《脱硝技术介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《脱硝技术介绍（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、无锡迅德无锡迅德烟气脱硝烟气脱硝技术交流技术交流2012.2.182012.2.18一、脱硝技术概述（背景、分类、特点、前景）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）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）三、烟气脱硝工程投标与报价（专题、方案、价格）四、四、SCR工艺流程及关键技术（选型、计算、设计）工艺流程及关键技术（选型、计算、设计）五、五、SNCR化学动力学与化学动力学与SCR流场模拟（流场模拟（CFD）六、六、SCR工程应用与案例分析（国投宣城）工程应用与案例分析（国投宣城）七、方向、探索
2、与展望（企业与员工）七、方向、探索与展望（企业与员工）目标：目标：1-2个月入门，个月入门，3-4个月了解，个月了解，7-8个月设计，个月设计，12-16个个 月投标，月投标，24-36个月精通。个月精通。 内容与目标内容与目标2011年年7月月19日，国务院总理温家宝主持召开国家节能减排日，国务院总理温家宝主持召开国家节能减排工作领导小组会议，审议并原则同意工作领导小组会议，审议并原则同意“十二五十二五”节能减排综节能减排综合性工作方案。资本市场上节能减排有望形成一个与金融合性工作方案。资本市场上节能减排有望形成一个与金融地产石化相比的大板块，成为投资主线之一。地产石化相比的大板块，成为投资
3、主线之一。2011年年9月月21日，日，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局环境保护部和国家质量监督检验检疫总局日前联合发布了新修订的火电厂大气污染物排放标日前联合发布了新修订的火电厂大气污染物排放标准准，新标准将自新标准将自2012年年1月月1日起实施。日起实施。脱硝动态脱硝动态2011年年11月月23日，日，“十二五十二五”工业节能专项规划工业节能专项规划有望有望年年内出台，节能减排由重点行业向整个工业行业推进内出台，节能减排由重点行业向整个工业行业推进。2011年年11月月30日日,发改委正式发布上调上网电价和销售电价发改委正式发布上调上网电价和销售电价公告，同时对电煤实施价格干预措施。
4、公告，同时对电煤实施价格干预措施。2011年年12月月7日，环保部相关人士透露，日，环保部相关人士透露，“十二五十二五”期间计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，划将火电厂脱硝等环保成本纳入电价成本。根据初步方案，“十二五十二五”期间火电烟气脱硝电价或享受每度补贴期间火电烟气脱硝电价或享受每度补贴0.008元元的优惠。的优惠。 脱硝动态脱硝动态十一五十一五期间，只有装机容量大概一亿千瓦左右的机组配备期间，只有装机容量大概一亿千瓦左右的机组配备了脱硝设施，但运行效果很不理想。了脱硝设施，但运行效果很不理想。（2010年底全国火电机年底全国火电机组组9.6亿千瓦）。亿千瓦）。
5、2010年污染源普查动态更新数据显示，火电厂尾气排放氮氧年污染源普查动态更新数据显示，火电厂尾气排放氮氧化物占到总量约化物占到总量约46%，电力和钢铁的二氧化硫和氮氧化物排电力和钢铁的二氧化硫和氮氧化物排放量占工业排放量的放量占工业排放量的60%左右左右。 市场人士市场人士预计预计十二五十二五期间火电厂脱硝总体需求为期间火电厂脱硝总体需求为1300亿元，亿元，脱硝行业潜在市场需求为脱硝行业潜在市场需求为2100亿元亿元。数字脱硝数字脱硝按照按照标准标准二次修订稿中的要求，全国火电企业现役和新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建火电机组在2014年及年及2012年前排放的氮氧化
6、物上限值需达年前排放的氮氧化物上限值需达100毫克毫克/立方米立方米。中电联指出：要达到排放标准，国内现役火电机组进行脱硝中电联指出：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改造和新建机组加装脱硝设施的成本投入达3000多亿。多亿。瑞银预测，瑞银预测，“十二五十二五”期间，中国火电厂脱硝市场容量约为期间，中国火电厂脱硝市场容量约为1300亿元，年均市场容量约为亿元，年均市场容量约为260亿元。其中亿元。其中SCR催化剂的催化剂的年均市场年均市场40-60亿元左右。根据日立的调研数据，到亿元左右。根据日立的调研数据，到2015年度年度，中国脱硝催化剂的市场规
