燃煤电厂用脱硝节能技术的研发 2

企业研究开发项目设计书项目名称：燃煤电厂用脱硝节能技术研发项目负责人：项目起止时间2019年01月至2019年12月填报日期2019年01月06日

一、立项依据1．国内外现状、水平和发展趋势中国的煤炭资源很丰富,而大部分都是以直接燃烧的方法加以利用,比如火力发电。在煤的燃烧中,会产生大量的氮氧化物NO,,如果将这种气体直接排放到大气中,会产生腐蚀性很强的酸雨,因此,在这些烟气排放出去之前,必须经过脱硝(脱氮)处理。氮氧化物是自然界氮循环的重要部分,但由于人为排放的氮氧化物浓度高,排放集中,造成的危害很大。国务院《节能减排“十二五”规划》中明确指出脱硝工程是节能减排重点工程。随着环保要求不断提高，对氮氧化物排放指标及氨逃逸指标提出了极为严苛的排放标准，目前燃煤电厂SNCR脱硝氨逃逸标准为8mg/m³(10ppm)，SCR脱硝氨逃逸标准为2.5mg/m³(3ppm)，氮氧化物排放≤50mg/m³。在脱硝排放指标的严苛要求下，在满足达标排放的前提下，对氨逃逸指标的控制或还原剂的利用效率的提出了更高的需求。当前技术均在还原剂的反应环境和催化剂的性能上进行优化。而居高不下的氨耗量和低利用率，造成还原剂反应不充分。如何实现还原剂反应充分，降低还原剂的消耗及实现脱硝装置的节能性，是当前技术发展的趋势。2．项目研发的目的、意义当前，我公司从脱硝、除尘和超低超净排放BOT、BOO特许经营，发展到今天的“大环保、大环境、大节能、新能源、设备/装备智造”五大主营业务齐头并进战略。烟气脱硝是大环保战略的重要组成内容。只有掌握了该领域的核心竞争力技术，才能在该领域拥有话语权，才能在日益激烈的市场竞争中，处于不败之地，才能实现公司战略目标。研发一种节能脱硝技术，集成智能控制、智能制作等技术，以提高还原剂反应利用率，节省还原剂的消耗，最终实现节能降耗的目的，这是公司掌握核心竞争力技术的需要。脱硝板块在大环保战略中占有极大的份额，也是公司的优势板块、基石板块，故脱硝节能技术的研发是在大环保、大节能战略下具有及其重要的意义。而节能脱硝技术的研发最终依托峰业智造战略，转化为产品成果，对拉动智能制造板块有及其重要的意义。3．本项目达到的技术水平及市场前景（1）科学水平：本项目研发“燃煤电厂用脱硝节能技术研发”，本技术将达到行业领先水平。发明一种节能型脱硝处理装置，利用其高速旋转离心及切割原理将还原剂的溶液进行雾化及分布，以实现还原剂在反应区有更好的雾化及分布效果；通过喷雾式降硝除尘装置和脱硝装置，对废气进行彻底的脱硝处理，脱硝速度快，保证了废气脱硝的效率；同时通过智能调整装置的转速调节，改变还原剂溶液的离心力，精确控制雾化液滴直径及分布区域，提高喷氨精确度。（2）市场前景：随着燃煤电厂节能环保的要求的提高，居高不下的还原剂消耗给企业带来了极高的运行成本，甚至制约着企业发展。研发一种节能脱硝技术，以提高还原剂反应利用率，节省还原剂的消耗，将给燃煤电厂解决此问题。一台33万千瓦燃煤发电机组，脱硝系统运行氨消耗成本约1000万元/年，节能提效后，可每年节约成本250万元/年。一般2~3年可回收该技术设备成本。根据当前，燃煤电厂的装机容量119055万千瓦，市场有百亿元的市场产值。如一台33万千瓦燃煤发电机组,节能提效前的脱硝氨消耗约2700t/年，成本约1000万元/年，节能提效后可每年节约成本250万元/年，按照机组30年运行寿命，可给客户创造利润约7000万元。可见，开展燃煤电厂用脱硝节能技术研发具有很大的市场前景。二、研发内容和目标1．项目主要内容、目标及关键技术（1）主要研究内容研发一种节能脱硝技术，其可实现还原剂氨水与烟气的接触面积和接触时间的提升。（2）项目目标针对本技术，形成相关专利技术文件。相对于传统SNCR工艺60%的氨水利用率提高至80%，综合运行成本减低为原有75%。开发发明一种节能型脱硝处理装置，实现节能脱硝在燃煤电厂的应用。装置系统可靠运行，各项运行指标均符合或高于设计要求。（3）关键技术通过调整装置的转速，改变还原剂的溶液的离心力，改变雾化液滴的雾化效果及分布的情况。根据机组负荷情况，智能自动精确控制雾化液滴直径及分布区域，在减少人员投入，同时提高喷氨精确度。通过研究装置的边缘的切割齿的密度对还原剂的溶液的切割精度的影响，找到最佳切割齿的密度，使还原剂的溶液得到更好的雾化效果。2．