低溫SCR脫硝技術(shù)ppt課件

1、低溫脫硝技術(shù)開發(fā)低溫脫硝技術(shù)開發(fā)與工程應(yīng)用與工程應(yīng)用低溫SCR催化技術(shù)11995 1995 年以來北京、廣州的年以來北京、廣州的NOx NOx 年均值均是標(biāo)準(zhǔn)的年均值均是標(biāo)準(zhǔn)的2 2倍以上倍以上, , NOx NOx 污染非常嚴(yán)重。污染非常嚴(yán)重。 中國環(huán)境規(guī)劃院的研究預(yù)測: NOx 排放量將從1995年的1.11 107 t 增加到2010 年的2.15 107 t , 到2020 年和2030 年, 全國能源消費(fèi)導(dǎo)致的NOx 排放總量將分別達(dá)到2.42.9 107 t 和3.24.3107 t,到2020 年前后將超過美國成為世界第一大NOx 排放國, 如此巨大的排放量將給公眾健康和生態(tài)環(huán)境

2、帶來災(zāi)難性的后果！ 背景介紹背景介紹2氮氧化物氮氧化物(NOx): N2O5、N2O4、N2O3、N2O2、N2O、NO、NO2背景介紹背景介紹NO為無色無臭氣體，很容易與血液中的血色素結(jié)合為無色無臭氣體，很容易與血液中的血色素結(jié)合,造成血液缺氧引起中樞神經(jīng)麻痹；造成血液缺氧引起中樞神經(jīng)麻痹；NO2的毒性是的毒性是NO的的510倍，是倍，是CO的的500010000倍，對人體危害極大，還會誘發(fā)光化學(xué)煙霧和導(dǎo)致倍，對人體危害極大，還會誘發(fā)光化學(xué)煙霧和導(dǎo)致酸雨形成。酸雨形成。 表表1 1994 2000 年北京和廣州年北京和廣州NOx 年均質(zhì)量濃度年均質(zhì)量濃度 (mg/m3)地區(qū)1994年1995

3、年1996年1997年1998年1999年2000年年均二級標(biāo)準(zhǔn)北京0.0970.1230.1770.1330.1510.1400.1260.05廣州0.1090.1290.1520.1400.1240.1130.1183行業(yè)排放對行業(yè)排放對NOx污染的貢獻(xiàn)率污染的貢獻(xiàn)率4頒布年代頒布年代排放標(biāo)準(zhǔn)排放標(biāo)準(zhǔn)NOx限值限值 mg/m31985水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB4915-85 無限制無限制1996水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB4915-19968002004水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB4915-20048002010水泥

4、工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB448182010（廣東）（廣東）550（新建水泥窯）（新建水泥窯）2003火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB23223-2003450-1100 (燃煤）燃煤）2012火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB 13223-2011 100（燃煤）（燃煤）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)5背景介紹背景介紹國家十二五環(huán)境污染控制領(lǐng)域的重中之重的工作鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)-北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DB11/ 1392007 工業(yè)鍋爐排放均不滿足該標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)鍋爐排放均不滿足該標(biāo)準(zhǔn)!沒有現(xiàn)成的技術(shù)支持工業(yè)鍋爐滿足該標(biāo)準(zhǔn)沒有現(xiàn)成的技術(shù)支持工業(yè)鍋爐

5、滿足該標(biāo)準(zhǔn)!政府的公信力面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)政府的公信力面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)!6NOx排放控制技術(shù)q 爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)： 火焰冷卻、低氮燃燒器、分段燃燒、添加礦化劑q 選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)q 選擇性催化還原（SCR）技術(shù)重點(diǎn)關(guān)注7選擇性非催化還原（選擇性非催化還原（SNCRSNCR）技術(shù)）技術(shù)SNCR工藝的主要反應(yīng)如下：4NO+4NH3+O2 4N2 +6H2O2NO2+4NH3+O2 3N2 +6H2O在高溫( 9001100 )和沒有催化劑的情況下噴氨或尿素等含有NH3基的還原劑.8NH3作為還原劑時(shí)，SNCR的最佳反應(yīng)溫度是950 oC，如果使用尿素作為還原劑時(shí)，SNCR的最佳反應(yīng)溫度為

