電力火力發(fā)電廠煙氣脫硝技術(shù)及應(yīng)用ppt課件

1、火力發(fā)電廠煙氣脫硝技術(shù)及運(yùn)用2021.2.16 武漢一 火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策二 火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)三 煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略四 煙氣脫硝工程投資及運(yùn)轉(zhuǎn)本錢五 國內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)煙氣脫硝安裝情況簡介火力發(fā)電廠煙氣脫硝技術(shù)及運(yùn)用火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策 目前火力發(fā)電廠氮氧化物排放規(guī)范 2004年1月1日起火電廠建立開場執(zhí)行新版(GB13223-2003)，其中明確要求“第3時段火力發(fā)電鍋爐須預(yù)留煙氣脫除氮氧化物安裝空間?；鹆Πl(fā)電鍋爐及燃?xì)廨啓C(jī)組NOx最高允許排放濃度(mg/Nm3)火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策時 段第1時段第2時

2、段第3時段實(shí)施時間2005年1月1日2005年1月1日2004年1月1日燃煤鍋爐Vdaf10%15001300110010Vdaf20%1100650650Vdaf 20%450燃油鍋爐650400200燃?xì)廨啓C(jī)組燃油150燃?xì)?02. 修訂中的火力發(fā)電廠氮氧化物排放規(guī)范 根據(jù)最新的(GB13223-20 xx修訂報批稿中的規(guī)定： 對現(xiàn)有機(jī)組：自2021年1月1日起執(zhí)行表1中第一階段大氣污染物排放規(guī)范；自2021年1月1日起執(zhí)行表1中第二階段大氣污染物排放規(guī)范。2004年1月1日以后經(jīng)過環(huán)評的燃煤機(jī)組的氮氧化物排放規(guī)范為200mg/mg3。重點(diǎn)地域現(xiàn)有電廠2021年1月1日起執(zhí)行表2中大氣污染

3、物排放規(guī)范； 對新建機(jī)組：自2021年1月1日起執(zhí)行表2中大氣污染物排放規(guī)范，即燃煤機(jī)組的氮氧化物排放規(guī)范全部為200mg/mg3 ；重點(diǎn)地域執(zhí)行表3中大氣污染物排放規(guī)范,即燃煤機(jī)組的氮氧化物排放規(guī)范全部為100mg/mg3 ?；鹆Πl(fā)電廠氮氧化物排放政策火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策火力發(fā)電廠氮氧化物排放政策3. 排污費(fèi)的征收 按國家目前的廢氣排污費(fèi)征收規(guī)范，氮氧化物從2004年7月1日起按每一污染當(dāng)量該污染物的排放量千克/該污染物的污染當(dāng)量值0.95千克0.6元收費(fèi)。對超越國家或者地方規(guī)定排放規(guī)范的污染物，應(yīng)在該種污染物排污費(fèi)收費(fèi)額根底上加1倍征收超規(guī)范排污費(fèi)。 火力發(fā)

4、電廠氮氧化物排放政策1. 煙氣中NOx的構(gòu)成機(jī)理2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)二 火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)1. 煙氣中NOx的構(gòu)成機(jī)理 火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)電廠燃煤鍋爐熄滅時生成的氮氧化物NOx，按生成來源有三種類型：熱力型NOx：空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸蒒Ox。燃料型NOx：燃料中的氮化合物在熄滅過程中熱分解后氧化生成的NOx。速度型NOx：熄滅時空氣中氮?dú)夂腿剂现械奶細(xì)浠衔锓错懮傻腘Ox。 通常熱力型NOx占總NOx的25，燃料型NOx占總NOx的75，速度型NOx所占份額很少。1. 煙氣中NOx的構(gòu)成機(jī)理 火力發(fā)電廠減少氮氧化物

5、排放技術(shù)據(jù)研討闡明，熱力型NOx生成量與熄滅區(qū)反響溫度、氧濃度和停留時間有關(guān)，其中反響溫度對生成量的影響超越氧濃度和停留時間對生成量的影響，當(dāng)熄滅區(qū)溫度超越1300，NOx生成量將與反響溫度呈指數(shù)關(guān)系上升。燃料型NOx生成量隨著燃料中的氧氮比、熄滅溫度和著火階段氧濃度的添加而添加。因此，降低鍋爐排煙中的NOx含量，首先是控制鍋爐熄滅，降低熄滅過程中的熄滅溫度和氧濃度是最有效的方法，但這與鍋爐熄滅強(qiáng)度和熄滅效率的要求相矛盾，因此如何協(xié)調(diào)這對矛盾是降低鍋爐煙氣NOx生成量的關(guān)鍵技術(shù)。 2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減

