SCR脱硝工艺讲解..(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,脱硝工艺介绍,潍坊科达环境工程有限公司,技术部,1,1.,目前能源利用的现状,国民经济的持续发展，离不开能源的支持。无论过去、现在，还是将来的一段时间内，能源的主角都是煤炭。在一次能源总消费中，煤炭占,76,。煤产量的,80,是直接用于燃烧，其中发电厂用煤量大于总产量的,30,。,2.,燃烧产生的,NOx,问题,煤炭作为能源在国民经济发展中做出了巨大的贡献，但同时在其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题，危及生态平衡与人类的生存。煤燃烧时排放的,NOx,是大气污染的元凶之一，该物质达到一定浓度就会对人体健康构成威胁和危害。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，随着降水和降尘从空气中落到地面。硝酸是酸雨的重要原因之一，它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。严重破坏了生态环境，并且严重危害人体呼吸系统。,一、为什么要装设脱硝装置？,2,一般意义上的,NOx,包括,N,2,O,、,NO,、,NO,2,、,N,2,O,3,、,N,2,O,4,、,N,2,O,5,等，但对大气造成污染的主要是,NO,和,NO,2,，我国氮氧化物的排放量中,70%,来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是,NOx,排放的主要来源之一。,在煤的燃烧过程中,NOx,的生成量和排放量与燃烧方式,特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关,燃烧形成的,NOx,可分为燃料型、,热力型和快速型,3,种。其中快速型,NOx,生成量很少，可以忽略不计。,热力型,NOx,是指当炉膛温度在,1350,以上时,空气中的氮气在高温下被氧化生成,NOx,当温度足够高时,热力型,NOx,可达,20%,。过量空气系数和烟气停留时间对热力型,NOx,的生成有很大影响。,燃料型,NOx,指的是燃料中的有机氮化物在燃烧过程中生成的,NOx,其生成量主要取决于空气燃料的混合比。燃料型,NOx,约占,NOx,总生成量的,75%,90%,。过量空气系数越大,NOx,的生成和转化率也越高。,对常规燃煤锅炉而言，,NOx,主要通过燃料型生成途径而产生。,二、,NOx,是怎样生成的？,3,1.,两个步骤,控制,NOx,排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类，一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的,NOx,生成量，即低,NOx,燃烧技术；二次措施是将已经生成的,NOx,通过技术手段从烟气中脱除，即烟气脱硝技术。,2.,一次措施,（,1,）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；,（,2,）降低燃烧温度，防止产生局部高温区；,（,3,）缩短烟气在高温区的停留时间。,3.,二次措施,目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法,3,类。,三、去除,NOx,的方法？,4,1.,各种方法介绍,干法包括选择性非催化还原法,(SNCR),、选择性催化还原法,(SCR),、电子束联合脱硫脱硝法。半干法有活性炭联合脱硫脱硝法,;,湿法有臭氧氧化吸收法等。,就目前而言，干法脱硝占主流地位。,其原因是：,NOx,与,SO2,相比，缺乏化学活性，难以被水溶液吸收；,NOx,经还原后成为无毒的,N2,和,O2,，脱硝的副产品便于处理；,NH3,对烟气中的,NO,可选择性吸收，是良好的还原剂。湿法与干法相比，主要缺点是装置复杂且庞大；排水要处理，内衬材料腐蚀，副产品处理较难，电耗大（特别是臭氧法）。,2.,此次采用的脱硝方法,我公司此次采用的脱硝方法是,SCR,干法脱硝，因此重点分析,SCR,脱硝的原理及其结构。,四、脱硝技术的分类,5,SCR,既是英文,-Selective Catalytic Reduction,，意思为选择性催化还原法。其核心技术是用氨催化还原促使烟气中,NOx,大幅度净化的方法，以满足日趋严格的,NOx,排放标准。,SCR,的原理是在特定催化剂作用下，用,NH3,、尿素或其他还原剂选择性地将,NOx,还原为,N,2,和,H,2,O,其脱除率高，被认为是最好的烟气脱硝技术，但缺点是投资和操作费用较大。,1975,年在日本,Shimoneski,电厂建立了第一个,SCR,系统的示范工程，脱硝效果显著。迄今为止在欧美国家、中国已得到大范围的推广使用，其,NOx,的脱除率可达到,80-90%,。,五、,SCR,脱硝技术的原理,6,SCR,技术是还原剂（,NH,3,、尿素）在催化剂作用下，选择性的与,NOx,反应生成,N,2,和,H,2,O,，而不是被,O,2,所氧化，故称为“选择性”，这个化学反应对反应温度有一定要求，即在,280,420,范围内。其主要的反应公式如下：,4NH,3,+4NO+O,2,4N,2,+6H,2,O,4NH,3,+2NO,2,+O,2,6N,2,+6H,2,O,脱硝反应后的产物可以从上式中看出，具为,N,2,和水，可以自然排放，不存在像湿法处理的产物要进行专门的处理和存放。