6、1000 oC, 溫度O2含量CO含量NOx含量SNCR 技技術(shù)脫硝效術(shù)脫硝效率率NH3含量9優(yōu)點(diǎn)： 固定投資少，設(shè)備簡單， 不用催化劑缺點(diǎn)： 需要準(zhǔn)確控制反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溫度，溫度低， 脫硝轉(zhuǎn)化率低， 溫度過高，引起NH3的氧化，產(chǎn)生多余的NOx。需要比較高的NH3/NOx值(一般大于1)， 部分NH3被產(chǎn)品吸收， 還原效率降低。運(yùn)行成本較高，脫硝效率低。10選擇性催化還原法( Selective Catalytic Reduction, SCR)是工業(yè)上應(yīng)用最廣的一種脫硝技術(shù)，可應(yīng)用于電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和垃圾焚燒等燃燒設(shè)備的NOx排放控制，理想狀態(tài)下，可使NOx 的脫除率達(dá)90%以上， 是目前能

7、找到的最好的固定源NOx治理的技術(shù)。原理：使用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，在一定條件下，用氨作為催化反應(yīng)的還原劑，使NOx轉(zhuǎn)化為無害的氮?dú)夂退魵?。反?yīng)如下：4NO+4NH3+O2 4N2 +6H2O2NO2+4NH3+O2 3N2 +6H2OSCR脫銷反應(yīng)溫度一般為300450 oC11SCR 催化劑的形式板式 蜂窩式 波紋板式需要根據(jù)煙氣成分， 含灰量確定采用何種形式及孔道結(jié)構(gòu)與尺寸！12SCR催化劑反應(yīng)器形式和安裝位置SCRSCR反應(yīng)器反應(yīng)器安裝在預(yù)熱器之后安裝在預(yù)熱器之后13缺點(diǎn)： 固定投資大，設(shè)備比較復(fù)雜，使用催化劑優(yōu)點(diǎn)： 脫硝效率可以達(dá)到90以上，可以滿足更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)可以按照排放標(biāo)準(zhǔn)和原排濃

8、度設(shè)計(jì)NH3/NOx值，比值低，可以低于0.9, 一般不大于1.運(yùn)行成本較低 14應(yīng)用于電站鍋爐的應(yīng)用于電站鍋爐的SCR系統(tǒng)與技術(shù)系統(tǒng)與技術(shù)特點(diǎn)特點(diǎn): 排煙溫度較高排煙溫度較高, 工況穩(wěn)定工況穩(wěn)定煙塵含量高煙塵含量高 催化劑工作溫度催化劑工作溫度 380-400 成熟的成熟的SCR工藝工藝需要尿素分解爐需要尿素分解爐用戶單位資金充裕用戶單位資金充裕, 投資大投資大不具有自主的知識產(chǎn)權(quán)不具有自主的知識產(chǎn)權(quán) 15工業(yè)鍋爐的脫硝遭遇到的困難工業(yè)鍋爐的脫硝遭遇到的困難:排煙溫度低, 省煤器之后 150-180 運(yùn)行工況不穩(wěn)定舊鍋爐的場地有限, 情況復(fù)雜引高溫?zé)煔鈩t破壞熱量衡算, 耗能提高, (如使用電

9、廠SCR技術(shù))用戶資金緊張, 不愿意多投資 用戶的擔(dān)憂和要求用戶的擔(dān)憂和要求: :NH4HSO4 對催化劑傷害問題, 催化劑壽命SCR催化劑是否會堵塞舊鍋爐改造不改動風(fēng)機(jī) (催化劑床層阻力)脫硝投資問題, 最好不使用尿素分解爐特點(diǎn)特點(diǎn)低溫脫硝催化劑低溫脫硝催化劑關(guān)鍵障礙關(guān)鍵障礙16北京工業(yè)大學(xué)的北京工業(yè)大學(xué)的SCRSCR催化技術(shù)催化技術(shù)SCR催化劑的研究平臺17100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 42030405060708090100 脫硝效率/%測試溫度/ 0 1 2 3SCRSCR催化劑活性催化劑