6、少氮氧化物排放技術(shù)2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)目前低NOx熄滅器的主要型式是濃淡熄滅器，它把煤粉空氣混合物分別成濃煤粉流和淡煤粉流兩股氣流，這樣可在一次風(fēng)總量不變前提下改動煤粉流中的煤粉濃度。濃粉流中的煤粉在欠空氣量過量空氣系數(shù)遠(yuǎn)小于1下熄滅，因氧濃度缺乏，氮得不到氧化，NOx生成量降低。淡粉流中的煤粉在過量空氣下熄滅，使煤粉充分燃盡，但是由于風(fēng)量大，此區(qū)域溫度降低，同時也抑制了NOx的生成。我國目前廣泛運(yùn)用的濃淡熄滅器有： PM型直流式濃淡熄滅器 WR擺動型濃淡熄滅器 立式旋風(fēng)分別型濃淡熄滅器 軸向旋流濃淡熄滅器和徑向旋流濃淡熄滅器等，這些熄滅器配合爐膛

7、低過量空氣熄滅，能使熄滅煙煤生成的NOx量降低到400450mg/m3。 2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)爐膛空氣分級熄滅技術(shù)是將熄滅所需的空氣分級送入熄滅區(qū)。第一級空氣量為總空氣量的7075，由主熄滅器送入爐膛，煤粉在缺氧富燃條件下熄滅，其熄滅區(qū)稱為一次熄滅區(qū)。在此區(qū)域煤粉中的氮分解生成大量中間活性產(chǎn)物HN、HCN、CN、NHi等，它們相互復(fù)合，或?qū)⒁延械腘Ox進(jìn)展復(fù)原分解，從而抑制了NOx的生成。第二級空氣量為總空氣量的1525，在距主熄滅器有一定間隔的上方被送入爐膛，使煤粉進(jìn)入空氣過量區(qū)熄滅，直至全部燃盡為止，此區(qū)域稱為二次熄滅區(qū)，第二級空氣也稱為燃燼風(fēng)

8、。雖然二次熄滅區(qū)空氣量較大，但是二次熄滅區(qū)溫度不高，煤粉中的氮轉(zhuǎn)變成NOx的量也不會太多，使得總的NOx生成量得到控制。2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)在爐膛空氣分級熄滅技術(shù)中，燃燼風(fēng)噴口間隔最高層主熄滅器要有一定間隔，保證復(fù)原性氣氛區(qū)有足夠的高度，使得煤粉在一次熄滅區(qū)熄滅生成的NOx能有充分的停留時間，復(fù)原成N2?？諝夥旨壪缂夹g(shù)在我國運(yùn)用較為廣泛，據(jù)資料顯示，我國300MW及其以上機(jī)組80運(yùn)用了空氣分級熄滅技術(shù)。國外運(yùn)用更為廣泛，其中美國運(yùn)用基于空氣分級熄滅的低NOx熄滅器改造燃煤鍋爐工程到達(dá)380臺，運(yùn)用爐膛空氣分級改造的燃煤鍋爐工程達(dá)120臺，機(jī)組容量

9、分別為130GW和50GW。 2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)在爐膛空氣分級熄滅技術(shù)中，燃燼風(fēng)噴口間隔最高層主熄滅器要有一定間隔，保證復(fù)原性氣氛區(qū)有足夠的高度，使得煤粉在一次熄滅區(qū)熄滅生成的NOx能有充分的停留時間，復(fù)原成N2?？諝夥旨壪缂夹g(shù)在我國運(yùn)用較為廣泛，據(jù)資料顯示，我國300MW及其以上機(jī)組80運(yùn)用了空氣分級熄滅技術(shù)。國外運(yùn)用更為廣泛，其中美國運(yùn)用基于空氣分級熄滅的低NOx熄滅器改造燃煤鍋爐工程到達(dá)380臺，運(yùn)用爐膛空氣分級改造的燃煤鍋爐工程達(dá)120臺，機(jī)組容量分別為130GW和50GW。 2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排

10、放技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)是將兩種燃料或同種燃料置于三個區(qū)域中熄滅。第一熄滅區(qū)是氧化性區(qū)域或稍復(fù)原性區(qū)域，主燃料在此區(qū)域熄滅，并生成NOx。第二熄滅區(qū)是復(fù)原區(qū)域，二次燃料送入后生成碳?xì)浠衔锘鶊F(tuán)，與來自第一熄滅區(qū)煙氣中的NOx進(jìn)展復(fù)原反響，將NOx復(fù)原為N2。第三熄滅區(qū)是燃盡區(qū)，送入燃盡風(fēng)使燃料全部燃盡。2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)二次燃料從主熄滅器上部噴入爐膛，在爐膛中停留時間短，因此要求二次燃料揮發(fā)份高、易著火，同時還要求二次燃料含氮量低，以減少NOx排放量。最理想的二次燃料是天然氣，它極易著

