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1、脱硝工艺培训课件,聚光科技（杭州）股份有限公司 2014年9月,NO排放标准,脱硝工艺介绍,脱硝工程案例, 温室效应 全球变暖，主要与CO2、CH4、N20、CO、氟里昂，臭氧等。大气中CO2浓度增加1倍，地球表面大气温度升高1.54.5度。 臭氧层破坏 主要氯氟烃类化学物质（用CFCl表示）， NOx ，CH4 酸雨 目前国土面积30%，每年几百亿以上损失,全球三大污染现象,N0X排放标准,N0X排放标准,主要污染物的危害,N0X排放标准,氮氧化物直接对人的危害,N0X排放标准,氮氧化物的排放标准,2011年7月29日，国家环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了最新的火电厂大气污染物排放
2、标准。 火电厂大气污染物排放标准(GB13223-2011) 标准中规定氮氧化物： 自2012年1月1日起，对于新建火力发电锅炉及燃气轮机机组执行100 mg/m3的氮氧化物限值； 自2014年7月1日起，现有的火力发电锅炉和燃气轮机机组执行100 mg/m3的氮氧化物限值； 重点地区的火力发电锅炉和燃气轮机机组执行100 mg/m3的氮氧化物限值； 只是对W型火焰炉、循环流化床及2003年12月31日之前建成投产或通过项目环境影响报告审批的锅炉可执行200 mg/m3的氮氧化物限值。,7,N0X排放标准,“十二五”期间现役机组需要进行脱硝改造的机组规模约为4亿千瓦，主要分布在内蒙古、山东、江
3、苏、河北、河南等省（市）。到2015年，脱硝机组的规模占总装机容量的比例将达到75%左右。预计有500多个电厂需要改造.,N0X排放标准,氮氧化物的燃料清单,燃煤是最大来源： 6070% 柴油、焦炭、汽油次之,近年燃煤贡献率略有下降 汽油、柴油贡献率上升较快,“十二五”淘汰落后产能规模 小火电2000万千瓦 炼铁7000万吨 烧结5000平方米 炼钢3000万吨 水泥2.5亿吨等 淘汰落后产能任务按年度分解落实,N0X排放标准,氮氧化物的形成,NOx是煤在燃烧过程中产生的。 我国煤中氮含量一般在0.50% 2.50%之间, 煤中的氮在燃 烧时约 2070转化为NOx 。 燃烧产生的NOx中约9
4、5为NO，其余主要是NO2 在华北区各省(区)煤中的氮含量以河北省的最高,为1.61%, 山西省的居次为1.44%,内蒙古的最低,仅1.31%。东北区吉 林省煤中的氮含量较高,为1.42%,而黑龙江省煤中的氮含量 较低,为1.05%,N0X排放标准,氮氧化物的形成,注:氮氧化物是三种机理的形成总和,常规总量为300-500mg/Nm3,N0X排放标准,（1）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； （3）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 间。 （4） 锅炉负荷，负荷增大，燃料量增大，燃烧温度增 大，NO
5、x生成量增加。 （5）运行人员的操作水平,影响氮氧化物的形成的主要因素,NO排放标准,脱硝工艺介绍,脱硝工程案例,脱硝工艺介绍,目前控制NOx污染的方法： a、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 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） 目前排烟脱硝的方法有： 1） 催化还原法（选择性、非选择性、选择性和非选择性组合式） 2） 吸收法微生物 3） 吸附法等 主要几种方法如下:,脱硝工艺介绍,烟气脱硝技术主要有：选择性催化还原技术（SCR）、选择性非催化还原技术（SNCR）、选择性非催化还原与选择性催化还原联合技术（SNCRSCR）及其他烟
6、气脱硝技术。 新建、改建、扩建的燃煤机组，宜选用SCR；小于等于300MW时，也可选用SNCRSCR。 燃用无烟煤或贫煤且投运时间不足20年的在役机组，宜选用SCR或SNCRSCR。 燃用烟煤或褐煤且投运时间不足20年的在役机组，宜选用SNCR或其他烟气脱硝技术。,脱硝工艺介绍,SCR、SNCRSCR、SNCR三种技术参数比较比较,脱硝工艺介绍,脱硝反应消耗介质技术参数比较,脱硝工艺介绍,选择性催化还原法（Selective Catalytic Reduction）简称SCR，70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，以液氨或尿素作为还原剂，利用锅炉出口的烟气温度（
7、320400C），有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。,脱硝工艺介绍,95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。 高灰布置形式的运行温度在320400，典型运行温度为350。 当负荷降低时烟气温度会下降，为了确保SCR反应器的温度处于催化剂
8、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。 由于烟气中含有SOx，而且反应温度较高（350），会有更多的SO2转化为SO3，所以为了限制SO2的氧化率和NH4HSO4的生成，需要使用活性相对较低的SCR催化剂。由于直接布置在省煤器之后，更靠近锅炉，烟气温度较高（350），无需使用补燃器。 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SCR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内。,脱硝反应器在锅炉尾部烟道的位置,有三种 (1)在空气预热器前350摄氏度位置 (2)在静电除尘器和空气预