7、模将增长到，中国脱硝催化剂的市场规模将增长到15万立方米。万立方米。数字脱硝数字脱硝一一.改造项目众多。改造项目众多。受新排放法规影响；（受新排放法规影响；（2014年年1月月1日）日）受运行效果的影响；（煤种、负荷、扩建）受运行效果的影响；（煤种、负荷、扩建）受发电系统的影响；（炉型、场地、基础）受发电系统的影响；（炉型、场地、基础）技术改造；技术改造；增容改造；增容改造；节能改造；节能改造；市场特点市场特点二二.地方政策干预。地方政策干预。陕西省环保政策；（陕西省环保政策；（2014年年1月月1日）日）福建省环保政策；（水泥窑脱硝）福建省环保政策；（水泥窑脱硝）2011年年9月月15日，北
8、京国电龙源环保工程有限公司所日，北京国电龙源环保工程有限公司所属江苏龙源催化剂有限公司申报的属江苏龙源催化剂有限公司申报的“用于国内电厂用于国内电厂高含尘烟气条件的脱硝催化剂高含尘烟气条件的脱硝催化剂”项目列入江苏省科项目列入江苏省科技厅技厅2011年江苏省第一批重点新产品计划项目。年江苏省第一批重点新产品计划项目。集团打捆招标集团打捆招标市场特点市场特点三三.众多企业参与。众多企业参与。地方环保公司；（脱硝工程招标投标）地方环保公司；（脱硝工程招标投标）设备制造公司；（脱硝设备承包分包）设备制造公司；（脱硝设备承包分包）声波吹灰器声波吹灰器尿素溶液阀门尿素溶液阀门催化剂催化剂市场特点市场特点
9、四四.报价偏差扩大。报价偏差扩大。2009年广东年广东4X300MW机组（机组（2亿亿1百万百万）2011年以年以1X300MW机组脱硝技改为例（尿素）机组脱硝技改为例（尿素）最高最高6100万、次高万、次高5100万、最低万、最低4100万；万；报价心态的变化；报价心态的变化；参与公司的变化；参与公司的变化；改造方案的变化；改造方案的变化；市场特点市场特点五五.改造难度加大。改造难度加大。与设计院的配合难（炉后钢架的基础承载力）与设计院的配合难（炉后钢架的基础承载力）改造工程工期紧（改造工程工期紧（6、8、10、12个月）个月）厂区各消耗品接口（水、电、气、汽）厂区各消耗品接口（水、电、气、
10、汽）锅炉厂的话语权（布置、荷载）锅炉厂的话语权（布置、荷载）市场特点市场特点六六.技术趋于主流。技术趋于主流。蜂窝催化剂和板式催化剂的选择蜂窝催化剂和板式催化剂的选择液氨和尿素还原剂的选择液氨和尿素还原剂的选择市场特点市场特点一、一、烟气脱硝技术概述烟气脱硝技术概述 氮氧化物的危害性表现在：氮氧化物的危害性表现在：u 对人体健康的直接危害对人体健康的直接危害u 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u 使酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变使酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸复合型转变u城市城市臭氧臭氧和光化学烟雾。和光化学
11、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“长距离输送长距离输送”，增加了我国，增加了我国NOx排放的排放的国际国际压力。压力。1、NOx的的危害危害 2、 NOx在电站锅炉的生成过程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，氮氧化物是化石燃料与空气在高温燃烧时产生的，NOx包括包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4、N2O5等。等。按燃烧过程中按燃烧过程中NOx的生成机理，的生成机理，NOx可分成：可分成： 热力型热力型NOx 燃料型燃料型NOx 快速型快速型(瞬时反应型瞬时反应型)NOxNO约
12、占约占9095NO2、NxOy约占约占5-10燃烧过程中三种生成机理对燃烧过程中三种生成机理对NOx量的贡献示意图量的贡献示意图摘自：火电厂大气污染物排放标准（摘自：火电厂大气污染物排放标准（2003版）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：单位：mg/Nm33、当前对、当前对NOx排放的要求排放的要求摘自：火电厂大气污染物排放标准（二次征求意见稿）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：单位：mg/Nm34 4、脱硝技术的分类、脱硝技术的分类燃烧过程中的燃烧过程中的NOx脱除脱除 低氮燃烧技术、
13、循环流化床洁净燃烧技术（低氮燃烧技术、循环流化床洁净燃烧技术（CFBC） 烟气脱硝技术烟气脱硝技术 选择性催化还原技术（选择性催化还原技术（SCR）、）、 选择性非催化还原技术（选择性非催化还原技术（SNCR） SNCR - SCR 联合技术联合技术项目目NOx控制技控制技术脱硝效率脱硝效率%NOx控制极限控制极限低低NOx燃燃烧技技术低低NOx燃燃烧器器2040各种低各种低NOx燃燃烧技技术组合，可将合，可将NOx排放排放浓度降低到度降低到约350mg/Nm3 空气分空气分级2040燃料再燃燃料再燃5070燃燃烧优化系化系统1030受制于硬件受制于硬件设备烟气脱硝技烟气脱硝技术SCR9050