10、活性北京工業(yè)大學(xué)的北京工業(yè)大學(xué)的SCRSCR催化技術(shù)催化技術(shù)SCR催化劑的工作窗口：催化劑的工作窗口： 160400 工作溫度窗口：工作溫度窗口：160-400 18SCRSCR催化劑的成型技術(shù)催化劑的成型技術(shù)無機(jī)原料無機(jī)原料成型助成型助劑劑捏合捏合真空真空練練泥泥陳陳化冷卻化冷卻陳陳腐腐擠擠出成型出成型干燥干燥高溫焙高溫焙燒燒最最終終成型成型北京工業(yè)大學(xué)的北京工業(yè)大學(xué)的SCRSCR催化技術(shù)催化技術(shù)19 SCRSCR催化工程技術(shù)開發(fā)催化工程技術(shù)開發(fā)北京工業(yè)大學(xué)的北京工業(yè)大學(xué)的SCRSCR催化技術(shù)催化技術(shù)20合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程SCRSCR催化

11、工程技術(shù)開發(fā)催化工程技術(shù)開發(fā)北京工業(yè)大學(xué)的北京工業(yè)大學(xué)的SCRSCR催化技術(shù)催化技術(shù)211. 運(yùn)行溫度范圍寬；運(yùn)行溫度范圍寬；2. 如低溫運(yùn)行，總風(fēng)量降低，在空速不變的情況下，減少催如低溫運(yùn)行，總風(fēng)量降低，在空速不變的情況下，減少催化劑的用量；化劑的用量；3. 對于低溫?zé)煔饣驈U氣的處理，具有節(jié)能優(yōu)勢；對于低溫?zé)煔饣驈U氣的處理，具有節(jié)能優(yōu)勢；4. SO2轉(zhuǎn)化率低，轉(zhuǎn)化率低，NH4HSO4 (ABS)的生成量低；的生成量低；5. 避免使用尿素分解爐，降低投資；避免使用尿素分解爐，降低投資；6. 自控簡單，避免使用昂貴的在線儀表；自控簡單，避免使用昂貴的在線儀表；7. 具有自主知識產(chǎn)權(quán)，不受外國企業(yè)

12、控制。具有自主知識產(chǎn)權(quán)，不受外國企業(yè)控制。產(chǎn)品優(yōu)勢！產(chǎn)品優(yōu)勢！22工業(yè)鍋爐低溫SCR技術(shù)開發(fā)進(jìn)展對于原有催化對于原有催化劑的改性研究劑的改性研究催化劑蜂窩成催化劑蜂窩成型的研究型的研究催化劑原始活性組分催化劑原始活性組分含量的最佳配比含量的最佳配比活性組分種類活性組分種類和含量的調(diào)配和含量的調(diào)配貴金屬貴金屬堿土金屬堿土金屬廉價(jià)金屬離子廉價(jià)金屬離子成型助劑成型助劑成型工藝成型工藝運(yùn)行條件運(yùn)行條件工程應(yīng)用工程應(yīng)用SCR反應(yīng)器設(shè)計(jì)反應(yīng)器設(shè)計(jì)SCR工程技術(shù)開發(fā)工程技術(shù)開發(fā)SCR 運(yùn)行管理運(yùn)行管理23催化劑配方開發(fā) 制備了一種V-Ti基的SCR脫硝催化劑。 通過摻雜X離子對上述催化劑進(jìn)行改性，并取得良好

