脫硝工藝論文

1、燃煤電廠脫硝工藝的研究能信電廠工業(yè)上工藝的研究朱曉磊J-JU岡能信電廠環(huán)保與工程部項(xiàng)目主管完成時(shí)間2014摘要I1 緒論11.1 氮氧化物11.2 脫硝技術(shù)分類(lèi)12 煙氣脫硝技術(shù)介紹22.1 SCR煙氣脫硝技術(shù)原理22.2 SNCR閃氣脫硝技術(shù)42.3 SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)73 煙氣脫硝技術(shù)的選擇84 煙氣脫硝技術(shù)催化劑的選擇94.1 催化劑的分類(lèi)104.2 催化劑的比較與應(yīng)用114.3 防止催化劑中毒的有效措施135 脫硝還原劑的選擇145.1 脫硝還原劑的分類(lèi)145.2 三種還原劑的性能比較與應(yīng)用156 最新技術(shù)的應(yīng)用17燃煤電廠脫硝工藝的研究摘要煙氣脫硝裝置是電廠四大環(huán)保設(shè)備

2、之一（四大環(huán)保設(shè)備一般指為煙氣除塵、煙氣脫硫、煙氣脫硝、水處理）。由于電廠排出的煙氣量很大，所以除塵、脫硫、脫硝均為大型設(shè)備。文章介紹了燃煤鍋爐各種脫硝技術(shù),分析了其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,給出了選用的指導(dǎo)意見(jiàn)。關(guān)鍵詞：鍋爐脫硝催化劑1緒論1.1 氮氧化物到2000年和2010年，我國(guó)的NOXF放量將分別達(dá)到1561萬(wàn)噸和2194萬(wàn)噸，其中近70豚自于煤炭的直接燃燒，以燃煤為主的電力生產(chǎn)是NOx排放的主要來(lái)源，用于發(fā)電的煤炭約占煤炭消費(fèi)量的49.1%。NOX勺危害，NOxM人體的致毒作用；NOXX寸植物的損害作用；NOxft大氣中積累，造成環(huán)境酸化，是形成酸雨、酸霧的重要原因；NOx與碳?xì)浠衔镄纬?/p>

3、光化學(xué)煙霧，造成二次污染；NO造成高層大氣污染，參與臭氧層的破壞。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的最為成熟和廣泛的煙氣脫硝技術(shù)主要有兩種：一是選擇性催化還原技術(shù)（簡(jiǎn)稱SCR）二是選擇性非催化還原技術(shù)（簡(jiǎn)稱SNCR）1.2 脫硝技術(shù)分類(lèi)關(guān)于NOx的控制方法有幾十種之多，歸納起來(lái)，這些方法不外乎從燃料的生命周期的三個(gè)階段入手，即燃燒前、燃燒中和燃燒后。當(dāng)前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后的NOx控制。所以在把燃燒中NOx的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施，把燃燒后的NOx控制措施稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術(shù)。目前普遍采用的燃燒中NOx控制技術(shù)即為低NOx燃燒技術(shù)，主要有低NOx燃燒器、空

4、氣分級(jí)燃燒和燃料分級(jí)燃燒。應(yīng)用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術(shù)主要有選擇性催化還原技術(shù)（SelectiveCatalyticReduction,簡(jiǎn)稱SCR、選擇性非催化還原技術(shù)（SelectiveNon-CatalyticReduction,簡(jiǎn)稱SNCR以及SNCR/SCR1合煙氣脫硝技術(shù)。2煙氣脫硝技術(shù)介紹2.1 SCR煙氣脫硝技術(shù)原理選擇性催化還原(SCR技術(shù)是目前應(yīng)用最多而且最有成效的煙氣脫硝技術(shù)。SC曲術(shù)是在金屬催化劑作用下，以NH3乍為還原劑，將NO還原成N和HObNH不和煙氣中的殘余的Q反應(yīng)，而如果采用H、COCH等還原劑，它們?cè)谶€原NO的同時(shí)會(huì)與Q作用，因此稱這種方法為“選擇性

