燃煤机组脱硝技术

武汉凯迪电力环保有限公司SCR烟气脱硝技术培训一、技术概述1、火电厂脱硝研究背景：二技术概述NOx的来源：燃料燃烧NOx的组成：95%NO，5%NO2NOx的危害：损害人体健康、形成酸雨、光化学烟雾、臭氧空洞

NOx的排放量：480－1900mg/Nm3我国对火电厂NOx的控制标准：<火电厂大气污染物排放标准>GB13223-2011燃料和热能转化设施类型污染物项目适用条件限值（mg/Nm3）污染物监控位置燃煤锅炉烟尘全部30烟囱或烟道SO2新建锅炉100现有锅炉200氮氧化物（以NO2计）全部100200燃油锅炉新建锅炉100现有锅炉200燃气轮机组然天然气100燃其他气体2002、GB13223-2011火电厂大气污

染物排放标准：二技术概述3、主要控制方法：燃烧过程中：空气分级燃烧

、浓淡燃烧、烟气再循环、低氮燃烧器等燃烧过程后： SCR－－选择性催化还原法SNCR－－选择性非催化还原法二技术概述净化类型低NOX技术降低NOX排放的效率备注燃烧过程中低氮燃烧器30~50%影响炉内燃烧，易引起炉内结渣，不能彻底解决问题无安装空间要求无二次污染，较经济SNCR30~45%氨逃逸的量大，控制困难效率低，经济性中，空间需求小燃烧过程后SCR90%以上脱硝率高，氨逃逸量小造价高，安装空间大4、技术比较:二技术概述

1、脱硝去除率高，可达90%以上；

2、工艺成熟稳定，设备可用率达98%；

3、运转操作单纯，与锅炉容易协调；

4、NH3逃逸率低，可达2～5ppm；

5、几乎无二次污染

6、占地较大，投资费用较高。SCR工艺是目前世界上先进的电站烟气脱硝技术，在全球烟气脱硝领域市场占有率高达98%。5、SCR技术特点：二技术概述二、凯迪公司SCR技术介绍1、技术来源：二凯迪公司SCR技术介绍凯迪于2005年引进美国巴威（TheBabcock＆WilcoxCompany）公司的SCR烟气脱硝技术。B＆W通过提供技术支持和系统性能保证，全面支持凯迪脱硝技术在中国的推广，为我公司在脱硝行业的发展提供强有力的技术支持。2、SCR技术引进许可文件：★B＆W公司30多年来一直从事电站锅炉的研制，同时也致力于空气污染治理技术的研发，目前在控制NOx、SO2、粉尘以及汞排放领域取得了显著的成果和业绩。★1982年开始SCR烟气脱硝技术的研发应用，1986年第一套SCR脱硝装置成功投运。★B＆W公司在锅炉SCR应用方面有丰富的业绩和经验，目前拥有超过20,000MW电站的脱硝业绩，广泛应用于40～1000MW机组。3、美国巴威（B＆W）公司介绍：三凯迪公司SCR技术介绍•

优化的喷氨系统•

优化的静态混合器•

丰富的爆米花灰处理经验•

物理模型和CDF流场模拟为节约成本提供有利保障4、B＆W公司SCR技术特点三凯迪公司SCR技术介绍5、B＆W公司SCR工程业绩：三凯迪公司SCR技术介绍三、SCR脱硝技术1、反应原理：三SCR脱硝技术1)主要化学反应：

4NO+4NH3+O2 -> 4N2 +6H2O4NH3+

2NO2

+

O2

->

3N2+6H2O

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2ONH3先被催化剂表面活性元素吸收后，才能与NO2发生还原反应生成N2和H2O。1、反应原理：

★

当烟气温度超过规定值（430℃）时，易发生氨氧化反应，并增加NO的浓度和减少有效NH3的量，而且催化剂易烧结失去活性。

★在催化剂活性物质钒的作用下，烟气中的SO2在高温和氧气作用下一部分被氧化成SO3，称之为SO2/SO3转化率，该值一般被控制在1.0%以内,其高低与烟温、催化剂特性、含氧量、SO2浓度有关。

★由于运行SCR时，烟气中SO3浓度升高，在低温（≤320℃）条件下，易生成硫酸氨和硫酸氢氨，将会在催化剂和下游设备上沉积腐蚀；2)间接化学反应：三SCR脱硝技术◆反应器

◆催化剂◆烟道系统

◆吹灰系统◆氨稀释及喷射系统

◆混合器（若有）◆挡板门密封系统（若有）◆氨存储制备系统2、SCR主要工艺系统及设备：三SCR脱硝技术3、火电厂SCR典型系统流程：★位置：布置锅炉省煤器出口和空气预热器入口高温烟气区域。★数量：200MW及以上机组锅炉一般采用外置的回转式空预器，SCR反应器可按空预器的台数配置，即一台空预器配一个SCR反应器。★形式：竖直矩形立方体，上部入口有烟气整流分配器，底部一般不考虑灰斗，采用Q345钢制造。★大小：截面尺寸和高度主要取决于流通烟气量、催化剂的模块尺寸及要求的脱硝率等。1)反应器：三SCR脱硝技术2、SCR主要工艺系统及设备：2)催化剂：蜂窝式按载体分类：陶瓷载体金属载体玻璃纤维载体波纹板平板四SCR脱硝技术2、SCR主要工艺系统及设备：WO3/MoO3TiO2（载体）V2O5★目前国外SCR中催化反应塔清灰方式主要分为蒸汽吹灰和声波吹灰。

