烟气温度（320400C），有），有选择性地与烟气中的氮氧化物发生氧化还原反应，选择性地与烟气中的氮氧化物发生氧化还原反应， 生成无毒无污染的氮生成无毒无污染的氮气和水，达到降解氮氧化物的目的。此工艺的脱硝效率可达气和水，达到降解氮氧化物的目的。此工艺的脱硝效率可达90%以上，是以上，是国内

8、外电厂应用最多，技术最成熟的一种烟气脱硝技术。国内外电厂应用最多，技术最成熟的一种烟气脱硝技术。1959年在美国发明并获得专利，实现工业应用1970年代，在日本首先用于控制电站NOx排放。目前采用该技术改造电站锅炉的最大容量为750MW，最大新建锅炉容量为1000MW。 q95的燃煤脱硝装置采用的是高灰布置形式，脱硝反应器设置于省煤器的燃煤脱硝装置采用的是高灰布置形式，脱硝反应器设置于省煤器和空预器之间。和空预器之间。 q高灰布置形式的运行温度在高灰布置形式的运行温度在320400，典型运行温度为，典型运行温度为350。q当负荷降低时烟气温度会下降，为了确保当负荷降低时烟气温度会下降，为了确保

9、SCR反应器的温度处于催化剂反应器的温度处于催化剂的活性温度范围，有时需要设置省煤器旁路，当温度低于催化剂活性温的活性温度范围，有时需要设置省煤器旁路，当温度低于催化剂活性温度时，打开省煤器旁路提高烟气温度处于活性温度范围。度时，打开省煤器旁路提高烟气温度处于活性温度范围。q由于烟气中含有由于烟气中含有SOx，而且反应温度较高（，而且反应温度较高（350），会有更多的），会有更多的SO2转转化为化为SO3，所以为了限制，所以为了限制SO2的氧化率和的氧化率和NH4HSO4的生成，需要使用活性的生成，需要使用活性相对较低的相对较低的SCR催化剂。由于直接布置在省煤器之后，更靠近锅炉，烟气催化剂。

10、由于直接布置在省煤器之后，更靠近锅炉，烟气温度较高（温度较高（350），无需使用补燃器。），无需使用补燃器。q在负荷发生变化时设置可调节的挡板门调节省煤器旁路的烟气量控制进在负荷发生变化时设置可调节的挡板门调节省煤器旁路的烟气量控制进入入SCR反应器的反应温度，使得烟气温度控制在反应器的反应温度，使得烟气温度控制在SCR反应的活性温度范围反应的活性温度范围内。内。脱硝反应器在锅炉尾部烟道的位置脱硝反应器在锅炉尾部烟道的位置,有三种有三种(1)在空气预热器前在空气预热器前350摄氏度位置摄氏度位置(2)在静电除尘器和空气预热器之间在静电除尘器和空气预热器之间(3)布置在布置在FGD(湿法烟气脱硫

11、装置湿法烟气脱硫装置)之后之后锅炉锅炉NH3 喷注喷注脱硝反应器脱硝反应器空气预热器空气预热器NH3 混合器混合器 蒸发器蒸发器NH3 液化罐液化罐静电除尘器静电除尘器引风机引风机烟囱烟囱换热器换热器 增压风机增压风机脱硫系统脱硫系统送风机送风机SAH蓄压器蓄压器(垂直流型垂直流型)反应器内部的催化剂反应器内部的催化剂 安装后安装后 安装中安装中 使用后使用后 催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂的体积。在形式上主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。不同类型催化剂的比较不同类型催化剂的

12、比较优点SCR装置布置在锅炉省煤器以后，对锅炉性能和结构基本无影响脱硝去除率高，可达90%以上脱硫装置性能可靠、稳定，设备可用率98% NH3逃逸率3ppm不足催化反应温度受限，典型温度在300-400催化剂活性维护除去烟气中硫、灰分催化剂寿命短、费用高：一般4年，且很难再生系统复杂：省煤器和反应器均应设计有旁路；SCR反应器体积庞大影 响空预器和锅炉运行氨剂残留问题SCR工艺的优点和不足工艺的优点和不足30313233总体要求总体要求qSNCR工艺适用于脱硝效率要求不高于工艺适用于脱硝效率要求不高于40%的机组。的机组。q脱硝工程的设计应由具备相应资质的单位承担。脱硝工程的设计应由具备相应资