5、”。工作原理如圖3-6所示，主要反應(yīng)方程式為：4NH3+4NO+O2>4N2+6H2O(1)8NH3+6NO2>7N2+12H2O(2)當(dāng)煙氣中有氧氣時(shí)，反應(yīng)第一式優(yōu)先進(jìn)行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對(duì)一的關(guān)系。在鍋爐的煙氣中，NO"般約占總的NOX&度的5%NO段與的反應(yīng)如下：2NO+4NH+O-3N+6HO(3)6NQ+8NHH7N+12H2O上面兩個(gè)反應(yīng)表明還原NO比還原NO需要更多的氨。在絕大多數(shù)鍋爐的煙氣中，NO僅占NO總量的一小部分，因此NO的影響并不顯著。SCR!作原理圖選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┥鲜龇磻?yīng)可以在300c400c的溫度范圍內(nèi)有效進(jìn)行。在NH/

6、NO=1的條件下，可以得到80%-90%勺NO脫除率。SC添統(tǒng)NO脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NO反應(yīng)。有一小部分氨不反應(yīng)而是作為氨逃逸離開(kāi)了反應(yīng)器。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于新的催化劑，氨逃逸量很低。但是，隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞，氨逃逸量就會(huì)增加，為了維持需要的NO脫除率，就必須增加反應(yīng)器中NH/NOX摩爾比。當(dāng)不能保證預(yù)先設(shè)定的脫硝效率和（或）氨逃逸量的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就必須在反應(yīng)器內(nèi)添加或更換新的催化劑以恢復(fù)催化劑的活性和反應(yīng)器性能。從新催化劑開(kāi)始使用到被更換這段時(shí)間稱為催化劑壽命。目前，世界各國(guó)采用的SC繇統(tǒng)有數(shù)百套之多，技術(shù)成熟運(yùn)行可靠，NO脫除率高。我國(guó)已有多個(gè)電廠

7、配套脫硝系統(tǒng)采用的就是SCRH氣脫硝技術(shù)。SCR0：藝原則性系統(tǒng)圖如圖1-1所示，裝于爐后與空氣預(yù)熱器之間的煙道。主要包括三部分，即空氣系統(tǒng)、供氨系統(tǒng)及催化反應(yīng)器。煙氣與來(lái)自氨/空氣混合器的氨在催化劑的作用下反應(yīng)，NO轉(zhuǎn)化為N和H2O,處理后的煙氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器。圖1-1SCR工藝原則性系統(tǒng)圖SC添統(tǒng)在鍋爐煙道中的布置方式一般有兩種不同的安裝位置，即熱段/高灰布置和冷段布置。由于高溫高塵布置時(shí)，煙氣溫度滿足脫硝化學(xué)反應(yīng)的要求，不需要額外設(shè)備，國(guó)外工程多采用這種布置方式。所以本工程擬采用火電廠常規(guī)的高飛灰區(qū)布置方式，即將SCRF置在省煤器與空預(yù)器之間。SCRJ術(shù)對(duì)鍋爐煙氣NO5制效果十分顯著，占

8、地面積小、技術(shù)成熟、易于操作，可作為我國(guó)燃煤電廠控制NO污染的主要手段之一。同時(shí)SCRJ術(shù)消耗NH和催化劑，也存在運(yùn)行費(fèi)用高，設(shè)備投資大的缺點(diǎn)。2.2 SNCR煙氣脫硝技術(shù)選擇性催化還原脫除NOx的運(yùn)行成本主要受催化劑壽命的影響，一種不需要催化劑的選擇性還原過(guò)程或許更加誘人，這就是選擇性非催化還原技術(shù)。該技術(shù)是用NH、尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與NO進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為8501100的區(qū)域，該還原劑(尿素)迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NO進(jìn)行SNCW應(yīng)生成N2,該方法是以爐膛為反應(yīng)器。研究發(fā)現(xiàn)，在爐膛8501100這一狹窄的溫度范圍內(nèi)、在無(wú)催

