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  • 产品名称: 脱硝治理工程简介
  • 产品编号: c0060
  • 重量: 0.00克
  • 计量单位:
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1.意义

NOx危害:

Ø对人体健康影响:NO2 吸入对心、肝、肾都有影响,对神经系统有麻醉作用。

Ø对环境的影响:NOx在大气中,发生复杂的光化学反应,形成光化学烟雾污染;同时氮氧化物也破坏臭氧层;造成温室效应;氮氧化物在大气中最终被氧化成硝酸和硝酸盐颗粒,造成酸雨。酸性物质对酸雨的贡献为:硫酸60-70%,硝酸30%。

NOX的产生:

A.可通过各种自然过程如闪电过程、土壤中生物及非生物过程产生。

B.人为生产过程产生高温条件下的化石燃料燃烧,如火电厂、冶炼厂、水泥厂和汽车尾气。燃烧源NOx的排放形式主要为NO (大约95%)。

NOX排放现状

中国电力氮氧化物排放状况

•    2000年     358.02万吨        2002年     520.00万吨

•    2003年     597.30万吨        2007年     840.00万吨

•    2010年     1050.00万吨       2015年     1200.00万吨

中国典型燃煤机组的NOx排放情况

•    600MW及以上机组                   380-450mg/Nm3

•    200MW及200MW                      650-1300mg/Nm3

•    100MW及以下小型机组               700-1800mg/Nm3

2.脱硝技术及其特点

2.1燃烧控制技术

A.空气分级燃烧技术

B.燃料分级燃烧技术

C.烟气再循环

D.低NOx燃烧器

D.1低NOX燃烧技术脱氮效率为30~60%。国内应用较早的是分级燃烧技术和低NOX燃烧器(LNB)。

D.2采用空气分级和燃料分级相结合的低NOX的燃烧技术,需对燃料粉煤的制粉系统、炉膛的送风系统和燃烧器改进,NOX的削减率为30~45%。其特点是投资低,效果明显、设计难、优化摸索和改造时间较长。

D.3采用LNB技术,只需换燃烧器,燃烧系统和炉膛结构不需作大的更改, NOX的削减率约30%,费用省。

D.4国内新建的300MW及以上火电机组已普遍采用分级燃烧技术,对现有的100~300MW机组用LNB技术改造。

2.2燃烧控制技术(烟气脱硝技术)

A.选择性催化还原技术(SCR)

B.选择性非催化还原技术(SNCR)

C.SNCR/SCR混合技术

3.SCR/SNCR脱硝技术及其特点

SCR和SNCR脱硝技术已经非常成功地应用在工业装置,SNCR和SCR

   都是将还原剂注入烟道气中,与NOX进行选择性反应, NOX被还原成氮

   气和水。还原剂通常采用氨(NH3)或尿素。化学反应式:

 
   

    

4.1选择性非催化还原脱硝技术(SNCR)

u    区分条件:   

Ø     SNCR不需催化剂,

Ø     反应温度:750℃~1000℃(最佳900℃~950℃),

Ø     加入过量的氨(NH3/ NOX =1.5),

Ø     反应停留时间约:0.25S,

Ø      NOX与NH3选择性反应在锅炉的炉膛中进行。

u     基本原理:      

       基本原理是反应(1)在没有催化剂的情况下可以在800℃~1100℃这一狭窄的温度范围内进行,而且基本上不与O2作用。SNCR法的还原剂除了NH3以外还可以采用尿素或其它氨基,其反应机理相当复杂。当用尿素作还原剂时其反应方程式可简单表示如反应(2):

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

H2NCONH2+2NO+1/2O2=2N2+CO2+H2O  

 

    

 

基本特点:      

Ø   SNCR该法具有工艺简单、价格低廉的特点,

Ø   由于还原介质与烟气的混合控制困难,氨逃逸量大,

Ø   实际应用脱硝效率较SCR低,约25~40%。

Ø   相同的脱NOX效率30%时,SNCR装置投资费用为SCR的1/3~1/4

SNCR工艺喷氨示意图

    

 

SNCR技术关键

Ø  将还原剂(氨水或无水氨)喷入炉膛内正确的位置,且随着锅炉负荷变化调整喷射位置。

Ø  要求SNCR技术在设计阶段对每台对象机组实施计算机模拟分析,从而设计出随温度场变化的运行控制系统。

Ø  NH3/NOx的比例选择。

4.2选择性催化还原脱硝技术(SCR

u    区分条件:

Ø  在催化剂钒-钛(V2O5/TiO2) 或钒-钛-钨(V2O5/TiO2/WO的帮助下,NOX的选择性反应可在较低的温(250℃~450℃)下进行,加入氨(NH3/NOX=0.8),最佳反应温度375℃~400℃

Ø  催化剂的外观多制成蜂窝型或板式。该法工艺的可控性较好,实际应用脱硝效率可超过85%,但是脱硝的成本约是SNCR工艺的3倍左右。

Ø  催化剂上的活性中心迅速地吸附氨和气相一氧化氮,烟气的较高温度促进了氨的活性游离基的产生并为反应提供了活化能 。

氨储存及供应系统

 

还原剂制备方式选择

 

考虑到系统运行的经济性,若无特殊的安全要求,目前应用中较多地采用纯氨法制氨。

SCR脱硝反应器

SCR反应器一般是一个矩形的容器,包括放置在支撑架上的两层或多层催化剂。

反应器通常为备用催化剂层留有空间,以备将来达到更加严格的NOx脱除目标和更换催化剂之用。

由于SCR通常在高粉尘的环境中运行,为防止粉尘沉积影响系统正常运行,催化剂安有蒸汽吹灰器或声波吹灰器等吹灰设备,视情况进行适当频率的吹扫。

 

   SCR的化学反应原理

  (主反应)


                                                 (副反应)

改进催化剂的配方的方向是降低不期望发生的副反应进行,即二氧化硫(SO2)转化为(SO3),会使烟气增加催化剂中毒,生成的硫酸铵将导致空预器和SCR催化剂的堵塞。 

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