11、火，又不含氮。油和細(xì)煤粉也可以作為二次燃料。2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)燃料分級熄滅技術(shù)首選由德國在80年代末期提出，稱為IFNR技術(shù)in-furnace NOx Reduction。在日本，首先是三菱公司在新建大型電站鍋爐上采用稱為MACT的先進(jìn)熄滅技術(shù)；其次是川崎公司的KVC大容積熄滅技術(shù)等。在德國，除了巴布科克的INFR外，還有斯坦謬?yán)盏腘Ox-RIF技術(shù)。在美國和歐洲，近年都勝利地進(jìn)展了采用燃料分級熄滅降低NOx排放的示范工程。燃料分級熄滅技術(shù)目前在我國尚未運(yùn)用過，根本上還停留在實(shí)驗(yàn)室研討階段。2. 火電廠減少氮氧化

12、物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)為了更好的降低NOX的排放量，很多公司常將低NOx熄滅器和爐膛低NOx熄滅技術(shù)，如空氣分級、燃料分級等組合在一同，構(gòu)成一個低NOx的熄滅系統(tǒng)。根據(jù)閱歷，采用改良熄滅技術(shù)的方法來控制NOx的生成，可以降低NOx達(dá)60。對于不同的燃煤鍋爐，由于其熄滅方式、煤種特性、鍋爐容量以及其他詳細(xì)條件的不同，在選用不同的低NOx熄滅技術(shù)時，必需根據(jù)詳細(xì)的條件進(jìn)展技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，使所選用的低NOx熄滅技術(shù)和鍋爐的詳細(xì)設(shè)計和允許條件相順應(yīng)。不僅要思索鍋爐降低NOx的效果，而且還要思索在采用低NOx熄滅技術(shù)后，對火焰的穩(wěn)定性、熄滅效率、蒸汽溫度的控制、受熱面結(jié)渣和腐蝕等能夠

13、帶來的影響 。2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)對于燃煤鍋爐，雖然采用低NOx熄滅技術(shù)和設(shè)備的方法來控制NOx的生成，能到達(dá)一定的效果，但對火焰的穩(wěn)定性、熄滅效率、過熱蒸汽溫度的控制、受熱面的結(jié)渣和腐蝕等能夠帶來影響，NOx脫除率也有限，NOx脫除率最多不超越60。難以滿足不斷提高的環(huán)境排放規(guī)范要求。燃用貧煤揮發(fā)分大于10%小于20%的電廠，目前國內(nèi)低氮熄滅技術(shù)所能到達(dá)的氮氧化物排放濃度普通為650mg/Nm3；燃用無煙煤揮發(fā)分小于10%的電廠，目前國內(nèi)低氮熄滅技術(shù)所能到達(dá)的氮氧化物排放濃度普通為1100mg/Nm3。假設(shè)要在此根底上進(jìn)一步降低NOx的排放濃度，

14、熄滅控制技術(shù)有一定的局限性，必需采取煙氣脫硝技術(shù)。 2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)選擇性催化復(fù)原法選擇性催化復(fù)原法SCRSCR選擇性催化復(fù)原技術(shù)SCR經(jīng)過在煙氣中參與氨氣，在催化劑的作用下，利用氨氣與NOx的有選擇性的反響過程，可以將NOx復(fù)原成N2和H2O。其主要反響式為：2NO24NH3O23N26H24NO4NH3O24N26H2OSCR技術(shù)由于有較高的脫硝效率最高可達(dá)90%左右，因此自20世紀(jì)80年代以來開場逐漸運(yùn)用于燃煤鍋爐，特別是在那些對NOx排放有嚴(yán)厲要求的國家，如日本、德國、北

15、歐等國家的燃煤電廠廣泛運(yùn)用。采用該技術(shù)最大的改造電站鍋爐容量為750MW，最大的新建鍋爐容量為1000MW。為有效地控制NOx排放，美國也正在運(yùn)用該技術(shù)。是目前獨(dú)一可將NOx排放濃度控制在50mg/Nm3以內(nèi)的成熟技術(shù)。2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)選擇性非催化復(fù)原法選擇性非催化復(fù)原法SNCRSNCR選擇性非催化復(fù)原技術(shù)是將含有NHx基的復(fù)原劑噴入爐膛，該復(fù)原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進(jìn)展反響生成N2。在不運(yùn)用催化劑的條件下，氨復(fù)原NOx僅在9001100這一狹窄范圍內(nèi)進(jìn)展，故噴氨點(diǎn)只能選擇在爐膛上部對應(yīng)位置。采用SNCR 法進(jìn)展煙氣脫硝，煙氣中