9、化劑作用下，NH或尿素等氨基還原劑可選擇性地還原煙氣中的NO,基本上不與煙氣中的O作用，據(jù)此發(fā)展了SNCFfeo在8501100c范圍內(nèi)，NH或尿素還原NO的主要反應(yīng)為：NH為還原劑4NH+4NO+O-4N+6H2。尿素為還原劑NO+CO(N)H+1/2O2-2N+CQ+H2O當(dāng)溫度高于1100c時(shí)，NH則會(huì)被氧化為NO即4NH+5O2-4NO+6HO不同還原劑有不同的反應(yīng)溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。NH3的反應(yīng)最佳溫度區(qū)為850-1100Co當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)，由于氨的分解會(huì)使NO還原率降低，另一方面，反應(yīng)溫度過(guò)低時(shí)，氨的逃逸增加，也會(huì)使NO還原率降低。NH是高揮發(fā)性和有毒物質(zhì)，氨的逃逸會(huì)

10、造成新的環(huán)境污染。引起SNC朦統(tǒng)氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點(diǎn)煙氣溫度低影響了氨與NOx的反應(yīng)；另一種可能是噴入的還原劑過(guò)量或還原劑分布不均勻。還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效的部位，因?yàn)镹Ox在爐膛內(nèi)的分布經(jīng)常變化，如果噴入控制點(diǎn)太少或噴到爐內(nèi)某個(gè)斷面上的氨分布不均勻，則會(huì)出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。在較大的燃煤鍋爐中，還原劑的均勻分布則更困難，因?yàn)檩^長(zhǎng)的噴入距離需要覆蓋相當(dāng)大的爐內(nèi)截面。為保證脫硝反應(yīng)能充分地進(jìn)行，以最少的噴入NH量達(dá)到最好的還原效果，必須設(shè)法使噴入的NH3t煙氣良好地混合。若噴入的NH不充分反應(yīng)，則逃逸的NH不僅會(huì)使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上，而

11、且煙氣中NH遇至ijSO會(huì)產(chǎn)生（NH4）2SO易造成空氣預(yù)熱器堵塞，并有腐蝕的危險(xiǎn)。SNCR因氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為40%60%受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低NO燃燒技術(shù)的補(bǔ)充處理手段。采用SNC改術(shù)，目前的趨勢(shì)是用尿素代替氨作為還原劑，值得注意的是，近年的研究表明，用尿素作為還原劑時(shí)，NOx會(huì)轉(zhuǎn)化為NO,NO會(huì)破壞大氣平流層中的臭氧，除此之外，NO還被認(rèn)為會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此產(chǎn)生NO問(wèn)題已引起人們的重視。SNC或術(shù)的工業(yè)應(yīng)用是在20世紀(jì)70年代中期日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S開(kāi)始的，歐盟國(guó)家從80年代末一些燃煤電廠也開(kāi)始SNC或術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。美國(guó)的SNC敢術(shù)在燃煤電廠的工業(yè)應(yīng)用是在90年代

12、初開(kāi)始的，目前世界上燃煤電廠SNCRE藝的總裝機(jī)容量在5GW以上。圖2-1為一個(gè)典型的SNCRT藝布置圖，它由還原劑儲(chǔ)槽、多層還原劑噴入裝置和與之相匹配的控制儀表等組成。SNC朦統(tǒng)煙氣脫硝過(guò)程由下面四個(gè)基本過(guò)程完成：接收和儲(chǔ)存還原劑；還原劑的計(jì)量輸出、與水混合稀釋?zhuān)辉阱仩t合適位置注入稀釋后的還原劑；還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)。冷卻空氣注入署均分摸決尿素電加熱器I尿素儲(chǔ)存罐J稀秤水勤控制 償抉10% 尿素*空壓機(jī)氣化空氣離蓊環(huán)泵fr4-_ _ _J<S計(jì)量模塊計(jì)量泵供應(yīng)/儲(chǔ)鄴模塊尿素卸瓊泵圖2-1SNCRT藝流程示意圖SNC朦統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)的理念，幾乎全部的設(shè)備都安裝在預(yù)先在工廠經(jīng)過(guò)測(cè)