14、mg/Nm3以下以下SNCR2040取决于入口取决于入口NOx浓度度SNCR-SCR4090脱硝技术比较脱硝技术比较脱硝技术比较脱硝技术比较u在燃烧过程中脱除在燃烧过程中脱除 控制燃烧条件控制燃烧条件,从而控制从而控制NOx的生成控制燃的生成控制燃烧温度，控制燃料和空气的混合速度与时机。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、采用该原理的主要技术包括低氮燃烧器、OFA分级送风等。分级送风等。u在燃烧后脱除在燃烧后脱除 4 NO + 4 NH3 + O2 - 4 N2 + 6 H2O6 NO2 + 8 NH3 + O2 - 7 N2 + 12 H2O采用以上
15、原理产生并应用较多的有选择性催化还原技术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选择性非催化还原技术(SNCR) 、SNCR-SCR联合技术等。联合技术等。 条件条件1:温度温度9001100;条件条件2:使用催化剂，温使用催化剂，温度度300400 .5、烟气脱硝技术比较、烟气脱硝技术比较 选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction）SCR技术技术选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction） SNCR技术 SNCR - SCR 联合技术SCR选择性催化还原法选择性催化还原法 (S
16、elective Catalytic Reduction）SCR技术：还原剂（技术：还原剂（NH3）在催化剂的作用下，）在催化剂的作用下，将烟气中将烟气中NOx还原为氮气和水。还原为氮气和水。“选择性选择性”指指氨有选择地将氨有选择地将 NOx 进行还原的反应。进行还原的反应。SCR技术由技术由日本日本于于70年代投入商业运行，至年代投入商业运行，至80年代中期欧洲也成功地实现了年代中期欧洲也成功地实现了SCR的商业运行。的商业运行。SCR装置一般布置在锅炉省煤器出口与空气预装置一般布置在锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，催化反应温度在热器入口之间，催化反应温度在300400。 SCR系统特
17、点：系统特点：n 结构简单，运行方便；结构简单，运行方便；n 转动设备少，可靠性高；转动设备少，可靠性高；n 无副产品无副产品；n 脱硝效率高，可达脱硝效率高，可达90%；n 使用广泛。使用广泛。NOXNH3N2H2O4 NO + 4 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O7 N2 + 12 H2O6 NO2 + 8 NH3基本反应方程式基本反应方程式副作用方程式副作用方程式SO2 + 1/2 O2NH3 + SO3 + H2OSO3 NH4 HSO4氮氧化物与氨的化学反应（氮氧化物与氨的化学反应（SCR)SCR脱硝实例脱硝实例SCR反应器反应器烟气烟气喷入：氨、喷入：氨、尿素水溶液尿素水
18、溶液燃烧器燃烧器二次风二次风9001100区域区域选择性非催化还原法选择性非催化还原法( SNCR)n SNCR原理是在炉内喷射氨、原理是在炉内喷射氨、尿素水溶液等化学还原剂使之尿素水溶液等化学还原剂使之与烟气中的与烟气中的NOx反应，将其转反应，将其转化成氮化成氮(N2)及水及水(H2O) 。n 有效反应温度范围有效反应温度范围9001100之间。之间。 由于由于SNCR反应的温度范围较窄，反应的温度范围较窄， 锅炉变负荷时脱硝效率降低。锅炉变负荷时脱硝效率降低。n SNCR脱硝效率对大型燃煤机组在脱硝效率对大型燃煤机组在 2540%；无副产品；无副产品n 反应式：反应式：4NO+4NH3+
19、O24N2+6H2O 4NH3+5O24NO+6H2O 4NH3+3O22N2+6H2OSCR与与SNCR比较比较类类 别别SCRSNCR温温 度度300 4009001100NH3/NOx摩尔比摩尔比0.41.00.82.5脱硝效率脱硝效率7090 %2540 %NH3逃逸率逃逸率 3ppm 10ppm催催 化化 剂剂需需 要要不不 需需 要要应用范围应用范围广广 泛泛窄窄投投 资资高高低低运行成本运行成本中中 等等中中 等等工程应用特点工程应用特点工程应用特点工程应用特点l SNCR不需催化剂，工程造价大大降低；不需催化剂，工程造价大大降低；l SNCR 完全布置在锅炉本体上，不需要占地面
