Ⅰ 火電廠脫硫脫硝的介紹
煙氣脫硝由於爐內低氮燃燒技術的局限性,使得NOx 的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步降低NOx
的排放,必須對燃燒後的煙氣進行脫硝處理。目前通行的煙氣脫硝工藝大致可分為干法、半干法和濕法3 類。其中干法包括選擇性非催化還原法( SNCR)
、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。在眾多脫硝方法當中,SCR
脫硝工藝以其脫硝裝置結構簡單、無副產品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低等諸多優點,在日本和歐美得到了廣泛的商業應用。
SCR脫硝SCR 裝置主要由脫硝反應劑制備系統和反應器本體組成。通過向反應器內噴入脫硝反應劑N H3 ,將NOx
還原為氮氣。由於此還原反應對溫度較為敏感,故需加入催化劑,以滿足反應的溫度要求,增強反應活性。採用高含塵工藝時,SCR 反應器布置在省煤器和空氣預熱器(空預器)
之間。其優點是煙氣溫度高,滿足了催化劑活性要求;缺點是煙氣中的飛灰含量高,對催化劑的防磨損和防堵塞的性能要求較高。對於低含塵工藝,SCR 布置在煙氣脫硫系統(
FGD) 之後、煙囪之前。此時雖然煙氣中的飛灰含量大幅減少,但為了滿足催化劑活性對反應溫度的要求,需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器( GGH)
,系統復雜,投資增加,故一般選擇高含塵工藝。
Ⅱ 很多電廠選擇使用SCR法脫硝,這種方法的原理是什麼
SCR脫硝技術
SCR(Selective Catalytic Rection)即為選擇性催化還原技術,近幾年來發展較快,在西歐和日本得到了廣泛的應用,目前氨催化還原法是應用得最多的技術。它沒有副產物,不形成二次污染,裝置結構簡單,並且脫除效率高(可達90%以上),運行可靠,便於維護等優點。
選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下,NH3優先和NOx發生還原脫除反應,生成氮氣和水,而不和煙氣中的氧進行氧化反應,其主要反應式為:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)
2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O(2)
在沒有催化劑的情況下,上述化學反應只是在很窄的溫度范圍內(980℃左右)進行,採用催化劑時其反應溫度可控制在300-400℃下進行,相當於鍋爐省煤器與空氣預熱器之間的煙氣溫度,上述反應為放熱反應,由於NOx在煙氣中的濃度較低, 故反應引起催化劑溫度的升高可以忽略。
下圖是SCR法煙氣脫硝工藝流程示意圖
SCR脫硝系統
SCR脫硝系統主要由SCR催化反應器、氨氣注入系統、煙氣旁路系統、氨的儲存和制備系統等組成。SCR催化反應器的布置方式,目前國內外一般採用高塵布置方式,即布置在省煤器和空預器之間的高溫煙道內。在該位置,煙氣溫度能夠達到反應的最佳溫度。因此本期工程脫硝裝置擬採用高塵布置方式。煙氣在鍋爐省煤器出口處被平均分為兩路,每路煙氣並行進入一個垂直布置的SCR反應器里,即每台鍋爐配有二個反應器,煙氣經過均流器後進入催化劑層。在煙氣進入催化劑層前設有氨氣注入系統,煙氣與氨氣充分混合後進行催化劑反應,脫去NOX。反應後的煙氣進入空預器、電除塵器、引風機和脫硫裝置後,排入煙囪。SCR反應器布置在空預器上方。