技术创新之处发明一种节能型脱硝处理装置，利用其高速旋转离心及切割原理，将还原剂的溶液进行雾化及分布，以实现还原剂在反应区有更好的雾化及分布效果；通过喷雾式脱硝装置，对废气进行彻底的脱硝处理，脱硝速度快，保证了废气脱硝的效率；通过智能调整装置的转速，改变还原剂溶液的离心力，精确控制雾化液滴直径及分布区域，提高喷氨精确度；通过研究装置的边缘切割齿的密度，确定还原剂溶液的切割精度，得到更加优质的雾化效果，在较低转速形成的离心力下，实现装置最佳节能性能；根据机组负荷情况，智能自动精确控制雾化液滴直径及分布区域，在减少人员投入，同时提高喷氨精确度，大大提高还原剂在反应区的接触面积及反应时间，减少了还原剂的消耗；采用节能型脱硝技术，通过氨水的智能调节装置，实现氨水与烟气接触面积和接触程度的提高，进而在还原剂与烟气适宜反应的温度区间内提高作为还原剂的氨水与烟气中氮氧化物的反应，继而在相同的氨水消耗下实现尽可能多的氮氧化物去除，相对于传统SNCR工艺60％的氨水利用率提高至80％。3．主要技术指标及经济效益通过氨水的智能调节装置实现氨水与烟气接触面积和接触程度的提高，进而在还原剂与烟气适宜反应的温度区间内提高作为还原剂的氨水与烟气中氮氧化物的反应,继而在相同的氨水消耗下实现尽可能多的氮氧化物去除,相对于传统SNCR工艺60%的氨水利用率提高至80%，综合运行成本减低为原有75%。如一台33万千瓦燃煤发电机组,节能提效前的脱硝氨消耗约2700t/年，成本约1000万元/年，节能提效后可每年节约成本250万元/年，按照机组30年运行寿命，可给客户创造利润约7000万元。节能技术的设备建设成本控制约为每万千瓦装机容量11.36万元，建设单位在2-3年内即可该回收节能设备建设成本。当前，燃煤电厂的装机容量119055万千瓦，全国约有135亿元节能设备的市场容量。三、现有研发条件和工作基础1．承担单位开展本项目的优势（人才、设施条件）江苏峰业科技环保集团股份有限公司是一家专业从事大气污染防治的研究、设备制造、安装调试及运行的高新技术企业，拥有环境工程（大气污染防治）设计甲级资质、环境工程（水污染防治、废固治理和环境污染修复）设计乙级资质；环保工程专业承包壹级和机电安装工程施工总承包贰级及市政工程总承包贰级、房屋建筑工程总承包贰级、钢结构工程专业承包贰级等十多项资质；具备制造各种脱硫、脱硝、除尘、除渣、空冷、风电设备，具备设计制造电力钢管塔、压力容器、电缆桥架、污水处理设备、电气盘柜及非标制作等电力环保设备的能力。公司建有江苏省企业院士工作站，与浙江大学、东南大学、南京工业大学、华北电力大学、韩国NANO株式会社建立了联合研发中心，项目组成员均是公司技术骨干，具有丰富的技术、建设、运行和管理经验，各方面技术力量、技术条件均能满足研究需要。在大气污染治理脱硫、脱硝、除尘、烟羽去除、深度提水、MGGH、脱汞和超低超净排放方面拥有全球行业内领先的核心技术体系，在废水、废固和环境污染修复方面拥有成熟先进的核心技术，是全球行业内技术研发—项目设计—工程实施—产品制造—脱硝核心耗材SCR催化剂研发生产—投资建设产业链最全最先进的大型科技型民营龙头企业。近年来，公司立足废气、废水、废固和环境污染修复主营业务，抢抓机遇，趁势而上，在危机中育新机，于变局中开新局，全面实施大环保、大环境、大节能、新能源和装备智造齐头并进战略。目前拥有工程管理技术和产品研发、设计、制造人员逾1000人，具有中级职称以上人员约800人。2．已有的工作基础江苏峰业科技环保集团股份有限公司国内大气治理领域的龙头企业，在烟气氮氧化物污染治理领域深耕多年。其中，我司在燃煤电厂的脱硝核心催化剂生产、研发能力凸出，形成了脱硝用的蜂窝式催化剂、板式催化剂产品、再生催化剂、尿素水解反应器等核心产品，并完成了多个脱硝总承包工程，上述核心技术、核心产品及成熟的脱硝总承包工程经验，已广泛应用于电力、焦化、钢铁、水泥等行业超低排放项目，取得显著成效。本项目前期对燃煤电厂用脱硝节能技术的现状及发展趋势做了详细调研，对主要技术路线及其适应性研究也做了初步研究，编制了详细的技术路线及研发方案。四、计划进度（包括总的研究期限、年度计划进度以及已经取得的阶段成果）2019.1-2019.2本阶段的主要任务是通过查阅资料、数据整理、市场调研拿出初步方案并设计出图纸。2019.3-2019.5进一步更深入的对初步设计进行改进和完善，试生产出的产品运用到现场试用。2019.6-2019.12五、经费预算项目预计总经费325万元。项目经费支出预算表单位：万元科目预算额1、直接从事研发活动的本企业在职人员人工费1302、研发活动直接投入的费用1853、折旧费用与长期待摊费用54、设计费05、装备调试费06、专门用于研发活动的无形资产摊销费07、勘探、开发技术的现场试验费08、研发成果论证、鉴定、评审、验收费0与研发活动直接相关的其他费用5合计325六、研究开