13、試的模塊上，減少了現(xiàn)場(chǎng)的安裝和調(diào)試工作。SNC朦統(tǒng)主要有尿素溶液儲(chǔ)存與制備系統(tǒng)，尿素溶液稀釋模塊，尿素溶液傳輸模塊，尿素溶液計(jì)量模塊，霧化風(fēng)機(jī)模塊以及尿素溶液噴射系統(tǒng)組成。尿素溶液模塊化流程示意圖詳見(jiàn)圖2-2。作為還原劑的固體尿素，被溶解制備成濃度為40-50%的尿素溶液，尿素溶液經(jīng)尿素溶液輸送泵輸送至計(jì)量分配模塊之前，與稀釋水模塊輸送過(guò)來(lái)的水混合，尿素溶液被稀釋為10%勺尿素溶液，然后在噴入爐膛之前，再經(jīng)過(guò)計(jì)量分配裝置的精確計(jì)量分配至每個(gè)噴槍?zhuān)缓蠼?jīng)噴槍噴入爐膛，進(jìn)行脫硝反應(yīng)。圖2-2SNCR:藝還原劑供應(yīng)系統(tǒng)模塊示意圖2.3 SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術(shù)SNCR/SCRS合煙氣脫硝技術(shù)

14、是把SNCR!藝的還原齊IJ噴入爐膛技術(shù)同SCR工藝?yán)锰右莅边M(jìn)行催化反應(yīng)的技術(shù)結(jié)合起來(lái)，進(jìn)一步脫除NOxo它是把SNCR工藝的低費(fèi)用特點(diǎn)同SC"藝的高效率及低的氨逃逸率進(jìn)行有效結(jié)合。該聯(lián)合工藝于20世紀(jì)70年代首次在日本的一座燃油裝置上進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)表明了該技術(shù)的可行性。理論上，SNCR!藝在脫除部分NOx的同時(shí)也為后面的催化法脫硝提供所需要的氨。SNC神系可向SCR崔化劑提供充足的氨，但是控制好氨的分布以適應(yīng)NOx常分布的改變卻是非常困難的。為了克服這一難點(diǎn)，混合工藝需要在SCR5應(yīng)器中安裝一個(gè)輔助氨噴射系統(tǒng)。通過(guò)試驗(yàn)和調(diào)節(jié)輔助氨噴射可以改善氨氣在反應(yīng)器中的分布效果。SNCR/S

15、C盟合工藝的運(yùn)行特性參數(shù)可以達(dá)到40%80%勺脫硝效率，氨的逃逸小于510Ppm3煙氣脫硝技術(shù)的選擇控制火電廠NOx排放有很多種方法，各種脫硝工藝工程投資和脫硝效率各不相同，選擇何種脫硝工藝一般可根據(jù)以下幾個(gè)方面綜合考慮：1） NOx排放濃度和排放量必須滿足國(guó)家和當(dāng)?shù)卣h(huán)保要求；2）脫硝工藝要適用于工程己確定的煤種條件，并考慮燃煤來(lái)源的變化可能性；3）脫硝工藝要做到技術(shù)成熟、設(shè)備運(yùn)行可靠，并有較多成功的運(yùn)行業(yè)績(jī)；4）根據(jù)工程的實(shí)際情況盡量減少脫硝裝置的建設(shè)投資；5）脫硝裝置應(yīng)布置合理；6）脫硝劑要有穩(wěn)定可靠的來(lái)源；7）脫硝工藝脫硝吸收劑、水和能源等消耗少，盡量減少運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù)以上原則，不同

16、煙氣脫硝技術(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)比較詳見(jiàn)表3-1.表3-1煙氣脫硝技術(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)比較項(xiàng)目SCRSNCR/SCR!合型SNCRj原劑以NH為主可使用NH或尿素用NH或尿素（應(yīng)溫度300400c前段：8501100C,后段：300400c8501100c崔化劑成份主要為T(mén)i02,V2Q,wo后段加裝少量催化劑（成份主要為T(mén)Q,V2Q,W0不使用催化劑脫硝效率70%90%40%80%40%-60%,原劑噴射立置多選擇于省煤器與SCR，應(yīng)器問(wèn)煙道內(nèi)鍋爐負(fù)荷不同噴射位置也不同，通常位于一次過(guò)熱器或二次過(guò)熱器后端通常在爐膛內(nèi)噴射，但需與鍋爐廠家配合SO/SO3氧化會(huì)導(dǎo)致SG/S。氧化SO/SO3氧化較SCR氐不導(dǎo)致SO