16、NOx的排放量可以減少3050。該技術(shù)目前在國外多運(yùn)用于小機(jī)組或老廠改造。 2. 火電廠減少氮氧化物排放技術(shù)簡介火力發(fā)電廠減少氮氧化物排放技術(shù)SNCR/SCRSNCR/SCR結(jié)合脫硝法結(jié)合脫硝法實(shí)際上SNCR脫硝法可以脫除煙氣中全部NOx，實(shí)踐上由于很難準(zhǔn)確掌握好爐膛各處噴氨量，因此SNCR脫硝法效率不高。SCR脫硝法效率高，但是投資大，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，這兩種方法各有優(yōu)缺陷。20世紀(jì)70年代日本初次把它們結(jié)合起來在一座燃油安裝上實(shí)驗(yàn)，結(jié)果闡明該技術(shù)是可行的。SNCR/SCR結(jié)合脫硝法先采用投資少的SNCR法脫去煙氣中大部份NOx，再采用脫硝效率高的SCR法去除余下的NOx，從而獲得90以上的脫硝效

17、率。在結(jié)合脫硝技術(shù)中，由于進(jìn)入反響器中的NOx濃度較低，因此可以降低催化劑反響器尺寸，減少了SCR系統(tǒng)投資。1. 煙氣脫硝工藝方案2. 煙氣脫硝國內(nèi)外運(yùn)用概略三 煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略1. 煙氣脫硝工藝方案煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略1. 煙氣脫硝工藝方案煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略1. 煙氣脫硝工藝方案煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略1. 煙氣脫硝工藝方案煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略SCRSCR反響器布置位置普通分為高含塵區(qū)和低含塵區(qū)兩種布置反響器布置位置普通分為高含塵區(qū)和低含塵區(qū)兩種布置高含塵區(qū)布置是指高含塵區(qū)布置是指SCRSCR反響器

18、布置在省煤器與空預(yù)器之間、反響器布置在省煤器與空預(yù)器之間、在除塵器前。煙氣中所含有的全部飛灰和在除塵器前。煙氣中所含有的全部飛灰和SO2SO2均經(jīng)過催化劑反均經(jīng)過催化劑反響器，反響器處于高含塵煙氣中。響器，反響器處于高含塵煙氣中。高含塵布置方式優(yōu)點(diǎn)：高含塵布置方式優(yōu)點(diǎn)：由于煙氣溫度在由于煙氣溫度在300300400400之間，多數(shù)催化劑在這個溫度范之間，多數(shù)催化劑在這個溫度范圍內(nèi)有足夠的活性，因此脫硝效率高，目前國內(nèi)外電廠大多圍內(nèi)有足夠的活性，因此脫硝效率高，目前國內(nèi)外電廠大多采用此種布置。采用此種布置。1. 煙氣脫硝工藝方案煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略高含塵布置方式缺陷：飛灰對催化劑反響

19、器有磨損，還有能夠構(gòu)成反響器蜂窩狀通道的堵塞；飛灰中的Na、Ca、Si、As等會使催化劑污染或中毒，從而降低催化劑的效能，催化劑任務(wù)壽命23年 ； 煙氣溫度升高，會使催化劑燒結(jié)或再結(jié)晶，使催化劑失效； 高活性催化劑會使煙氣中的SO2氧化成SO3，與SCR中未反響的氨反響生成硫酸氨或硫酸氫銨。而硫酸氫銨是一種粘性很大的物質(zhì)，會附在催化劑上，隔絕催化劑與煙氣的接觸，使反響無法進(jìn)展。溫度降低，NH3會與SO3反響生成的硫酸氫銨，還會堵塞和污染空氣預(yù)熱器；1. 煙氣脫硝工藝方案煙氣脫硝工藝方案及國內(nèi)外運(yùn)用概略低含塵區(qū)布置是指低含塵區(qū)布置是指SCRSCR反響器布置在除塵器和濕法脫硫安裝反響器布置在除塵器和濕法脫硫安裝后。煙氣中所含有的飛灰預(yù)先經(jīng)過除塵器和濕法脫硫安裝搜后。煙氣中所含有的飛灰預(yù)先經(jīng)過除塵器和濕法脫硫安裝搜集去除，反響器處于低含塵同時也是低溫?zé)煔庵?。集去除，反響器處于低含塵同時也是低溫?zé)煔庵?。低含塵布置方式優(yōu)點(diǎn)：低含塵布置方式優(yōu)點(diǎn)：反響器在飛灰和反響器在飛灰和SO2SO2含量相對較低的含量相對較低的“干凈煙氣條件下任務(wù)，干凈煙氣條件下任務(wù)，不會發(fā)生催化劑污染和中毒，也