SCR脫硝系統組成
· 反應器/催化劑系統
· 煙氣/氨的混合系統
· 氨的儲備與供應系統
· 煙道系統
· SCR的控制系統
SCR脫硝設備
反應器/催化劑系統
主要設備:反應器,催化劑,吹灰器
煙氣/氨的混合系統
主要設備:稀釋風機,靜態混合器,氨噴射格柵(AIG),空氣/氨混合器
氨的儲備與供應系統
主要設備:卸料壓縮機,氨蒸發器(電/蒸汽),氨罐,緩沖罐,稀釋槽
煙道系統
主要設備:擋板(有旁路),膨脹節,導流板,煙道
SCR的控制系統
主要設備:DCS、PLC、儀表、盤櫃等。
Ⅲ SCR脫硝技術
世界上流行的SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法SCR2種。此2種方法都是利用氨對回NOx的還原功能 ,在催化劑的作用答下將 NOx (主要是一氧化氮)還原為對大氣沒有多少影響的氮氣和水 ,還原劑為氨氣。
一類是從源頭上治理,控制煅燒中生成NOx,其技術措施:
1、採用低氮燃燒器。
2、分解爐和管道內的分段燃燒,控制燃燒溫度。
3、改變配料方案,採用礦化劑,降低熟料燒成溫度。
(3)scr脫硝裝置系統中整流格柵的優化設計擴展閱讀:
氮氧化物危害:
氮氧化物可刺激肺部,使人較難抵抗感冒之類的呼吸系統疾病,呼吸系統有問題的人士如哮喘病患者,會較易受二氧化氮影響。對兒童來說,氮氧化物可能會造成肺部發育受損。研究指出長期吸入氮氧化物可能會導致肺部構造改變,但仍未可確定導致這種後果的氮氧化物含量及吸入氣體時間。
SCR脫硝技術特點:
該法脫硝效率高,價格相對低廉,廣泛應用在國內外工程中,成為電站煙氣脫硝的主流技術。國內外SCR系統大多採用高溫,反應溫度區間為315℃~400℃。
Ⅳ 脫硫脫硝的工藝有哪些
煙氣脫硫脫硝技術有PAFP、ACFP、軟錳礦法、電子束氨法、脈沖電暈法、石膏濕法、催化氧化法、微生物降解法等技術。
1.濕法煙氣脫硫技術:
優點:濕法煙氣脫硫技術為氣液反應,反應速度快,脫硫效率高,一般均高於90%,技術成熟,適用面廣。濕法脫硫技術比較成熟,生產運行安全可靠,在眾多的脫硫技術中,始終占據主導地位。
分類:常用的濕法煙氣脫硫技術有石灰石-石膏法、間接的石灰石-石膏法、檸檬吸收法等。
2.干法煙氣脫硫技術:
優點:干法煙氣脫硫技術為氣同反應,相對於濕法脫硫系統來說,設備簡單,佔地面積小、投資和運行費用較低、操作方便、能耗低、生成物便於處置、無污水處理系統等。
缺點:但反應速度慢,脫硫率低,先進的可達60-80%。但目前此種方法脫硫效率較低,吸收劑利用率低,磨損、結垢現象比較嚴重,在設備維護方面難度較大,設備運行的穩定性、可靠性不高,且壽命較短,限制了此種方法的應用。
分類:常用的干法煙氣脫硫技術有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電乾式吸收劑噴射法、金屬氧化物脫硫法等。
典型的干法脫硫系統是將脫硫劑(如石灰石、白雲石或消石灰)直接噴入爐內。以石灰石為例,在高溫下煅燒時,脫硫劑煅燒後形成多孔的氧化鈣顆粒,它和煙氣中的SO2反應生成硫酸鈣,達到脫硫的目的。
