活性氨脫硝技術(shù)匯編

1、山東大學(xué)(shn dn d xu) 朱維群2013.4活性氨脫硝技術(shù)(jsh)暨在水泥窯爐脫硝中的應(yīng)用共二十五頁目錄(ml)脫硝技術(shù)簡介活性氨脫硝技術(shù)活性氨在水泥(shun)窯爐脫硝中的應(yīng)用結(jié)論共二十五頁1.脫硝技術(shù)(jsh)簡介 目前，在工業(yè)上應(yīng)用的主要脫硝技術(shù)(jsh)是： SCR和SNCR。 SCR脫硝技術(shù)的核心是利用NH3在催化劑條件下，較低反應(yīng)溫度（300-400）與NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)； SNCR脫硝技術(shù)是NH3在高溫（800-1000）下與NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 NH3的制備包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料。共二十五頁SCR脫硝技術(shù)SCR脫硝技術(shù)具有反應(yīng)溫度低、脫硝效率高的優(yōu)

2、點(diǎn)，成為控制NOx的主要方法。在SCR 技術(shù)中催化劑是核心，催化劑的性能直接影響NOx的脫除效果。但是， SCR技術(shù)具有下述缺點(diǎn)：催化劑容易中毒，增加了系統(tǒng)(xtng)的不穩(wěn)定性；催化劑易產(chǎn)生堵塞，影響鍋爐出力；催化劑的建設(shè)成本占整個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)的30%50%，其運(yùn)行也占到總運(yùn)行成本的30-50%。共二十五頁 SNCR脫硝主要是在爐膛頂部(8501000)溫度窗口噴入氨基還原劑，無需(wx)催化劑，利用還原劑釋放出的NH3選擇性地將煙氣中的Nox發(fā)生還原反應(yīng)成為無害的N2和水。 SNCR脫硝技術(shù)(jsh)共二十五頁 SNCR技術(shù)脫硝率中等，不需要催化劑，運(yùn)行費(fèi)用較低，建設(shè)周期短，適合(shh

3、)中小型鍋爐和各種窯爐脫硝的改造。 在SNCR 工藝中存在如下問題：含量10-20%氨或尿素水溶液噴入反應(yīng)區(qū)內(nèi)會(huì)造成高溫反應(yīng)區(qū)內(nèi)驟然大幅降溫，而且反應(yīng)區(qū)內(nèi)各區(qū)域的溫度不均勻，從而導(dǎo)致脫硝效率低下，目前一般的脫硝效率僅為30-50%，并且影響爐內(nèi)燃燒效率。（華能萊蕪電廠拆除了SNCR脫硝裝置）。SNCR脫硝技術(shù)(jsh)共二十五頁目前水泥廠脫硝一般采用外購氨水的SNCR脫硝技術(shù)，這存在著以下諸多缺點(diǎn)：氨水屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，運(yùn)輸(ynsh)、儲(chǔ)存都需要備案。一旦泄露造成危害，損失較大；工業(yè)氨水中的含氨量一般不大于20%，也就是80%的運(yùn)輸量是水，這樣造成運(yùn)輸不便、儲(chǔ)存受限，從而使購買成本增大；SNC

4、R脫硝技術(shù)(jsh)共二十五頁3.氨水在使用時(shí)不僅使?fàn)t溫降低，而且耗能較大，每噸氨水加入窯爐時(shí)大約額外需要增加(zngji)能耗90公斤標(biāo)準(zhǔn)煤（可以用水的蒸發(fā)潛熱和熱容量簡易估算）； 參考： 段傳和，夏懷祥，谷小兵 燃煤電站SNCR脫硝系統(tǒng)噴射還原劑介質(zhì)對(duì)鍋爐效率的影響(yngxing) 電力科技與環(huán)保 2012 （1）28 55-57共二十五頁4對(duì)部分地區(qū)來說，氨水(n shu)的價(jià)格昂貴，使脫硝成本大為提高。如果每噸氨水（20%含量）的價(jià)格大于800元，就比尿素價(jià)格高（尿素含氨50%，價(jià)格2000元左右）。建議采用尿素制氨新技術(shù)：尿素現(xiàn)場制氨技術(shù)【專利授權(quán)號(hào)CN 101555025B】，加