9、热器之间 (3)布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后,脱硝工艺介绍,脱硝工艺介绍,SCR脱硝工艺及检测点,锅炉,NH3 喷注,脱硝反应器,空气预热器,NH3 混合器,蒸发器,NH3,液化罐,静电除尘器,引风机,烟囱,换热器,增压风机,脱硫系统,送风机,SAH,蓄压器,锅炉脱硝系统装置的基本流程,脱硝工艺介绍,脱硝工艺介绍,SCR脱硝化学分析过程,脱硝工艺介绍,触媒框架结构,(垂直流型),脱硝反应器的示意图,触媒层,备用层,吹灰器,NH3 喷嘴 (AIG),催化剂安装设备,导叶片,整流器(缓冲层),烟气,脱硝工艺介绍,反应器内部的催化剂,脱硝工艺介绍,安装后,安装中,使用后,催化剂是整个SCR系
10、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。,脱硝工艺介绍,脱硝工艺介绍,脱硝工艺介绍,不同类型催化剂的比较,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
11、空预器和锅炉运行 氨剂残留问题,SCR工艺的优点和不足,脱硝工艺介绍,30,脱硝工艺介绍,31,脱硝工艺介绍,32,脱硝工艺介绍,33,脱硝工艺介绍,总体要求 SNCR工艺适用于脱硝效率要求不高于40%的机组。 脱硝工程的设计应由具备相应资质的单位承担。 脱硝工程总体设计应符合下列要求： （1）工艺流程合理。 （2）还原剂使用便捷。 （3）方便施工，有利于维护检修。 （4）充分利用厂内公用设施。 （5）节约用地，工程量小，运行费用低。 应安装烟气排放连续监测系统（CEMS）。,34,脱硝工艺介绍,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。 尿素溶液稀释设备尽可能紧靠锅炉布置，一般以地
12、脚螺栓的形式固定在紧邻锅炉的0米标高空地上。 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。 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。 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。 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。 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。,35,脱硝工艺介绍,一般规定 脱硝率满足设计要求。 SNCR脱硝系统氨逃逸浓度应控制在8mg/m3以下。 SNCR脱硝系统对锅炉效率的影响应小于 0.5%
13、。 SNCR脱硝系统应能在锅炉最低稳燃负荷工况和BMCR工况之间的任何负荷持续安全运行。 SNCR脱硝系统负荷响应能力应满足锅炉负荷变化率要求。 SNCR脱硝系统应不对锅炉运行产生干扰，也不增加烟气阻力。 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。 SNCR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30年以上，整个寿命期内系统可用率应不小于98%。,36,脱硝工艺介绍,SNCR工艺设计 一般规定 SNCR脱硝工艺中常使用的还原剂有尿素、液氨和氨水。 火电厂SNCR脱硝工艺一般采用尿素为还原剂。 在中小型锅炉上可采用液氨和氨水为还原剂。 尿素SNCR是在锅炉炉
14、膛高温区域（8501250）喷入尿素溶液。 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、尿素溶液计量分配以及尿素溶液喷射系统组成。,37,脱硝工艺介绍,NO排放标准,脱硝工艺介绍,脱硝工程案例,电力行业NOx总量减排核算,过渡,40,脱硝工程案例,1、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1.53折算成二氧化氮浓度。一氧化氮体积浓度（ppm）折算成二氧化氮质量浓度（mg/Nm3）需乘以折算系数2.05（如果仅仅乘以1.34，则表明是折算的一氧化氮质量浓度） 2、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
15、取值不得高于按2010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,参数选取原则及有关说明,41,脱硝工程案例,某热电有限公司共安装了3台130t/h循环流化床锅炉,42,脱硝工程案例,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
16、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）脱硝系统采用PLC控制，留有与外界通讯的接口。,43,脱硝工程案例,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