(4)scr脫硝裝置系統中整流格柵的優化設計擴展閱讀:
煙氣脫硫脫硝技術是應用於多氮氧化物、硫氧化物生成化工工業的一項鍋爐煙氣凈化技術。氮氧化物、硫氧化物是空氣污染的主要來源之一。故應用此項技術對環境空氣凈化益處頗多。
脫硫脫硝採用氧化吸收塔和鹼式吸收塔兩段工藝。氧化吸收塔是採用氧化劑HCIO3來氧化NO和SO2及有毒金屬,鹼式吸收塔則作為後續工藝採用Na2S及NaOH作為吸收劑,吸收殘余的鹼性氣體。該工藝去除率達95%以上。
氯酸是一種強酸,比硫酸酸性強,濃度為35%的氯酸溶液99%可發生解離。氯酸是一種強氧化劑,氧化電位受液相pH控制。在酸性介質條件下,氯酸的氧化性比高氯酸(HCIO4)還要強。
根據水泥窯氮氧化物的形成機理,水泥窯降氮減排的技術措施有兩大類:
一類是從源頭上治理。控制煅燒中生成NOx。其技術措施:採用低氮燃燒器;分解爐和管道內的分段燃燒,控制燃燒溫度;改變配料方案,採用礦化劑,降低熟料燒成溫度。
另一類是從末端治理。控制煙氣中排放的NOx,其技術措施:
「分級燃燒+SNCR」,國內已有試點;選擇性非催化還原法(SNCR),國內已有試點;③選擇性催化還原法(SCR),歐洲只有三條線實驗;SNCR/SCR聯合脫硝技術,國內水泥脫硝還沒有成功經驗;生物脫硝技術。
總之,國內開展水泥脫硝,尚屬探索示範階段,還未進行科學總結。各種設計工藝技術路線和裝備設施是否科學合理、運行可靠的脫硝效率、運行成本、水泥能耗、二次污染物排放有多少等都將經受實踐的檢驗。
Ⅳ 什麼是選擇性催化還原法脫硝
選擇性地對氮氧化物進行催化還原反應實現脫硝目的的相關技術
選擇性催化還原法(Selective Catalytic Rection,SCR)是指在催化劑的作用下,利用還原劑(如NH3、液氨、尿素)來「有選擇性」地與煙氣中的NOx反應並生成無毒無污染的N2和H2O。首先由美國的Engelhard公司發現並於1957年申請專利,後來日本在該國環保政策的驅動下,成功研製出了現今被廣泛使用的V2O5/TiO2催化劑,並分別在1977年和1979年在燃油和燃煤鍋爐上成功投入商業運用。SCR技術對鍋爐煙氣NOx控制效果十分顯著、技術較為成熟,目前已成為世界上應用最多、最有成效的一種煙氣脫硝技術。合理的布置及溫度范圍下,可達到80~90%的脫除率。在我國,利用SCR進行煙氣脫硝的工作才剛剛起步。
特點:
在選擇性催化還原系統中,一般由氨的儲存系統、氨和空氣的混和系統、氨噴入系統、反應器系統及監測控制系統等組成,對火電廠來說,SCR反應器一般安裝在鍋爐省煤器與空預器之間,此處為高粉塵高溫布置,此區間的煙溫利於SCR脫硝還原反應,氨則噴射於省煤器與SCR反應器之間煙道內的適當位置,使其與煙氣混合後通過催化劑在反應器內與NOx反應。催化劑安放在一個像固體反應器的箱體內。催化劑單元通常垂直布置,煙氣由上向下流動。
SCR技術具有以下特點。
①NOx脫除效率高
據有關文獻記載及工程實例監測數據,SCR法一般的NOx脫除效率可維持在70%-90%,一般的NOx出口濃度可降低至100mg/m左右,是一種高效的煙氣脫硝技術。
②二次污染小
SCR法的基本原理是用還原劑將NOx還原為無毒無污染的N2和H2O,整個工藝產生的二次污染物質很少。
③技術較成熟,應用廣泛
SCR煙氣脫硝技術已在發達國家得到較多應用。如德國,火力發電廠的煙氣脫硝裝置中SCR法大約佔95%。在我國已建成或擬建的煙氣脫硝工程中採用的也多是SCR法。