17、/SO3氧化NH逃逸3Ppm310Ppm1015Ppm“空氣預(yù)卜糠響NH與so易形成nhhso（成堵塞或腐蝕SG/SO3氧化率較SCR（氐，造成堵塞或腐蝕的機(jī)會(huì)較SCF低不導(dǎo)致SO/SO3的氧化，造成堵塞或腐蝕的機(jī)會(huì)為二后取低；系統(tǒng)壓力損崔化劑會(huì)造成壓力損失催化劑用量較SCFF、，產(chǎn)生的壓力損失相對(duì)較低沒(méi)有壓力損失然料的影響工灰分會(huì)磨耗催化劑，“金屬氧化物會(huì)使催化，屯化影響與SCFRf同無(wú)影響覆爐的影響，省煤器出口煙氣、溫的影響受爐膛內(nèi)煙氣流速及溫度分布的影響與SNCR/SCFS合系統(tǒng)影響相同前面介紹的煙氣脫硝方法中只有SCFRfc和SNCFRS在大型燃煤電廠獲得商業(yè)應(yīng)用。其中SCRt在全球范

18、圍內(nèi)有數(shù)百臺(tái)的成功應(yīng)用業(yè)績(jī)和十幾年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，日本和德國(guó)95%的煙氣脫硝裝置采用SCRK術(shù)，由于該方法技術(shù)成熟、脫硝率高、幾乎無(wú)二次污染應(yīng)是國(guó)內(nèi)煙氣脫硝工程選擇的重點(diǎn)。4煙氣脫硝技術(shù)催化劑的選擇催化劑是整個(gè)SCFFK統(tǒng)的核心和關(guān)鍵，催化劑的設(shè)計(jì)和選擇是由煙氣條件、組分及性能目標(biāo)來(lái)確定的，設(shè)計(jì)的基本要求包括：?催化劑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮鍋爐飛灰的特性合理選擇孔徑大小并設(shè)計(jì)有防堵灰措施，確保催化劑不堵灰。?催化劑模塊設(shè)計(jì)應(yīng)能有效防止煙氣短路的密封系統(tǒng)，密封裝置的壽命不低于催化劑的壽命。?催化劑應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)，減少更換催化劑的時(shí)間。?催化劑能滿足煙氣溫度不高于420c的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，同時(shí)催化劑應(yīng)能承受

19、運(yùn)行溫度450c不少于5h的考驗(yàn)，而不產(chǎn)生任何損壞。?催化劑煙氣流速范圍為4.0m/s6.0m/s。目前進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用的SCR脫硝催化劑的礦物組成比較接近，都是以TiO2或不銹鋼（含量約8090%作為載體，以V2C5（含量約12%作為活性材料，以WOEMoC（含量約占37%作為輔助活性材料，具有相同的化學(xué)特性。但外觀形狀的不同導(dǎo)致其物理特性存在較大差異，主要可分為蜂窩式、平板式與波紋式三種形態(tài)（圖4-1）圖4-1脫硝催化劑形態(tài)4.1 催化劑的分類(lèi)?蜂窩式催化劑：采取整體擠壓成型，適用于燃煤鍋爐的催化劑節(jié)距范圍為6.99.2mm,比表面積約410539南m3,單位體積的催化劑活性高，相同脫硝效率下

20、所用催化劑的體積較小，一般適合于灰含量低于50g/Nn3的工作環(huán)境（可用極限范圍為50g/Nn3以內(nèi)）。為增強(qiáng)催化劑迎風(fēng)端的抗沖蝕磨損能力，通常上端部約1020mnm£度采取硬化措施。世界范圍內(nèi)廠商較多，國(guó)際知名廠商包括美國(guó)CORMETECH地利CERAM德國(guó)JMARGILLON日本CCIC和韓國(guó)SK,國(guó)內(nèi)的主要供應(yīng)商包括浙江德創(chuàng)環(huán)保、東方凱特瑞、江蘇龍?jiān)?、重慶遠(yuǎn)達(dá)等。?平板式催化劑：以不銹鋼金屬篩板網(wǎng)為骨架，采取雙側(cè)擠壓的方式將活性材料與金屬板結(jié)合成型。其結(jié)構(gòu)形狀與空預(yù)器的受熱面相似，節(jié)距6.07.0mm,開(kāi)孔率達(dá)到80%90%防灰堵能力較強(qiáng)，適合于灰含量高的工作環(huán)境。但因其比表面