20、积；完全布置在锅炉本体上，不需要占地面积；l SNCR特别适用于老机组的改造和小机组脱硝特别适用于老机组的改造和小机组脱硝;l SNCR可以和可以和SCR配合使用，达到更好的效果配合使用，达到更好的效果;l SNCR对反应温度和停留时间的控制难度较大。对反应温度和停留时间的控制难度较大。SNCR-SCR联合技术联合技术 SNCR - SCR 联合技术具有两个反应区，通过布置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应区炉膛，在高温下还原剂与烟气中NOx发生非催化发生非催化还原反
21、应，实现初步脱氮。然后未反应完的还原剂进入还原反应，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。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联合技术最主要的改进是省去了SCR 设置在烟道里的复杂设置在烟道里的复杂AIG（氨喷射）系统，并减少了催（氨喷射）系统，并减少了催化剂的用量。化剂的用量。三、催化剂的生产和在脱硝系统中的应用三、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、催化剂种类及应用2、催化剂选型流程、催化剂选型流程 2、板式、板式 / 蜂窝式催化剂生产流程蜂窝式催化剂生产流程3、催化剂安装
22、、催化剂安装4、催化剂催化剂的供货及生产能力的供货及生产能力波纹波纹板式板式板板 式式蜂窝式蜂窝式1 1、脱硝催化剂的种类与应用、脱硝催化剂的种类与应用催化剂的组成催化剂的组成: 大多以大多以TiO2为载体，以为载体，以V2O5或或V2O5 -WO3或或V2O5 MoO3 为活性成分为活性成分 催化剂特性：催化剂特性： 具有将具有将NOx、NH3转换成转换成N2、H2O的能力的能力 SO2/SO3转化率低转化率低 最佳反应温度为最佳反应温度为315370催化剂组成成分催化剂组成成分催化剂元件催化剂元件催化剂模块催化剂模块制造厂制造厂催化剂型式催化剂型式产品规格产品规格mm日日 立立板板 式式9
23、48x1881xHArgillon板板 式式954x1882xHCometech蜂窝式蜂窝式960x1910xH东方凯特瑞东方凯特瑞蜂窝式蜂窝式970x1930xHu 便于安装便于安装u 缩短催化剂从反应器内搬出的时间缩短催化剂从反应器内搬出的时间催化剂性能比较催化剂性能比较性能参数性能参数板板 式式蜂蜂窝式式波波纹板式板式基基 材材不不锈钢金属板金属板整体整体挤压玻璃玻璃纤维板板氧化率氧化率中中高高中中压力力损失失低低高高中中抗腐抗腐蚀性性好好一般一般一般一般抗堵塞性抗堵塞性好好中中中中催化剂催化剂国外主要供应商国外主要供应商 板式板式Babcock Hitachi (BHK)（日本）（日本
24、） Argillon（德国）（德国） 蜂窝式蜂窝式Cormetech（美国）（美国）触媒化成（日本）触媒化成（日本）Envirotherm GmbH(KWH)(德国德国)BASF(德国德国)Seshin Electronics(韩国韩国)Argillon（德国）（德国）波纹板式波纹板式Haldor Topsoe(丹麦丹麦)Hitachi Zosen (Hitz)（日立造船）（日立造船）厂商名称厂商名称技术来源技术来源催化剂形式催化剂形式生产能力生产能力备注备注东方凯特瑞东方凯特瑞德国德国KWH蜂窝式蜂窝式4500m3/a已投产已投产大拇指大拇指日本触媒化成日本触媒化成蜂窝式蜂窝式6000m3/
25、a已投产已投产瑞基环保瑞基环保日本日本蜂窝式蜂窝式6000m3/a已投产已投产龙源龙源日本触媒化成日本触媒化成蜂窝式蜂窝式2500m3/a已投产已投产重庆远达重庆远达美国康宁公司美国康宁公司蜂窝式蜂窝式5000m3/a已投产已投产大唐科技工程大唐科技工程德国亚吉隆德国亚吉隆蜂窝式蜂窝式5000m3/a未投产未投产中国亚吉隆中国亚吉隆德国亚吉隆德国亚吉隆板式板式10000m3/a已投产已投产中天环保中天环保BASF蜂窝式蜂窝式4000m3/a已投产已投产青岛华拓青岛华拓韩国韩国SK蜂窝式蜂窝式不明不明未投产未投产国内国内催化剂催化剂供应商供应商一、一、烟气脱硝技术概述烟气脱硝技术概述 u 难得一遇的良机（十二五规划）难得一遇的良机（十二五规划）u 政策区域的利好（经济发达地区）政策区域的利好（经济发达地区）u 环保产业的龙头（与脱硫、除尘、脱汞、脱碳的不同）环保产业的龙头（与脱硫、除尘、脱汞、脱碳的不同）u层出不穷的项目（新建、层出不穷的项目（新建、改造改造、大小机组）、大小机组）u相关领域的带动（钢铁、玻璃、水泥、硝化）相关领域的带动（钢铁、玻璃、水泥、硝化）u日益激烈的竞争（公司数目激增、利润面临下滑）日益激烈的竞争（公司数目激增、利润面临下滑）
