1 烟气脱硝系统和设备介绍. 2 概述 scr 系统组成 scr 系统主要设备...

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烟气脱硝系统和设备烟气脱硝系统和设备介绍介绍

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概述 SCR 系统组成 SCR 系统主要设备催化剂的选型

CONTENTCONTENTSS

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一一 . . 概述概述

ＮＯｘ的控制技术ＮＯｘ对环境的影响ＮＯｘ的形成机理

44

GeneralGeneralNONOX X 对人类健康和环境的影响对人类健康和环境的影响

低空臭氧的产生光化学烟雾的形成酸雨各种潜在的致癌物质

NONOXX+Hydrocarbon +O+Hydrocarbon +O22 +Sunlight +Sunlight ++ OthersOthers

55

GeneralGeneral环境中环境中 NONOXX 来源来源

66

火电厂污染物排放标准火电厂污染物排放标准 (GB13223-2003)(GB13223-2003)

20042004 年以后的新项目（第三时段）　年以后的新项目（第三时段）　必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间锅炉锅炉 NOxNOx 最高容许排放浓度（燃煤）：最高容许排放浓度（燃煤）：煤质煤质 NOxNOx 最高容许排放浓度（最高容许排放浓度（ mg/NMmg/NM33)) Vdaf>20% 450Vdaf>20% 450 10%≤Vdaf≤20% 65010%≤Vdaf≤20% 650 Vdaf<10% 1100Vdaf<10% 1100

GeneralGeneral

77

A. A. 热力型热力型 NONOX X

主要反应主要反应 NN22+O→NO+N+O→NO+N N+ON+O22→NO+O→NO+O N+OH→NO+HN+OH→NO+H相关因素相关因素高温环境高温环境燃料与空气的充分混合燃料与空气的充分混合无烟煤燃烧中，热力型无烟煤燃烧中，热力型 NOxNOx 可到一半以上可到一半以上

GeneralGeneralNONOX X 形成机理形成机理

88

B. B. 燃料型燃料型 NONOXX 燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中氧化生成的氮氧化物

相关因素相关因素与燃料和空气的混合程度密切相关与燃料和空气的混合程度密切相关与燃烧区域的温度关系不大与燃烧区域的温度关系不大烟煤燃烧中，约烟煤燃烧中，约 8080 ％的％的 NOxNOx 为燃料型为燃料型


99

C. C. 快速型快速型 NONOX X

在燃烧的早期生成在燃烧的早期生成形成过程形成过程氮和燃料中的碳氢化合物反应氮和燃料中的碳氢化合物反应 N2N2 ＋＋ CHCH 化合物＝＝》化合物＝＝》 HCNHCN 化合物化合物 HCNHCN 化合物氧化生成化合物氧化生成 NONO HCNHCN 化合物＋化合物＋ O2O2 ＝＝》＝＝》 NONO

对于燃煤锅炉，快速型对于燃煤锅炉，快速型 NOxNOx 所占份额一般低于所占份额一般低于 55 ％。％。


1010

•燃烧中燃烧中 NOxNOx 生成的控制生成的控制

•烟气中烟气中 NOxNOx 的脱除的脱除

NONOX X 的控制技术的控制技术

GeneralGeneral

1111

•控制原理控制原理降低燃烧温度降低燃烧温度控制燃料和空气的混合速度与时机控制燃料和空气的混合速度与时机

•主要控制手段主要控制手段燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化燃烧器设计参数（风速、风温、旋流强度等）优化煤粉浓缩技术煤粉浓缩技术OFAOFA 分级送风技术分级送风技术

•注意事项注意事项锅炉的燃烧效率锅炉的燃烧效率煤粉的着火和稳燃煤粉的着火和稳燃

燃烧中燃烧中 NONOX X 生成的控制生成的控制

GeneralGeneral

1212

•A. A. 选择性非催化还原法选择性非催化还原法 (SNCR)(SNCR)

主要反应主要反应氨氨 4N4NOO + 4NH + 4NH33 + O + O22 →4N →4N22 + 6H + 6H22OO尿素尿素 2N2NOO + (NH + (NH22))22CO + CO + 1/1/2O2O22 → 2N → 2N22 + 2H + 2H22OO + CO + CO

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反应温度反应温度 : : 760 ~ 1090C760 ~ 1090C最佳反应温度：最佳反应温度： 870~1050C870~1050C

脱硝效率脱硝效率对于城市固体垃圾炉转化效率在对于城市固体垃圾炉转化效率在 30~50%30~50% 之间，大型电站之间，大型电站锅炉的转化效率控制在锅炉的转化效率控制在 20~40%20~40% 之间。之间。