5、工每噸尿素可盈利300500元。共二十五頁5.脫硝時(shí)氨水用量大，造成(zo chn)氨逃逸：氨水在分解爐高溫下與NOx反應(yīng)效率差，NH3/NOx的摩爾比一般在1.5:1。 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%氨水溶液流量增加到最大931l/h，NOx濃度(nngd)從1280 mg/Nm3降低到200 mg/Nm3以下，覆蓋面積約占90%-95%，NSR為1.65。共二十五頁6.SNCR脫硝效率低 現(xiàn)有氨水法SNCR脫硝效率一般在5060%，NOx排放濃度(nngd)在300mg/M3;而活性氨脫硝可以比較容易使尾氣NOx達(dá)到200mg/M3以下。共二十五頁2.活性氨煙氣脫硝技術(shù) 針對(duì)SCR和SNCR技術(shù)的缺點(diǎn)，

6、我們研究開發(fā)了高活性氨基還原劑（簡稱活性氨）煙氣脫硝技術(shù)。2.1活性氨煙氣脫硝原理 一類高反應(yīng)(fnyng)活性氨基還原劑(NR3) 能夠在反應(yīng)溫度450800，無催化劑條件下與NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而達(dá)到脫硝的目的。我們稱之為活性氨煙氣脫硝技術(shù)。 其技術(shù)的主要特點(diǎn)是：NR3與Nox反應(yīng)比NH3具有高的反應(yīng)活性。共二十五頁活性氨脫硝技術(shù)(jsh)與SNCR技術(shù)的對(duì)比內(nèi)容SNCR活性氨還原劑氨NR3反應(yīng)溫度/09501050450800催化劑不使用催化劑不使用催化劑脫硝效率30%60%60%90%還原劑噴射位置爐頂3、4級(jí)預(yù)熱器共二十五頁n(還原劑/NOx)1.21.5:10.61:1生產(chǎn)條

7、件生產(chǎn)條件嚴(yán)格生產(chǎn)易于控制脫硝成本28元/噸熟料26元/噸熟料建設(shè)施工工期較長短，不影響生產(chǎn)能耗能耗大，氨水的蒸發(fā)熱即為90kg標(biāo)準(zhǔn)煤/噸小還原劑運(yùn)輸、儲(chǔ)存氨屬于化學(xué)危險(xiǎn)品，儲(chǔ)存、運(yùn)輸法規(guī)嚴(yán)格還原劑為固體，運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便共二十五頁對(duì)爐溫的影響對(duì)爐溫有影響，煤耗增加對(duì)爐溫?zé)o影響占地空間較大 較小建設(shè)施工工期較長短，不影響生產(chǎn) 總之，活性氨脫硝技術(shù)以高反應(yīng)活性的固體氨基還原劑（NR3）為原料，在450-800范圍內(nèi)，迅速（1-2s）與NOx發(fā)生還原反應(yīng)而達(dá)到脫硝目的。 它具有運(yùn)輸、儲(chǔ)存方便(fngbin)，耗能少，NH3/NOx摩爾比一般小于1:1，氨逃逸少等諸多優(yōu)點(diǎn)。共二十五頁活性氨脫硝技術(shù)(j

8、sh)工藝流程共二十五頁序號(hào)時(shí)間加料位置溫度（）加料量（kg/h）穩(wěn)定反應(yīng)期間NOX濃度最小值（mg/m3）穩(wěn)定反應(yīng)期間NOX濃度最大值（mg/m3）檢測加料后NOX濃度均值（mg/m3）檢測未加料NOX濃度均值（mg/m3）檢測NOX脫硝效率(%)110:32-10:593級(jí)預(yù)熱器下錐體清料孔64533332544538570545.428:58-10:224級(jí)預(yù)熱器下錐體清料孔810276.916335025773565313:50-14:234級(jí)預(yù)熱器下錐體清料孔81049015324820045355.8 414:23-14:314級(jí)預(yù)熱器下錐體清料孔81022529434632056