13、效果。 對SCR催化劑脫硝過程的條件進(jìn)行深入研究（O2濃度、氨氮比、抗SO2中毒性、水蒸氣的影響等）24SCR催化劑在低溫段的高脫硝活性類別類別自主開發(fā)的催化自主開發(fā)的催化劑劑市場商用催化劑市場商用催化劑運(yùn)行溫度段運(yùn)行溫度段160160220220320320400400脫硝效率脫硝效率基本基本90%90%80% 80% 90%90%25關(guān)于SCR催化劑運(yùn)行穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn) 以實(shí)驗(yàn)室制備的改性的催化劑為例，該樣品連續(xù)運(yùn)行七天，分別在120、140、160、180、200對其脫硝效率進(jìn)行測試。 對于每個(gè)溫度段保持長期運(yùn)行。 26123456730405060708090100 去除率/%去除率/%運(yùn)

14、行天數(shù)/d運(yùn)行天數(shù)/d 120120 140 140 160 160 180 180 200 20027蜂窩狀SCR催化劑制備技術(shù)開發(fā) 以鈦白粉以鈦白粉為原料制為原料制備的蜂窩備的蜂窩成型成型 以制備好以制備好的催化劑的催化劑為原料制為原料制備蜂窩催備蜂窩催化劑化劑 制備具有制備具有良好脫銷良好脫銷活性、高活性、高機(jī)械強(qiáng)度機(jī)械強(qiáng)度的商用蜂的商用蜂窩催化劑窩催化劑28制備的工業(yè)鍋爐低溫制備的工業(yè)鍋爐低溫SCR蜂窩催化劑蜂窩催化劑29蜂窩催化劑脫銷效率評價(jià)120140160180200405060708090100 去除率/%去除率/%運(yùn)行溫度/運(yùn)行溫度/ A-1 A-289.4589.45%97

15、.98%97.98%30合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)1. 設(shè)計(jì)處理風(fēng)量：720 Nm3/h。2. 煙氣種類：粉塵+NOx。3.煙氣溫度：9001000C4.污染物濃度： NOx 9600mg/m3、粉塵5600 mg/m3。5. 排放氮氧化物濃度： 98% （滿足中國國家排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下）。7NH3逃逸率：小于5ppm。煙氣量為煙氣量為1353m3/h（240），廢氣中），廢氣中NOx含量為含量為9600 mg/Nm3。催化劑體積為。催化劑體積為0.5m3。31合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程合肥彩虹液晶玻璃有限公

16、司低溫脫硝工程32合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程33合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程34合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程合肥彩虹液晶玻璃有限公司低溫脫硝工程35云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫SCR凈化系統(tǒng)凈化系統(tǒng) 工藝流程圖工藝流程圖36云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫SCR凈化系統(tǒng)凈化系統(tǒng) 37云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫SCR凈化系統(tǒng)凈化系統(tǒng) 38云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫SCR凈化

17、系統(tǒng)凈化系統(tǒng) 39系統(tǒng)調(diào)試的總結(jié)系統(tǒng)調(diào)試的總結(jié)日期SCR入口采樣點(diǎn)濃度（ppm）SCR出口（ppm）效率系統(tǒng)反應(yīng)條件SCR反應(yīng)溫度（）尿素溶液的流量（L/min）風(fēng)機(jī)功率（赫茲）7.3178021073%17240458.2104015185%17470458.475519874%16870458.6155040074%17270458.1896028870%16490458628190%1808040168741775%18080408.19135027480%1808040云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫云南鈦業(yè)集團(tuán)酸洗線氮氧化物低溫SCR凈化系統(tǒng)凈化系統(tǒng) 40消化吸收國外先進(jìn)的SCR和SNCR脫硝技術(shù) 催化劑原材料的篩選和配方的研究催化劑的摻雜和修飾SCR和SNCR 設(shè)備研究催化劑物理化學(xué)性質(zhì)表征SCR催化劑活性評價(jià)SCR蜂窩催化劑成型技術(shù)氨或尿素噴射設(shè)備和技術(shù)方案工業(yè)鍋爐爐體內(nèi)的流場、速度場和溫度場研究小型的中間試驗(yàn)SCR和SNCR 示范工程工業(yè)規(guī)模的試驗(yàn)工業(yè)鍋爐SCR和SNCR脫