21、積小（280350r2/m3）,要達(dá)到相同的脫硝效率，需要體積數(shù)較大。此外采用板式催化劑設(shè)計(jì)的SCR反應(yīng)器裝置，相對(duì)荷載大（體積大）。國(guó)內(nèi)的主要供應(yīng)商包括：浙江德創(chuàng)環(huán)保、大唐南京環(huán)保科技、日本日立（BHK等。?波紋式催化劑：由丹麥托普索（Topsoe）和日立造船（HitachiZosen）生產(chǎn)。它以玻璃纖維作為骨架，孔徑相對(duì)較小，單位體積的比表面積最高。止匕外,由于壁厚相對(duì)較小，單位體積的催化劑重量低于蜂窩式與平板式。在脫硝效率相同的情況下，波紋式催化劑的所需體積最小，且由于比重較小，SCR反應(yīng)器體積與支撐荷載普遍較小。由于孔徑較小，一般適用于低灰含量的煙氣環(huán)境。圖4-2蜂窩式催化劑和平板式催

22、化劑單元形狀比較4.2 催化劑的比較與應(yīng)用目前商用的電廠脫硝催化劑類(lèi)型只有平板式催化劑、蜂窩式催化劑和波紋板式催化劑三種類(lèi)型，其中波紋板式催化劑由于開(kāi)發(fā)時(shí)間較晚，再加上自身結(jié)構(gòu)和制備工藝的局限性，一般只能用于粉塵含量較低的場(chǎng)合（不大于10g/m3）,其在全球電廠的市場(chǎng)占有率不到10%絕大多數(shù)電廠均采用平板式和蜂窩式催化劑，兩者占市場(chǎng)份額的90%Z上，是市場(chǎng)的主流。目前平板式催化劑與蜂窩式催化劑在燃煤電廠脫硝中份額相當(dāng)，板式催化劑在抗灰堵和安全性方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，從安全性角度會(huì)優(yōu)先選擇板式催化劑，但蜂窩式催化劑比表面積大，體積需求量小，從經(jīng)濟(jì)性上會(huì)優(yōu)先選擇蜂窩式催化劑。由于適應(yīng)性較差，波紋板式催化劑

23、在燃煤電廠煙氣脫硝中一般不推薦使用?？筛鶕?jù)煙氣條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性綜合性比較，選用蜂窩式或平板式催化劑催化劑。兩種催化劑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表6-6。表4-3蜂窩式催化劑和平板式催化劑的比較項(xiàng)目蜂窩式催化劑平板式催化劑結(jié)構(gòu)均一結(jié)構(gòu)以不銹鋼篩網(wǎng)板作為擔(dān)體活性強(qiáng)較強(qiáng)比表面積大較大體積中等較大重量中等較重單價(jià)高高催化劑投資成本高高長(zhǎng)期性價(jià)比高高防堵性能中等強(qiáng)耐磨損性能強(qiáng)強(qiáng)使用壽命長(zhǎng)長(zhǎng)SO2氧化性強(qiáng)較強(qiáng)As中直一強(qiáng)CaO適應(yīng)性強(qiáng)強(qiáng)高灰適用性中等強(qiáng)SO2適應(yīng)性較強(qiáng)燃煤局灰占后率中等高適用范圍低塵適用高塵及低塵均適用優(yōu)缺點(diǎn)比表面積大，活性高在超司灰（大于50g）應(yīng)用情況較為困難會(huì)發(fā)生整體性坍塌應(yīng)用范圍廣比表面積小

