脱硝技术介绍1

无锡立信烟气脱硝技术交流周冬宇2011.9.11一、SCR蜂窝及板式催化剂的制备与性能（2006-2008）二、火电厂SCR脱硝技术的设计与技术优化（2009-2011）三、现任项目设计经理安徽宣城1x600MW、大唐临汾2x300MW（氨法）河北马头2x300MW、安徽马鞍山2x660MW（尿素法）四、合作交流项目与工程、板式催化剂的研发中试实验台的搭建、粉体对SNCR的影响介绍与合作一、脱硝技术概述（背景、分类、特点、前景）二、还原剂的制备（组成、对比、布置、重要性）三、烟气脱硝工程投标与报价（专题、方案、价格）四、SCR工艺流程及关键技术（选型、计算、设计）五、SNCR化学动力学与SCR流场模拟（CFD）六、SCR工程应用与案例分析（国投宣城）七、方向、探索与展望（企业与员工）目标：1-2个月入门，3-4个月了解，7-8个月设计，12-16个月投标，24-36个月精通。

内容与目标到2015年，我国节能环保产业有望年均增长达15%，节能环保产业总产值预计将超３万亿元，占GDP的7%-8%。国家环保部3月24日透露，“十二五”期间计划将火电厂脱硝等环保成本纳入电价成本。根据初步方案，“十二五”期间火电烟气脱硝电价或享受每度补贴0.012元的优惠。环保部牵头制定的《火电厂大气污染物排放标准》终稿有望近期出台。脱硝动态按照《标准》二次修订稿中的要求，全国火电企业现役和新建火电机组在2014年及2012年前排放的氮氧化物上限值需达200毫克/立方米（2010年底全国火电机组9.6亿千瓦）。中电联指出：要达到排放标准，国内现役火电机组进行脱硝改造和新建机组加装脱硝设施的成本投入达3000多亿。瑞银预测，“十二五”期间，中国火电厂脱硝市场容量约为1300亿元，年均市场容量约为260亿元。其中SCR催化剂的年均市场40-60亿元左右。根据日立的调研数据，到2015年度，中国脱硝催化剂的市场规模将增长到15万立方米。数字脱硝6一、烟气脱硝技术概述氮氧化物的危害性表现在：对人体健康的直接危害参与形成区域细粒子污染和灰霾的重要原因，使大气能见度降低使酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变城市臭氧和光化学烟雾。NOx排放的增长加剧了区域酸雨的恶化趋势，同时其跨国界的“长距离输送”，增加了我国NOx排放的国际压力。1、NOx的危害

72、NOx在电站锅炉的生成过程氮氧化物是化石燃料与空气在高温燃烧时产生的，NOx包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等。按燃烧过程中NOx的生成机理，NOx可分成：－热力型NOx－燃料型NOx－快速型(瞬时反应型)NOxNO约占90－95％NO2、NxOy约占5-10％8燃烧过程中三种生成机理对NOx量的贡献示意图9摘自：火电厂大气污染物排放标准（2003版）火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物（以二氧化氮计）排放浓度单位：mg/Nm33、当前对NOx排放的要求摘自：火电厂大气污染物排放标准（二次征求意见稿）火力发电锅炉及燃气轮机组氮氧化物（以二氧化氮计）排放浓度单位：mg/Nm3112009－2010年全国污染防治工作要点以火电行业为重点，开展工业氮氧化物污染防治，在京津冀、长三角和珠三角地区，新建火电厂必须同步建设脱硝装置，2015年年底前，现役机组全部完成脱硝改造，研究扶持政策，提高氮氧化物污染防治技术水平124、脱硝技术的分类燃烧过程中的NOx脱除低氮燃烧技术、循环流化床洁净燃烧技术（CFBC）

烟气脱硝技术选择性催化还原技术（SCR）、选择性非催化还原技术（SNCR）

SNCR-SCR联合技术13项目NOx控制技术脱硝效率%NOx控制极限低NOx燃烧技术低NOx燃烧器20~40各种低NOx燃烧技术组合，可将NOx排放浓度降低到约350mg/Nm3

空气分级20~40燃料再燃50~70燃烧优化系统10~30受制于硬件设备烟气脱硝技术SCR~9050mg/Nm3以下SNCR20~40取决于入口NOx浓度SNCR-SCR40~90脱硝技术比较14在燃烧过程中脱除

控制燃烧条件,从而控制NOx的生成－控制燃烧温度，控制燃料和空气的混合速度与时机。采用该原理的主要技术包括低氮燃烧器、OFA分级送风等。在燃烧后脱除

4NO+4NH3+O2-->4N2+6H2O6NO2+8NH3+O2-->7N2+12H2O采用以上原理产生并应用较多的有选择性催化还原技术(SCR)、选择性非催化还原技术(SNCR)、SNCR-SCR联合技术等。

条件1:温度900～1100℃;条件2:使用催化剂，温度300～400℃.155、烟气脱硝技术比较

选择性催化还原（SelectiveCatalyticReduction）SCR技术选择性非催化还原（SelectiveNon-CatalyticReduction）SNCR技术