,反应原理如下图所示,:,五、,SCR,脱硝技术的原理,7,SCR,脱硝装置主要由氨气供应储存系统、稀释空气系统、烟道系统、氨喷射系统、,SCR,反应器、催化剂、吹灰器等组成。其核心装置是反应器（催化剂即安装于反应器内部），有水平和垂直气流两种不同方式。在燃煤锅炉中，烟气的含尘量很高，一般采用垂直气流方式。,六、,SCR,脱硝技术的结构,8,脱硝处理的工艺流程如下：,液氨由槽车运送到液氨储罐，液氨储槽输出的液氨在蒸发器内蒸发为氨气，并将氨气加热到常温后，送到氨气缓冲罐备用。氨气缓冲罐的氨气经调压阀减压后，通过喷氨格栅的喷嘴喷入烟气中与烟气混合，再经静态混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度且与氨气充分混合的烟气流经,SCR,反应器的催化层时，氨气与,NOx,发生催化氧化还原反应，将,NOx,还原为无害的,N,2,和,H,2,O,。,六、,SCR,脱硝技术的结构,9,六、,SCR,脱硝技术的结构,10,六、,SCR,脱硝技术的结构,NH3,与烟气均匀混合后一起通过一个填充了催化剂,(,如,V2O5-TiO2),的反应器，,NOx,与,NH3,在其中发生还原反应，生成,N2,和,H2O,。反应器中的催化剂分上下多层,(,一般为,2+13+1,层,),有序放置。,11,六、,SCR,脱硝技术的结构,SCR,反应器的内部实物图,12,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,1.SCR,反应器,SCR,反应器截面成矩形，壳体由起到加强作用的型钢和钢板组成，反应器的载荷通过它的两侧承重墙均匀的分布，向下传递，利用反应器底部的弹性支座传递到,SCR,钢构架的支撑梁上。,SCR,反应器外壁一侧在每一层催化剂处均设有检修门，用于将催化剂模块装入催化剂层或更换催化剂模块。每个催化剂层设有人孔，在机组停运时允许进入检查或检测催化剂模块。,烟气水平地进入反应器的顶部并且在转向后垂直向下通过反应器。为使进入的烟气更均匀的分布，作为反应器的一部分，格状整流器安装于进口和反应器本体之间。,13,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,14,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,反应器框架,15,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,为了减少烟气中的含灰量，保证催化剂的活性，在省煤器烟道出口与,SCR,反应器烟道进口之间布置有,6,个灰斗，灰斗上方的烟道采用扩容式设计。,16,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,2.,耙式吹灰器,SCR,反应器每层催化剂上方装有耙式吹灰器，采用过热蒸汽吹灰，吹扫催化剂上的积灰。初装时不安装备用层吹灰器,(,最上层），但备用层在反应器本体上预留有该层吹灰器的安装接口，方便用户增加备用层催化剂时安装吹灰器。,反应器中每层催化剂装备三台耙式吹灰器。,17,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,3.,催化剂,催化剂是,SCR,技术的核心，其形状一般为板式或蜂窝式。,我公司脱硝装置的催化剂采用蜂窝式催化剂，主要成分为,TiO,2,和,V,2,O,3,，,少量的,WO,3,。,催化剂层按,2+1,层设计，即两层催化剂设计层加一层催化剂预留层。反应器第一次运行时只填装两层催化剂，当运行至催化剂的活性降低到低于设计值时再填装预留层。,脱硝反应所需的催化剂按模块化进行设计和供货。在制造厂内将催化剂单体安装在金属框架内，每一个催化剂单体和催化剂模块都具有标识符号。,18,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,3.1,催化剂模块主要技术数据,19,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,3.2,处理催化剂注意事项,20,七、,SCR,脱硝设备部件介绍,3.3,催化剂存放的注意事项,催化剂模块应放在集装箱或木箱中储存，催化剂单体应平放。,催化剂模块的堆放层数不能超过三层，并且地面必须铺垫方木网格，用来支撑催化剂模块。,避免催化剂模块的机械损伤。,催化剂一般存放在干燥处。,3.4,催化剂的安装注意事项,建议从上到下安装，否则最下层催化剂用防水的油布或钢板来保护。催化剂安装完毕后，反应器、烟气通道和催化剂层必须保证清洁，以防催化剂污染和堵塞。,建议在调试实验前安装催化剂模块，安装后尽早初次运行反应器，也就是说，试运行前的时间越短越好。,21,八、氨气的危害,1.,氨是敏感性气体，很低的浓度即可被察觉。通常,510ppm,即可闻到臭气。,2.,即使很少量的氨，一进入眼睛，就会因刺激而流泪。一接触伤口，就会感到剧痛。,3.,即使极稀薄的氨气，持续吸入，也会引起食欲减退，并对胃有损害。,4.,浓度高的氨气，会直接侵害眼，咽喉等部位，引起呼吸困难，支气管炎，肺炎等，严重时会导致死亡。,5.,液氨及高浓度的氨，一旦进入眼睛，不仅感到疼痛，而且会溶入泪水中，侵害眼内部。不仅要长期治疗，还可能使视力减退，甚至失明。,6.,液氨如直接接触皮肤，会引起烫伤，冻伤等症状。,注：,1ppm,即百万分之一,22,本次讲解到此结束，谢谢！,23,