24、，活性小，所需體積里人在超高灰后很好的應(yīng)用業(yè)績(jī)內(nèi)部有篩板，機(jī)械強(qiáng)度較好，不會(huì)發(fā)生整體性坍塌蜂窩式和平板式催化劑的加工工藝不同，但其化學(xué)特性接近，都能夠滿足不同脫硝效率要求，并有大量的應(yīng)用業(yè)績(jī)。為了加強(qiáng)不同類(lèi)型催化劑的互換性及裝卸的靈活性，均將催化劑單體組裝成標(biāo)準(zhǔn)化模塊尺寸（每個(gè)模塊截面約1.91mX0.97nj）。蜂窩式催化劑為了提高飛灰的抗沖蝕能力，通常將約20mn#度的迎風(fēng)端采取硬化措施。在SCR布置工藝確定時(shí)，催化劑的設(shè)計(jì)和選型主要受到煙塵濃度、溫度及SO濃度的影響:?一般來(lái)說(shuō)，煙塵濃度大于40g/Nm3（標(biāo)態(tài)，干基，6%0,選用的蜂窩式催化劑孔數(shù)應(yīng)不大于18孔，節(jié)距不小于8.2mm，壁

25、厚不小于0.8mm，選用平板式催化劑板間距不小于6.7mm板厚不小于0.7mm當(dāng)煙塵濃度在20g/Nm3至U40g/Nm3之間時(shí)，選用蜂窩式催化劑孔數(shù)應(yīng)不大于20孔，節(jié)距不小于7.4mm壁厚不小于0.7mm選用平板式催化劑板間距不小于6.0mm1板厚不小于0.7mm?鑒于本項(xiàng)目當(dāng)前實(shí)際煙氣粉塵濃度已達(dá)到52g/Nm3左右，蜂窩式催化劑已經(jīng)不適用于本項(xiàng)目，建議選用抗堵性能更強(qiáng)的平板式催化劑，節(jié)距7.1mm。?催化劑中的活性成分V2Q含量通常小于1.5%,在這個(gè)范圍內(nèi)，V2O含量越大活性越高，但最佳運(yùn)行溫度相差較大。對(duì)于活性成分含量較高的催化劑，在300350易發(fā)揮其最佳活性；對(duì)于活性成分含量適中

26、的催化劑，其最佳使用溫度為350400；對(duì)于活性成分含量較低的催化劑，其最佳使用溫度為375425。對(duì)于不同配方的催化劑，在其最佳的使用溫度范圍之外，活性均降低。對(duì)于平均溫度較高的工程，尤其超過(guò)420以上的運(yùn)行環(huán)境，需要增加催化劑中的WO3含來(lái)提高催化劑的抗燒結(jié)能力，延緩催化劑因局部超高溫（如大于450）燒結(jié)所引起的活性惰化。根據(jù)摸底測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本項(xiàng)目應(yīng)選用活性成分含量較高的催化劑。針對(duì)項(xiàng)目的工程條件、煙氣條件以及性能要求，結(jié)合相關(guān)技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，按催化劑化學(xué)壽命為24000h、脫硝效率80%煙塵濃度55g/Nm3左右，建議選擇平板式催化劑，平板式催化劑板節(jié)距不小于6.7mm。4.3 防

27、止催化劑中毒的有效措施防止催化劑物理中毒的有效措施：針對(duì)煙氣特點(diǎn)（煙氣含灰量等）選擇節(jié)適合距的催化劑和吹灰方式；防止催化劑化學(xué)中毒的有效措施：根據(jù)煤質(zhì)資料中微量元素含量進(jìn)行催化劑配方設(shè)計(jì)，運(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能避免在低于最低連續(xù)運(yùn)行溫度下長(zhǎng)時(shí)間的噴氨運(yùn)行，以防止硫酸氫氨等副產(chǎn)物的大量形成。當(dāng)煙塵中SiO2和AL2O3的比率大于2時(shí)，灰塵的磨損性將非常強(qiáng)；反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)提高煙氣流動(dòng)方向性，適當(dāng)降低煙氣流速；催化劑選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)選用硬度比較高的催化劑，建議采用蜂窩狀催化劑；如果磨損問(wèn)題比較嚴(yán)重，建議選用設(shè)有前端硬化的催化劑。5脫硝還原劑的選擇5.1 脫硝還原劑的分類(lèi)還原劑的選擇是影響SCR兌硝效率的主要因