烟气中烟气中 NOxNOx 脱除－－ＳＮＣＲ脱除－－ＳＮＣＲ & SCR& SCR

GeneralGeneral

1313

GeneralGeneralNOxNOx 脱除技术－ＳＮＣＲ脱除技术－ＳＮＣＲ

1414

SNCRSNCR 的优点：投资费用低的优点：投资费用低

SNCRSNCR 的缺点：的缺点：　脱硝效率较低　脱硝效率较低　对电站锅炉控制要求高，可靠性差　对电站锅炉控制要求高，可靠性差　氨的逃逸率较大　氨的逃逸率较大

GeneralGeneralNOxNOx 脱除技术－ＳＮＣＲ脱除技术－ＳＮＣＲ

1515

B. B. 选择性催化还原法选择性催化还原法 (SCR)(SCR)主要反应主要反应4N4NOO + 4NH + 4NH33 + O + O22 → 4N → 4N22 + 6H + 6H22OO2N2NOO2 + 4NH2 + 4NH33 + O + O22 → 3N → 3N22 + 6H + 6H22OO

6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O反应温度反应温度

230230 ～～ 450 ℃450 ℃一般应用温度：一般应用温度： 320320 ～～ 400 ℃400 ℃转化效率在转化效率在 70~90%70~90% 之间。之间。

NOxNOx 脱除技术－－脱除技术－－ SCRSCRGeneralGeneral

1616

NOxNOx 脱除技术－ＳＣＲ脱除技术－ＳＣＲ

　　　　　　 a) a) 高尘ＳＣＲ系统－－首选　高尘ＳＣＲ系统－－首选　ｂ）低尘ＳＣＲ系统ｂ）低尘ＳＣＲ系统

GeneralGeneral

SCR SCR 布置图布置图

1818

Typical SCR SystemTypical SCR System

反应器反应器 // 催化剂系统催化剂系统烟气烟气 // 氨的混合系统氨的混合系统氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统烟道系统烟道系统ＳＣＲ的控制系统ＳＣＲ的控制系统

二二 . SCR. SCR 系统组成系统组成

1919

Typical SCR SystemTypical SCR SystemＳＣＲ的系统构成ＳＣＲ的系统构成

无水氨储罐

氨蒸发器

烟气出口

稀释空气

氨喷射栅格

SCR反应器

空预器

锅炉

烟气

省煤器

NOX 信号

锅炉负荷信号

FIC

氨的流量分配

2020

Typical SCR SystemTypical SCR System三三 .SCR.SCR 系统主要设备系统主要设备

反应器反应器 // 催化剂系统催化剂系统主要设备：反应器主要设备：反应器催化剂催化剂吹灰器吹灰器

2121


烟气烟气 // 氨的混合系统氨的混合系统主要设备：稀释风机主要设备：稀释风机静态混合器、静态混合器、氨喷射格栅（氨喷射格栅（ AIGAIG ））空气空气 // 氨混合器氨混合器

2222氨的喷射栅格和静态混合器氨的喷射栅格和静态混合器

NHNH33 喷射栅格ＡＩＧ喷射栅格ＡＩＧ

静态混合器静态混合器

Photo courtesy of Siemens’ Flow Model Tests brochure, 1998.


2323

　　氨的流氨的流量分配阀门站量分配阀门站

ＭＶＳＭＶＳ

Typical SCR SystemTypical SCR System烟气烟气 // 氨的混合氨的混合

2424


氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统卸料压缩机卸料压缩机氨蒸发器（电氨蒸发器（电 //蒸汽）蒸汽）氨罐氨罐缓冲罐缓冲罐稀释槽稀释槽

2525

Typical SCR SystemTypical SCR System氨的储备与供应系统氨的储备与供应系统

氨的原料氨的原料优点优点缺点缺点

无水氨无水氨

反应剂纯度最高反应剂纯度最高原料成本最低原料成本最低设备成本最低设备成本最低

高危险性的原料高危险性的原料运输和存储问题运输和存储问题

氨水氨水 (19% or 29%)(19% or 29%)