13、质的单位承担。q脱硝工程总体设计应符合下列要求：脱硝工程总体设计应符合下列要求：（1）工艺流程合理。）工艺流程合理。（2）还原剂使用便捷。）还原剂使用便捷。（3）方便施工，有利于维护检修。）方便施工，有利于维护检修。（4）充分利用厂内公用设施。）充分利用厂内公用设施。（5）节约用地，工程量小，运行费用低。）节约用地，工程量小，运行费用低。q应安装烟气排放连续监测系统（应安装烟气排放连续监测系统（CEMS）。34q尿素溶解和储存设备依据就近原则布置在锅炉附近空地上。尿素溶解和储存设备依据就近原则布置在锅炉附近空地上。q尿素溶液稀释设备尽可能紧靠锅炉布置，一般以地脚螺栓的形式固定在尿素溶液稀释设备

14、尽可能紧靠锅炉布置，一般以地脚螺栓的形式固定在紧邻锅炉的紧邻锅炉的0米标高空地上。米标高空地上。q计量分配设备应就近布置在喷射系统附近锅炉平台上，以焊接或螺栓的计量分配设备应就近布置在喷射系统附近锅炉平台上，以焊接或螺栓的形式固定。形式固定。q若采用氨还原剂，氨区宜布置在地势较低的地带；还原剂区应单独设置若采用氨还原剂，氨区宜布置在地势较低的地带；还原剂区应单独设置围栏，设立明显警示标记，并应考虑疏散距离。围栏，设立明显警示标记，并应考虑疏散距离。q液氨贮罐区宜设环形消防道路，场地困难时，可设尽头式道路，但应设液氨贮罐区宜设环形消防道路，场地困难时，可设尽头式道路，但应设回转场地。回转场地。q

15、液氨储罐应设置防止阳光直射的遮阳棚，遮阳棚的结构应避免形成可集液氨储罐应设置防止阳光直射的遮阳棚，遮阳棚的结构应避免形成可集聚气体的死角。聚气体的死角。q在地上、半地下储氨罐或储氨罐组，应设置非燃烧、耐腐蚀材料的防火在地上、半地下储氨罐或储氨罐组，应设置非燃烧、耐腐蚀材料的防火堤。堤。35一般规定一般规定q脱硝率满足设计要求。脱硝率满足设计要求。qSNCR脱硝系统氨逃逸浓度应控制在脱硝系统氨逃逸浓度应控制在8mg/m3以下。以下。qSNCR脱硝系统对锅炉效率的影响应小于脱硝系统对锅炉效率的影响应小于 0.5%。qSNCR脱硝系统应能在锅炉最低稳燃负荷工况和脱硝系统应能在锅炉最低稳燃负荷工况和B

16、MCR工况之间的任何负工况之间的任何负荷持续安全运行。荷持续安全运行。qSNCR脱硝系统负荷响应能力应满足锅炉负荷变化率要求。脱硝系统负荷响应能力应满足锅炉负荷变化率要求。qSNCR脱硝系统应不对锅炉运行产生干扰，也不增加烟气阻力。脱硝系统应不对锅炉运行产生干扰，也不增加烟气阻力。q还原剂储存系统可几台机组共用，其它系统按单元机组设计。还原剂储存系统可几台机组共用，其它系统按单元机组设计。qSNCR脱硝系统设计和制造应符合安全可靠、连续有效运行的要求，服务脱硝系统设计和制造应符合安全可靠、连续有效运行的要求，服务年限应在年限应在30年以上，整个寿命期内系统可用率应不小于年以上，整个寿命期内系统

17、可用率应不小于98%。36SNCR工艺设计工艺设计一般规定一般规定qSNCR脱硝工艺中常使用的还原剂有尿素、液氨和氨水。脱硝工艺中常使用的还原剂有尿素、液氨和氨水。q火电厂火电厂SNCR脱硝工艺一般采用尿素为还原剂。脱硝工艺一般采用尿素为还原剂。q在中小型锅炉上可采用液氨和氨水为还原剂。在中小型锅炉上可采用液氨和氨水为还原剂。q尿素尿素SNCR是在锅炉炉膛高温区域（是在锅炉炉膛高温区域（8501250）喷入尿素溶液。）喷入尿素溶液。q尿素尿素SNCR脱硝工艺主要由尿素溶液储存与制备、尿素溶液输送、尿素溶脱硝工艺主要由尿素溶液储存与制备、尿素溶液输送、尿素溶液计量分配以及尿素溶液喷射系统组成。液