28、素之一，應(yīng)具有效率高、價(jià)格低廉、安全可靠、存儲(chǔ)方便、運(yùn)行穩(wěn)定、占地面積小等特點(diǎn)。目前，常用的還原劑有液氨、尿素和氨水三種。本項(xiàng)目結(jié)合本期工程的特點(diǎn)、國(guó)家規(guī)范和當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)要求，對(duì)脫硝劑的選擇進(jìn)行分析如下。1）液氨法（圖5-1）:液氨由專(zhuān)用密閉液氨槽車(chē)運(yùn)送到液氨儲(chǔ)罐，液氨儲(chǔ)罐輸出的液氨在液氨蒸發(fā)器蒸發(fā)成氨氣，并將氨氣加熱至常溫后，送到氨氣緩沖罐備用。緩沖罐的氨氣經(jīng)調(diào)壓閥減壓后，送入各機(jī)組的氨氣/空氣混合器中，與來(lái)自風(fēng)機(jī)的空氣充分混合后，通過(guò)噴氨格柵（AIG）噴人煙氣中，與煙氣混合后進(jìn)入SCR崔化反應(yīng)器。液氨法在國(guó)內(nèi)的運(yùn)行業(yè)績(jī)較多。圖5-1液氨制氨工藝流程圖圖5-2氨水制氨工藝流程圖2）氨水法（圖

29、5-2）:通常是用25%勺氨水溶液，將其置于存儲(chǔ)罐中，然后通過(guò)加熱裝置使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽?？梢圆捎媒佑|式蒸發(fā)器法或采用噴淋式蒸發(fā)器法。氨水法對(duì)儲(chǔ)存空間的需求較大，且運(yùn)行中氨水蒸發(fā)需要消耗大量的能量，運(yùn)行費(fèi)用較高，國(guó)內(nèi)業(yè)績(jī)非常少。3）尿素法：分為水解技術(shù)與熱解技術(shù)。目前在國(guó)內(nèi)只有國(guó)電青山電廠采用了尿素水解技術(shù)，該脫硝機(jī)組已于2011年8月27日通過(guò)168h試運(yùn)，但其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性還有待驗(yàn)證。熱解技術(shù)在國(guó)內(nèi)有部分運(yùn)行業(yè)績(jī)，如華能北京熱電廠（4X830t/h鍋爐）、京能石景山熱電廠（4X670t/h鍋爐）、華能玉環(huán)電廠（4X1000M帆組）等。尿素?zé)峤饧夹g(shù)的工藝流程如下：袋裝尿素儲(chǔ)存于儲(chǔ)

30、存問(wèn)，由斗提機(jī)輸送到溶解罐里，用除鹽水將固體尿素溶解成40%55皈量濃度的尿素溶液，通過(guò)尿素溶液循環(huán)泵輸送到尿素溶液儲(chǔ)罐；尿素溶液經(jīng)由供液泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴等進(jìn)入絕熱分解室，稀釋空氣經(jīng)加熱后也進(jìn)入分解室。霧化后的尿素液滴在絕熱分解室內(nèi)分解，生成的分解產(chǎn)物為NH、凡。和CO,尿素?zé)峤夂螽a(chǎn)生濃度小于5%勺氨氣，經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)送入鍋爐煙氣。尿素法制氨初投資及運(yùn)行費(fèi)用均較高。戢從杭,穌熱的助燃空"爐q咫75-3尿素?zé)峤庵瓢惫に嚵鞒虉D5.2 三種還原劑的性能比較與應(yīng)用表5-4還原劑性能比較（以2X300MW脫硝機(jī)組為例）項(xiàng)目液氨法氨水法尿素水解法尿素?zé)峤夥ㄟ€原劑存儲(chǔ)條件高壓常壓常壓，干態(tài)常壓，干態(tài)還原劑存儲(chǔ)形態(tài)液態(tài)液態(tài)微粒狀微粒狀還原劑運(yùn)輸費(fèi)用便宜貴便宜便宜反應(yīng)劑費(fèi)用便宜較貴貴貴還原劑制備方法蒸發(fā)蒸發(fā)水解熱解技術(shù)工藝成熟度成熟成熟成熟成熟系統(tǒng)復(fù)雜性簡(jiǎn)單復(fù)雜最復(fù)雜復(fù)雜系統(tǒng)響應(yīng)性快快慢（510分鐘）慢（510分