④投資費用高,運行成本高
以我國第一家採用SCR脫硝系統的火電廠—福建漳州後石電廠為例,該電廠600MW機組採用日立公司的SCR煙氣脫硝技術,總投資約為1.5億人民幣。除了一次性投資外,SCR工藝的運行成本也很高,其主要表現在催化劑的更換費用高、還原劑(液氨、氨水、尿素等)消耗費用高等。
Ⅵ 電廠脫硝系統
目前電廠脫硝方法主要有選擇性催化還原法(SCR)和非選擇性催化還原法(SNCR)以及在二者基礎上發展起來的SNCR/SCR聯合煙氣脫硝技術。這三種煙氣脫硝技術均有各自的優缺點。
SNCR技術的原理是在鍋爐內適當溫度(一般為900~1100℃)的煙氣中噴入尿素或氨等還原劑,將NOX(氮氧化物)還原為無害的N2(氮氣)、H2O(水)。根據國外的工程經驗,該技術的脫硝效率約為25%-50%,在大型鍋爐上運行業績較少。
SCR技術是將SCR反應器布置在火電機組鍋爐省煤器和空氣預熱器之間,煙氣垂直進入SCR反應器,經過各層催化劑模塊將NOX還原為無害的N2、H2O。上述反應溫度可以在300℃-400℃之間進行,脫硝效率約為70%-90%,在大型鍋爐上具有相當成熟的運行業績。
SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術是集合了SCR與SNCR技術的優勢而發展起來的,該技術降低了SCR系統的裝置成本,但技術工藝系統相對比較復雜。該技術更適合含灰量高、脫硝效率要求較高的情況。
Ⅶ 常見的脫硫脫硝工藝有哪些
脫硫工藝
DLWS脫硫
工藝以石灰石漿作為洗滌吸收劑,整個脫硫過程分為兩個階段進行,即上迴路與下迴路。兩個階段合成在一個吸收塔內。石灰石漿可單獨引入上下迴路,煙氣沿切線方向進入吸收塔下迴路,被冷卻到煙氣飽和溫度,同時部分SO2被石灰石吸收生成石膏(CaSO4·2H2O)。冷卻的煙氣進入吸收塔上迴路的噴霧區,經充分洗滌,達到SO2的最大吸收率,SO2轉化為亞硫酸鈣,經空氣氧化後最終吸收產物為硫酸鈣晶體(石膏)漿液,含固量為15%。經脫水後,可根據應用要求形成商用石膏或拋棄型石膏。
DLWS工藝的特點是上下迴路的PH值分別控制,上迴路PH值(5.8-6.5)較高使SO2的去除率達到最大,下迴路的PH值(4-5)較低,使石灰石易於溶解,吸收劑利用率提高,成本降低。系統脫硫效率可達95%。
SDA脫硫
SDA脫硫工藝以Ca(OH)2漿液作脫硫吸收劑,通過離心轉盤式霧化器或氣流式霧化噴嘴使吸收劑在噴霧乾燥吸收器內霧化。熱煙氣進入吸收器與霧化劑吸收接觸後,同時發生三種傳熱傳質過程;
① 酸性氣體從氣相進入液滴的傳質過程;
② 被吸收酸性氣體與溶解的Ca(OH)2發生化學反應;
③ 液滴內水分的蒸發。
吸收乾燥後的產物(主要是CaSO3.1/2H2O)與飛灰一起收集在吸收器的底部或集塵器中。SDA工藝在理想的工況條件下,脫硫效率可達80%-90%。其特點是副產物為固態,沒有廢水產生。但吸收劑Ca(OH)2價格較高,運行成本不低。
LIFAC脫硫
LIFAC干法煙氣脫硫工藝採用石灰石粉作為SO2吸收劑。其脫硫過程分為兩個階段:
第一階段是爐內脫硫,石灰石粉由氣力噴入爐膛內850-1150℃區域,石灰石粉分解成CaO和CO2,部分CaO和煙氣中的部分SO2反應生產CaSO4;