★

蒸汽吹灰：清灰彻底，能有效清除积灰。但消耗蒸汽量大，机械维护量大，运行费用高，操作不当，可能造成烟气过湿，造成粘灰和腐蚀。

3)吹灰系统：四SCR脱硝技术2、SCR主要工艺系统及设备：

★声波吹灰器：是通过声波发生器将压缩空气调制成高强声波，声波在塔内空间里传播，引起催化剂表面积灰粒子循环往复的振动，对灰粒之间及管壁之间的结合力起到减弱和破坏的作用，同时在灰粒本身重量或烟气冲刷力作用下，不能连续沉积，同时部分被烟气带走。★

优点是投资低，运行费用低，但不能有效地移除积灰，只能防止粉尘沉积。3)吹灰系统：四SCR脱硝技术2、SCR主要工艺系统及设备：4)氨稀释及喷射系统：三SCR脱硝技术2、SCR主要工艺系统及设备：喷氨系统—喷氨格栅（AIG）喷氨系统—典型的阀门组站脱硝高效率对烟气流速、浓度、温度的不平衡高效修正对混合长度要求降至最低现场调试的时间大幅降低，由几周缩短到几天氨逃逸率降低，减少氨的消耗5)静态混合器——B&W专利技术：三SCR脱硝技术2、SCR主要工艺系统及设备：1、脱硝率：80～90%；2、氨逃逸率：3ppm；3、SO2/SO3转化率：≤1.0%;4、催化剂使用寿命：20000～24000h；5、脱硝装置阻力：800～1000Pa；6、氨消耗量：脱除1kgNOx约需0.4kgNH3。三SCR脱硝技术4、SCR装置主要性能考核指标：SCR反应器通常布置在电站锅炉省煤器出口和空气预热器之间,此时气体温度为320～400℃，是脱硝反应的最佳温度区间。

根据空预器的位置一般分为以下两种：1、空预器内置型：空预器布置于炉后竖井底部，SCR反应器布置在锅炉外侧，锅炉本体与常规锅炉布置一致，脱硝装置布置在空气预热器出口至除尘器进口之间的烟道支架上。见附图所示，图中的尺寸为600MW等级锅炉脱硝设备的参考尺寸。锅炉本体在设计时需考虑烟气的接口，留出足够的距离，钢构架设计应考虑脱硝设备传递的荷载。SCR反应器支架需考虑空预器出口烟道荷载，或在空预器出口烟道支架基础上设立SCR反应器支架，大部分的改造项目均为此方式布置，也可用于SCR的新建机组，布置较紧凑。5、SCR系统布置：三SCR脱硝技术空预器内置型2、空预器外拉型：空预器与SCR反应器均布置在锅炉外侧，SCR反应器支架和空预器的支架同时考虑，另需增加两个柱距，见附图二所示。此方式比较适合带SCR的新建机组，虽然增大了机组的占地，但布置方式较为灵活，烟气比较流畅，阻力较小，分布均匀，有利于脱硝系统的性能。三SCR脱硝技术5、SCR系统布置：1）还原剂种类：液氨－－纯

NH3

（99.5%)氨水－－NH3

（20%～29%）

＋H20尿素－－CO(NH2)2

（固体或40%溶液）6、液氨制备系统三SCR脱硝技术尿素氨水液氨氨的耗量111还原剂的耗量1.85.11初始投资1.811.6运行费用0.410.3风险管理小小显著2）还原剂的比较三SCR脱硝技术6、液氨制备系统3）氨系统布置要求:由于氨属乙类危险品，按国家标准要求规定，氨系统设备距离周边建筑物消防距离一般要求为25～30m，氨区域内相关设备布置也有规定的消防距离。占地面积一般为30x40m。4）氨系统主要设备:1、卸氨压缩机

2、氨储罐

3、液氨蒸发器（电/蒸汽加热）4、氨气缓冲罐（闭式不需要）

5、氨泄露检测器

6、水喷淋消防系统三SCR脱硝技术6、液氨制备系统四、SCR工程的关键催化剂入口烟气的均匀性 入口烟气速度偏差

入口烟气温度偏差 入口NH3/NOX摩尔比绝对偏差催化剂的质量 化学使用寿命 机械使用寿命 氨的逃逸率

SO2/SO3转化率 阻力工期五、参考项目技术方案（1）脱硝工艺采用SCR法。（2）脱硝效率不小于80%。（3）脱硝系统不设置烟气旁路系统和省煤器高温旁路系统。（4）脱硝反应器布置在炉后除尘器前送风机室上部。（5）吸收剂以99.6%纯氨为基本方案。（6）脱硝设备年利用小时6837小时，投运时间8000小时。（7）脱硝装置可用率不小于98%。（8）装置服务寿命为30年。（9）脱硝单元系统的控制纳入单元机组DCS实现。

(10)氨逃逸<3ppm，SO2/SO3转化率<1%,催化剂使用寿命24000h1、设计原则五参考项目技术方案2、设计条件（单台炉）项目单位设计煤种校核煤种1校核煤种2烟气量Nm3/h113174111340841128432烟气温度℃396395394.1烟气压力Pa-1200-1200-1200NOxmg/Nm3450(6%O2,干基)--粉尘浓度mg/Nm332.66(6%O2,干基)36.41(6%O2,干基)13.92(6%O2,干基)SO2mg/Nm33614

(6%O2,干基)4895

(6%O2,干基)2201

(6%O2,干基)SO3mg/Nm3Cl(HCl)mg/Nm346.8146.8146.81F(HF)mg/Nm319.219.219.2五参考项目技术方案3、主要消耗（单台炉）项目单位数据备注氨耗量Kg/h18299.6%液氨电耗kW21.9/42氨区（2台炉公用）/反应区工业用水（冷却水）m3/h50氨罐等（消防用水）蒸汽t/h15.2吹灰和氨蒸发用气量Nm