容易运输容易运输浓度低于浓度低于 20%20% 时不时不划分为高危险性的原划分为高危险性的原料料

比无水氨危险性比无水氨危险性

需要更大的运输设备需要更大的运输设备以及更频繁的运输以及更频繁的运输

需要更大的储存罐需要更大的储存罐蒸发成本蒸发成本

尿素尿素

安全的原料安全的原料 (( 化肥化肥 )) 干态或湿态干态或湿态容易运输容易运输

工艺复杂工艺复杂成本昂贵成本昂贵存储的问题存储的问题

　　　　反应剂原料反应剂原料

2626氨的存储系统氨的存储系统


2727

氨的蒸发器氨的蒸发器


2828


烟道系统烟道系统挡板（有旁路）挡板（有旁路）膨胀节膨胀节导流板导流板烟道烟道

2929

Economizer

Air Heater

ExistingStructural Steel

From AmmoniaStorage System

EconomizerBypass

Damper

Damper SCRBypass

AmmoniaInjection System

Seal AirPiping

SCRReactor

CatalystLayer

Sootblower

FutureSootblower

FutureCatalyst

To Precipitator

New Structural Steel

Damper

Typical SCR SystemTypical SCR System烟道系统烟道系统

要点要点

省煤器旁省煤器旁路路

反应器旁反应器旁路路

3030

Typical SCR SystemTypical SCR System烟道系统烟道系统

3131


ＳＣＲ的控制系统ＳＣＲ的控制系统 DCSDCS 、、 PLCPLC仪表、盘柜等仪表、盘柜等

3232

Typical SCR SystemTypical SCR SystemSCRSCR 的控制系统的控制系统

一一 . . 控制系统方案控制系统方案控制系统纳入机组ＤＣＳ控制系统纳入机组ＤＣＳ独立的控制系统独立的控制系统二二 . . 主要受控系统主要受控系统吹灰系统吹灰系统氨的卸载、储存和供应系统氨的卸载、储存和供应系统烟气挡板调节系统烟气挡板调节系统脱硝主体控制系统脱硝主体控制系统

3333

脱硝的主要反应脱硝的主要反应4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O

Typical SCR SystemTypical SCR System四四 .. 催化剂催化剂

催化剂型式催化剂型式

波纹板式

蜂窝式

板式


催化剂主要的供应商催化剂主要的供应商


板式板式 ArgillonArgillon Babcock Hitachi (BHK)Babcock Hitachi (BHK) 波纹板式波纹板式 Haldor TopsoeHaldor Topsoe Hitachi Zosen (HitzHitachi Zosen (Hitz))

蜂窝式蜂窝式 CormetechCormetech ArgillonArgillon CeramCeram CCICCCIC 东方凯瑞特东方凯瑞特

3636

Typical SCR SystemTypical SCR System板式和蜂窝式催化剂的比较板式和蜂窝式催化剂的比较

形式形式优点优点缺点缺点蜂窝式蜂窝式比表面积大比表面积大

抗热冲积能力强抗热冲积能力强

抗灰阻塞能力一般抗灰阻塞能力一般

板式板式抗阻塞性好抗阻塞性好

烟气阻力小烟气阻力小

结构强度高结构强度高

多层结构，表层活多层结构，表层活性材料易脱落性材料易脱落

3737

催化剂选型主要因素催化剂选型主要因素

烟气中飞灰的含量烟气中飞灰的含量

烟气中飞灰颗粒尺寸烟气中飞灰颗粒尺寸

反应器布置空间反应器布置空间

ＳＣＲ烟气阻力要求ＳＣＲ烟气阻力要求


3838

SCR SCR 催化剂设计中要考虑其它因素催化剂设计中要考虑其它因素

催化剂的寿命催化剂的寿命 SOSO22 到到 SOSO33 的转化率的转化率使用使用 NHNH33 的烟气最低温度的烟气最低温度高温下催化剂的烧结高温下催化剂的烧结 AsAs的毒化的毒化碱土金属（ＣａＯ）碱土金属（ＣａＯ）碱金属（碱金属（ NaNa ，， KK）的毒化）的毒化卤素（Ｃｌ）的毒化卤素（Ｃｌ）的毒化飞灰磨损飞灰磨损


3939

SCR SCR 催化剂安装催化剂安装Typical SCR SystemTypical SCR System

4040

Typical SCR SystemTypical SCR SystemSCR SCR 催化剂安装催化剂安装

4141

Typical SCR SystemTypical SCR SystemSCR SCR 催化剂安装催化剂安装

4242


SCR SCR 催化剂安装催化剂安装

4343


SCR SCR 催化剂的吹灰催化剂的吹灰

4444


SCR SCR 催化剂的吹灰催化剂的吹灰

4545

五五 . SCR. SCR 装置的影响装置的影响

空预器空预器

4646

对空预器的影响对空预器的影响

烟气中部分烟气中部分 SO2SO2 转化成转化成 SO3SO3 由于由于 SO3SO3 的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加的增加，由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加 NH3+SO3+H2ONH3+SO3+H2ONH4HSO4/(NH4)2SO4NH4HSO4/(NH4)2SO4 　　 NH4HSO4 NH4HSO4 沉积温度沉积温度 150~200℃150~200℃ ，粘度较大，加剧对，粘度较大，加剧对

空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀空气预热器换热元件的堵塞和腐蚀空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加空气预热器热端压差增加，空气预热器漏风略有增加

4747

采取的措施采取的措施

采用多介质吹灰器采用多介质吹灰器空气预热器由高中低温段改为高低温两段，取消中温空气预热器由高中低温段改为高低温两段，取消中温

段，避免空预器在段，避免空预器在 NH4HSO4NH4HSO4沉积温度区域分段。　沉积温度区域分段。　换热元件选用合适的板型换热元件选用合适的板型在空预器冷段采用镀搪瓷元件在空预器冷段采用镀搪瓷元件严格控制漏氨率严格控制漏氨率采用较低的采用较低的 SO2SO2 到到 SO3SO3 的转化率的转化率

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结束语结束语

谢谢！谢谢！

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