第二階段活化器內脫硫,熱煙氣進入活化器霧化增濕,使煙氣中未反應的CaO水合生成Ca(OH)2。同時,部分CaSO3氧化為CaSO4。脫硫灰中未完全反應的CaO,可通過部分脫硫灰返回活化器再循環加以利用,以提高吸收劑的利用率。LIFAC的脫硫效率為60%-85%。
LIFAC工藝的特點是綜合了爐內脫硫和噴霧乾燥脫硫的優點,工藝較為簡單,維護方便。但石灰石需加工成40μm以下的粉體,運行費用較高。
脫硝工藝
煙氣脫硝
由於爐內低氮燃燒技術的局限性,使得NOx 的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步降低NOx 的
排放,必須對燃燒後的煙氣進行脫硝處理。目前通行的煙氣脫硝工藝大致可分為干法、半干法和濕法3 類。其中干法包括選擇性非催化還原法( SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。
在眾多脫硝方法當中,SCR 脫硝工藝以其脫硝裝置結構簡單、無副產品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低等諸多優點。
SCR脫硝
SCR 裝置主要由脫硝反應劑制備系統和反應器本體組成。通過向反應器內噴入脫硝反應劑N H3 ,將NOx 還原為氮氣。由於此還原反應對溫度較為敏感,故需加入催化劑,以滿足反應的溫度要求,增強反應活性。
採用高含塵工藝時,SCR 反應器布置在省煤器和空氣預熱器(空預器) 之間。其優點是煙氣溫度高,滿足了催化劑活性要求;缺點是煙氣中的飛灰含量高,對催化劑的防磨損和防堵塞的性能要求較高。對於低含塵工藝,SCR 布置在煙氣脫硫系統( FGD) 之後、煙囪之前。此時雖然煙氣中的飛灰含量大幅減少,但為了滿足催化劑活性對反應溫度的要求,需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器( GGH) ,系統復雜,投資增加,故一般選擇高含塵工藝。
Ⅷ 為什麼脫硝裝置出口溫度比入口溫度高
恩,我開始可能理解錯了。
1、脫硝的入口實際上就是省煤器出口煙氣溫度,管道內尺寸較大,像60萬機組容寬大約9米高大約5米,在這么大的截面上,溫度流場比較紊亂,測點需要多點布局。1個 2個測點測量出來的溫度偏差較大。脫硝出口管道尺寸一般和出口一致,也是如此,所以兩邊的測點布置位置問題,會造成你描述的現象。特徵是這個溫度一直是如此差異。
2、SCR如果不用催化劑,理想反應溫度在800℃,而用了催化劑以後反應溫度在300℃-450℃之間,本身脫銷系統反應就需要較高溫度,而在鍋爐負荷降低時候,會見到脫銷出口溫度高於入口溫度。特徵是這個溫度逆差是短時間的。
Ⅸ 鍋爐脫硝效率下降的原因
1.1鍋爐熱量損失增大
安裝SCR脫硝系統後,鍋爐的熱量損失主要是煙氣通過脫硝系統後煙溫會降低6℃左右,對鍋爐效率將會產生一定的影響。
1.2空預器換熱元件堵塞,使排煙溫度升高
氨氣和三氧化硫反應生成硫酸氫氨,硫酸氫氨在溫度180~200℃的環境中呈「鼻涕」狀的粘性物,因此在空預器高溫段和低溫段處煙氣中的灰塵在該處容易和硫酸氫氨一塊,極易粘附於空預器換熱面上,使空預器換熱元件臟污,空預器的換熱效果變差,導致排煙溫度升高,鍋爐效率降低。
1.3空預器漏風率增大
煙氣通過SCR脫硝系統以後的壓降將增加500Pa左右,為了使爐膛內部壓力平衡,吸風機的出力將有所增加,從而導致空預器內部煙氣壓力降低,使空預器風/煙壓差增大,導致空預器漏風率增加,鍋爐效率降低。