SNCR-SCR联合技术16SCR选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction）SCR技术：还原剂（NH3）在催化剂的作用下，将烟气中NOx还原为氮气和水。“选择性”指氨有选择地将NOx进行还原的反应。SCR技术由日本于70年代投入商业运行，至80年代中期欧洲也成功地实现了SCR的商业运行。SCR装置一般布置在锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，催化反应温度在300℃～400℃。

SCR系统特点：结构简单，运行方便；转动设备少，可靠性高；无副产品；脱硝效率高，可达90%；使用广泛。17NOXNH3N2H2O4NO+4NH3+O24N2+6H2O7N2+12H2O6NO2+8NH3基本反应方程式副作用方程式SO2+1/2O2NH3+SO3+H2OSO3NH4HSO4氮氧化物与氨的化学反应（SCR)18a)高含灰布置方案选择性催化还原法（SCR）常规布置方式b)低含灰/尾部布置方案19SCR脱硝实例SCR反应器20烟气喷入：氨、尿素水溶液燃烧器二次风900℃~1100℃区域选择性非催化还原法(SNCR)

SNCR原理是在炉内喷射氨、尿素水溶液等化学还原剂使之与烟气中的NOx反应，将其转化成氮(N2)及水(H2O)。

有效反应温度范围900℃～1100℃之间。由于SNCR反应的温度范围较窄，锅炉变负荷时脱硝效率降低。

SNCR脱硝效率对大型燃煤机组在

25～40%；无副产品反应式：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O4NH3+5O2→4NO+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O21SCR与SNCR比较类别SCRSNCR温度300～400℃900～1100℃NH3/NOx摩尔比0.4～1.00.8～2.5脱硝效率70～90%25～40%NH3逃逸率<3ppm<10ppm催化剂需要不需要应用范围广泛窄投资高低运行成本中等中等22工程应用特点

SNCR不需催化剂，工程造价大大降低；

SNCR完全布置在锅炉本体上，不需要占地面积；

SNCR特别适用于老机组的改造和小机组脱硝;SNCR可以和SCR配合使用，达到更好的效果;SNCR对反应温度和停留时间的控制难度较大。23SNCR-SCR联合技术SNCR-SCR联合技术具有两个反应区，通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统，首先将还原剂喷入第一个反应区－炉膛，在高温下还原剂与烟气中NOx发生非催化还原反应，实现初步脱氮。然后未反应完的还原剂进入混合工艺的第二个反应区－反应器，进一步脱氮。SNCR-SCR联合技术最主要的改进是省去了SCR设置在烟道里的复杂AIG（氨喷射）系统，并减少了催化剂的用量。24三、催化剂的生产和在脱硝系统中的应用1、催化剂种类及应用2、催化剂选型流程2、板式/蜂窝式催化剂生产流程3、催化剂安装4、催化剂的供货及生产能力25波纹板式板式蜂窝式1、脱硝催化剂的种类与应用26催化剂的组成:

大多以TiO2为载体，以V2O5或V2O5-WO3或V2O5–MoO3

为活性成分

催化剂特性：

具有将NOx、NH3转换成N2、H2O的能力

SO2/SO3转化率低

最佳反应温度为315～370℃催化剂组成成分27催化剂元件28催化剂结构数据催化剂体积130100base815645适于燃煤机组含尘烟气干净烟气节距10mm3437mm4456mm5474mm7983mm1000AP（m2/m3）29催化剂模块制造厂催化剂型式产品规格mm日立板式948x1881xHArgillon板式954x1882xHCometech蜂窝式960x1910xH东方凯特瑞蜂窝式970x1930xH

便于安装缩短催化剂从反应器内搬出的时间30催化剂性能比较性能参数板式蜂窝式波纹板式基材不锈钢金属板整体挤压玻璃纤维板氧化率中高中压力损失低高中抗腐蚀性好一般一般抗堵塞性好中中31催化剂国外主要供应商

板式BabcockHitachi(BHK)（日本）

Argillon（德国）

蜂窝式Cormetech（美国）触媒化成（日本）Envirotherm

GmbH(KWH)(德国)BASF(德国)SeshinElectronics(韩国)Argillon（德国）波纹板式Haldor

Topsoe(丹麦)HitachiZosen(Hitz)（日立造船）32催化剂国外主要供应商生产能力厂商名称国家和地区催化剂形式生产能力应用业绩Babcock-Hitachi（BHK）日本板式三条生产线，总计15000m3/a600套触媒化成日本蜂窝式2500m3/a超过500套Cormetech美国蜂窝式>20000m3/a超过800套Argillon德国板式、蜂窝式>5000m3/a（蜂窝式）>12000m3/a（板式）超过540套EnvirothermGmbH(KWH)德国蜂窝式已被中国东方锅炉收购并组建东方凯瑞特不详Topsoe丹麦波纹板式三条生产线不详SeshinElectronics韩国蜂窝式≤3000m3/a不详摘自：《SCR烟气脱硝催化剂简介》2008年第十届中国科协年会论文集33厂商名称技术来源催化剂形式生产能力备注东方凯特瑞德国KWH蜂窝式4500m3/a已投产大拇指日本触媒化成蜂窝式6000m3/a已投产瑞基环保日本蜂窝式6000m3/a已投产龙源日本触媒化成蜂窝式2500m3/a已投产重庆远达美国康宁公司蜂窝式5000m