18、计量分配以及尿素溶液喷射系统组成。37NO排放标准脱硝工艺介绍脱硝工程案例电力行业电力行业NOx总量减排核算总量减排核算电力行业电力行业原则上采用原则上采用全口径全口径核算核算各省（区、市）和电力集团各省（区、市）和电力集团部门公布的数据误差在部门公布的数据误差在5%5%装装机容量、发电量与统计以上机容量、发电量与统计以上的，或煤炭消耗量小于统计的，或煤炭消耗量小于统计部门公布数据的部门公布数据的包括常规燃煤包括常规燃煤（气）电厂、自（气）电厂、自备电厂、煤矸石备电厂、煤矸石电厂和热电联产电厂和热电联产机组机组宏观核算宏观核算方法方法本辖区各电厂本辖区各电厂分机组分机组NOxNOx排放排放量之

19、和量之和宏观方法核算宏观方法核算新增排放量新增排放量产排污系数产排污系数法法在线监测直在线监测直接测量法接测量法项目累加法核项目累加法核算新增削减量算新增削减量结构减排结构减排工程减排工程减排管理减排管理减排过过渡渡401 1、烟气进出口氮氧化物浓度均以二氧化氮计。若企业监测、烟气进出口氮氧化物浓度均以二氧化氮计。若企业监测的氮氧化物浓度以一氧化氮计，则用一氧化氮浓度乘以的氮氧化物浓度以一氧化氮计，则用一氧化氮浓度乘以1.531.53折算成二氧化氮浓度。一氧化氮体积浓度（折算成二氧化氮浓度。一氧化氮体积浓度（ppmppm）折）折算成二氧化氮质量浓度（算成二氧化氮质量浓度（mg/Nm3mg/Nm

20、3）需乘以折算系数）需乘以折算系数2.052.05（如果仅仅乘以（如果仅仅乘以1.341.34，则表明是折算的一氧化氮质量浓，则表明是折算的一氧化氮质量浓度）度）2 2、对于仅进行低氮燃烧技术改造的机组，低氮燃烧改造前、对于仅进行低氮燃烧技术改造的机组，低氮燃烧改造前氮氧化物浓度取值不得高于按氮氧化物浓度取值不得高于按20102010年污普动态更新填报年污普动态更新填报的排污系数折算出的氮氧化物排放浓度，原则上不得高的排污系数折算出的氮氧化物排放浓度，原则上不得高于锅炉出厂时设计最高氮氧化物排放浓度，并以锅炉性于锅炉出厂时设计最高氮氧化物排放浓度，并以锅炉性能考核报告中氮氧化物排放浓度作为参考

21、能考核报告中氮氧化物排放浓度作为参考参数选取原则及有关说明参数选取原则及有关说明41某热电有限公司共安装了3台130t/h循环流化床锅炉42 设计原则（1）脱硝系统的设计脱硝率应满足国家和当地政府的排放标准；（2）采用的脱硝工艺应具有技术先进、成熟，设备可靠，性能价格比高， 有 处理同容量大型燃煤机组烟气的商业运行业绩；（3）脱硝系统应对燃煤锅炉的NO排放浓度有较好的适应性；（4）脱硝系统应能持续稳定与锅炉同步运行；（5）脱硝工程在工艺选择和设备布置中要充分考虑现场条件；（6）优先考虑还原剂有可靠稳定来源的脱硝工艺，比如还原剂采用液氨；（7）对脱硝系统的投资和运行的经济性进行初步的分析。（8）

22、脱硝系统采用PLC控制，留有与外界通讯的接口。43 脱硝技术规范和标准火电厂大气污染物排放标准（GB13223-2003）火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法（HG562-2010）工业管道工程施工及验收规范(GBJ235-82)工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范（HGJ22991）室外给排水设计规范（GBJB-86）机械设备安装工程施工及验收规范(TJ231-78)压缩机风机泵安装工程施工及验收规范(GB50275-98)钢结构设计规范（GB17-88）钢结构、管道涂装技术规程（HGJ20983）自动化仪表工程施工及验收规范（GB500932002）电气装置安装工程电器设备交接试验

23、规程（GB5015091）44 技术要求（1）脱硝工艺采用SCR法，脱硝催化剂层数按3层设置，其中一层预留。（2）脱硝效率按不小于70%设计。（3）脱硝系统暂按设置烟气旁路系统考虑。 （4）脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间的高含尘区域。（5）还原剂采用纯液氨。（6）脱硝设备年运行小时按7000h考虑。（7）脱硝装置可用率不小于98%。（8）装置服务寿命为30年。45工程主要内容:本锅炉烟气脱硝工程的范围为从锅炉出口至空预器进口之间脱硝的全部内容。锅炉的烟气脱硝工程建设按一炉配置一台反应器方案进行，共设计三台脱硝反应器。本锅炉烟气脱硝工程主要包括以下几部分：液氨制备供应系统；氨喷射系统；烟道