1.4對煙道阻力的影響
SCR脫硝裝置使煙氣阻力增加500Pa左右,而且對蜂窩式催化劑容易積灰堵塞,且隨著運行時間的增長,催化劑堵塞程度也越嚴重,將導致吸風機的電耗增加。現在設計的SCR脫硝系統均不設計旁路系統,如果催化劑堵塞嚴重,將直接影響鍋爐的安全、穩定運行。
對空預器的影響,相比較來說SCR脫硝裝置對空預器的影響更為突出,主要原因是硫酸氫氨的腐蝕性和黏結性。硫酸氫氨與灰塵一起粘附在空預器的換熱元件上,不僅降低換熱效果,還將會在空預器的低溫段產生低溫腐蝕,同時造成空預器的積灰。
SCR脫硝裝置氨逃逸率一般設計為≯3ppm,逃逸率超過設計值時將會造成大量的硫酸氫氨生成,致使空預器嚴重堵塞,這將造成吸風機電耗增加、一次風機母管壓力波動大等情況。另外,燃用高硫煤時,煙氣中SO3含量較高,只要煙氣中有0.005%的SO3,煙氣的露點即可提高到150℃以上。同時氨氣和NOx反應產物為氮氣和水,因此空預器的低溫段就可能有硫酸溶液凝結在換熱元件上,造成空預器的低溫腐蝕。
減少SCR脫硝催化劑積灰情況,煙氣中灰塵的含量與煤種的灰灰、燃燒調整有很大關系,但影響脫硝催化劑積灰的因素還與省煤器輸灰系統運行情況、脫硝裝置所安裝的吹灰器有關。省煤器輸灰系統不能正常工作,將會使大量的灰塵帶入脫硝上層催化劑,即便加強脫硝系統吹灰仍不能避免蜂窩狀催化劑的堵塞。
用於脫硝裝置的吹灰器有聲波和蒸汽吹灰兩種方式。聲波吹灰器在灰量較小時效果較為明顯,並能徹底吹除邊角的積灰,但灰量較大時耙式蒸汽吹灰器能起到很好的作用。當在投入蒸汽吹灰時,一定要充分的疏水,否則會造成灰塵結塊堵塞催化劑或對催化劑造成水蝕,影響催化劑的使用壽命。
脫硝煙道入口導流板應設計為流線機翼型並盡可能偏向於爐前方向,這樣可有效改善煙氣分布流場,阻止較大灰分顆粒被煙氣攜帶到催化劑蜂窩孔中造成催化劑蜂窩孔堵塞。
Ⅹ 火電廠脫硫脫硝的脫硝工藝
由於爐內低氮燃燒技術的局限性,使得NOx 的排放不能達到令人滿意的程度,為了進一步降低NOx 的
排放,必須對燃燒後的煙氣進行脫硝處理。目前通行的煙氣脫硝工藝大致可分為干法、半干法和濕法3 類。其中干法包括選擇性非催化還原法( SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯合脫硫脫硝法;半干法有活性炭聯合脫硫脫硝法;濕法有臭氧氧化吸收法等。
在眾多脫硝方法當中,SCR 脫硝工藝以其脫硝裝置結構簡單、無副產品、運行方便、可靠性高、脫硝效率高、一次投資相對較低等諸多優點,在日本和歐美得到了廣泛的商業應用。 SCR 裝置主要由脫硝反應劑制備系統和反應器本體組成。通過向反應器內噴入脫硝反應劑N H3 ,將NOx 還原為氮氣。由於此還原反應對溫度較為敏感,故需加入催化劑,以滿足反應的溫度要求,增強反應活性。
採用高含塵工藝時,SCR 反應器布置在省煤器和空氣預熱器(空預器) 之間。其優點是煙氣溫度高,滿足了催化劑活性要求;缺點是煙氣中的飛灰含量高,對催化劑的防磨損和防堵塞的性能要求較高。對於低含塵工藝,SCR 布置在煙氣脫硫系統( FGD) 之後、煙囪之前。此時雖然煙氣中的飛灰含量大幅減少,但為了滿足催化劑活性對反應溫度的要求,需要安裝蒸汽加熱器和煙氣換熱器( GGH) ,系統復雜,投資增加,故一般選擇高含塵工藝。