大气污染控制工程：第六章 氮氧化物控制技术(2)

1、氮氧化物控制技术(2)第六章第四节 烟气脱硝技术脱硝技术的难点处理烟气体积大NOx浓度相当低NOx的总量相对较大催化剂：贵金属、碱性金属氧化物还原反应潜在氧化反应烟气脱硝技术-选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝技术-选择性催化还原法（SCR）烟气脱硝技术-选择性催化还原法（SCR）尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度化学反应同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生烟气脱硝技术-选择性非催化还原法（SNCR）烟气脱硝技术-选择性非催化还原法（SNCR）8选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，以下简称为SCR）技术是目前降低NOx 排放量最为高效，且是国内外

2、应用最多最成熟的技术，脱硝率可达80以上。SCR烟气脱硝系统采用氨气作为还原剂。SCR反应器的布置位置：高温高尘、高温低尘、低温低尘。选择性催化还原技术（SCR）9NH3先被催化剂表面活性面吸收后，然后与NOx发生还原反应生成N2和H2O。主要化学反应： 4NO+4NH3+O24N2+6H2O NO+NO2+2NH32N2+3H2O 选择性催化还原技术（SCR）10SCR系统工艺流程11三种还原剂对比还原剂优 点缺 点液氨单位用量下储存体积小，技术成熟，系统相对简单，能耗较低，设备投资低。液氨属于危险化学品，对运输、储存要求高，一旦泄露影响较大。氨水液体溢出后的扩散范围小于液氨，浓度范围容易控

3、制。储存体积大，蒸发、储存设备成本较高，较大的注入管道。溢出的氨水对人体影响同于液氨。尿素产品无毒无害，无爆炸性，运输、储存较安全。储存需考虑产品吸湿性。系统初期投资较大，运行成本高，能耗相对较高。12液氨卸料压缩机液氨蒸发器液氨储罐SCR系统组成氨站13SCR系统组成SCR反应区14SCR系统组成SCR反应区稀释风机喷氨格栅阀门站喷氨格栅混合器氨/空气混合技术：专利号ZL 200920107341.3；有效地使氨与空气均匀混合；多区域多孔氨喷射技术：专利号ZL200920105063.8；能控制喷入的氨与烟气中的NOx匹配，达到更好的NOx脱除效果；15蒸汽吹灰器声波吹灰器反应器底部灰斗SC

4、R系统组成SCR反应区静态混合器烟气混合技术：专利号ZL200820080620.0；能使喷入的氨/空气混合气体与烟气充分混合，有利于NOx的脱除。16SCR系统的物模及数模脱硝系统物理模型冷态试验台脱硝系统数值模型SCR反应器内氨浓度喷氨格栅上游烟气流速分布催化剂入口处氨浓度17 催化剂一般2+1布置初装2层、预留1层，共3层布置 催化剂有三种：蜂窝式、板式、波纹板式SCR系统组成催化剂18项目比较催化剂类型蜂窝状波纹板式板式结构形式加工工艺均匀挤出式覆涂式压型覆涂式比表面积大小中等防堵灰能力较好一般更好抗中毒能力强中等较强安全性不助燃助燃不助燃持久性好较差好磨损好较差好可靠性好一般好催化剂

5、成本好一般好三种催化剂比较19 由于SCR催化剂的工作条件比较恶劣，所以存在着中毒失效问题，必须定期更换。更换时间根据具体情况而定，一般一到三年。催化剂性能下降，其主要原因有： 1、由于固体沉积物使微孔堵塞； 2、由于碱性化合物（特别是钾或重金属）引起中毒； 催化剂定期更换20SCR工程实例项目单位数值处理烟气量Nm3/h2058545NOx浓度mg/Nm3 450粉尘含量g/Nm3 30烟气温度371脱硝效率%80液氨耗量t/h0.306催化剂体积m3524电耗KVA62烟气脱硝技术-选择性非催化还原法（SNCR）22选择性非催化还原技术（SNCR）：向烟气中喷氨水或尿素等含有NH3基的还原

6、剂，在高温（800-1100）和没有催化剂的情况下，通过烟道气流中产生的氨自由基与NOx反应，把NOx还原成N2。影响SNCR的主要因素: 正确的温度窗口 合适温度范围内的停留时间 良好的混合 氨氮摩尔比选择性非催化还原技术（SNCR）23尿素的有效温度窗口更窄，在8001050之间。氨水的有效范围宽一些，在7501150，除900外效果均比尿素要好一些。还原剂选择24SNCR工艺特点优点： 不需要催化剂；设备简单；初期投资少；系统简洁；施工周期较短。缺点： 脱硝效率不高；还原剂耗量较大，运行成本较高；对反应温度要求高，需要准确控制反应区内的温度；25SNCR工程实例项 目数值锅炉容量240t

7、/h处理前NOx原始浓度mg/Nm3（标况、干态、6%O2）380SNCR处理后NOx控制浓度 mg/Nm3（标况、干态、6%O2 ）190旋风分离器入口烟气温度890氨水（20%浓度）耗量 t/h0.3氨逃逸率 mg/Nm38碱液吸收必须首先将一半以上的NO氧化为NO2NO/NO21效果最佳烟气脱硝技术-吸收法吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤NOx和SO2联合控制技术吸附剂：浸渍碳酸钠的-Al2O3烟气脱硝技术-吸附法LNB-低氮氧化物燃烧AOFA-改进的燃尽风法SCR-选择性催化还原SNCR-选择性非催化还原 NOx控制技术比较本章重点内容1、NOx性质及来源2、NOx的生成机理：热力型、瞬时型和燃料型3、热力型NOx生成的热力学和动力学（温度，浓度对NO