9、543.4514:46-15:453級(jí)預(yù)熱器下料管翻板閥下64032922135228659952.2615:45-16:403級(jí)預(yù)熱器下料管翻板閥下64040112625819278475.5活性氨在水泥(shun)窯爐脫硝中的應(yīng)用共二十五頁共二十五頁試驗(yàn)結(jié)論：1、相當(dāng)?shù)募恿狭浚恿衔恢?級(jí)預(yù)熱器比3級(jí)預(yù)熱器脫硝效率高。分析原因4級(jí)預(yù)熱器溫度有利于脫硝反應(yīng)進(jìn)行(jnxng)。2、加料量自225kg/h加高至490kg/h，檢測數(shù)據(jù)計(jì)算脫硝效率43.4%-75.5%。3、比較6個(gè)不同的試驗(yàn)條件下，經(jīng)濟(jì)性脫硝效果較佳的位置和加料量有：4級(jí)預(yù)熱器下錐體加料276.9 kg/h，脫硝率檢測數(shù)據(jù)計(jì)算6

10、5%；3級(jí)預(yù)熱器下料管翻板閥下位置加料401 kg/h，脫硝率檢測數(shù)據(jù)計(jì)算75.5%。 共二十五頁4、通過試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算活性氨的反應(yīng)率得出：進(jìn)料量為300kg/h時(shí)，反應(yīng)率為70%，對(duì)應(yīng)的脫硝率在60-65%；進(jìn)料量為500kg/h時(shí)，反應(yīng)率為39%，對(duì)應(yīng)的脫硝率為56%左右。說明在這種反應(yīng)率較低的情況下，達(dá)到了較好的脫硝率，隨著工藝過程的優(yōu)化，脫硝率會(huì)有較大的提升。5、在低的NOX含量工況條件下，依然具有(jyu)較好的脫硝率，表明活性氨脫硝劑也適合于低濃度NOX的脫除。 共二十五頁結(jié)論(jiln) 活性氨煙氣脫硝技術(shù)具有重大的理論突破和應(yīng)用技術(shù)突破，它具有以下(yxi)優(yōu)勢： （1） 活性氨

11、脫硝技術(shù)是利用活性氨基還原劑(NR3)在中等反應(yīng)溫度、無需催化劑條件下與NOx發(fā)生反應(yīng)而達(dá)到脫硝目的，具有重大的理論突破。共二十五頁（2）活性氨煙氣脫硝技術(shù)克服了現(xiàn)有SCR技術(shù)中催化劑投資大、煙氣成分影響大、運(yùn)行成本(chngbn)高等諸多缺點(diǎn)； 克服了SNCR技術(shù)的反應(yīng)溫度高、還原劑與煙氣混合程度差、脫硝效率低、氨氣逸出量大等一系列缺點(diǎn)。（3）活性氨煙氣脫硝技術(shù)只需建立活性氨NR3發(fā)生裝置及其計(jì)量噴射系統(tǒng)，對(duì)爐的影響很小。共二十五頁（4）活性氨煙氣脫硝技術(shù)具有設(shè)備投資少、脫硝效率高、運(yùn)行成本低和適用范圍廣的特點(diǎn)，是一項(xiàng)具有廣泛應(yīng)用前景(qinjng)的脫硝技術(shù)，它適用于多種工業(yè)鍋爐和工業(yè)窯爐的煙氣及尾氣脫硝。 （5）水泥廠窯爐脫硝現(xiàn)場試驗(yàn)表明：活性氨脫硝技術(shù)具有良好的應(yīng)用效果和開發(fā)前景。共二十五頁 歡迎(hunyng)各位專家指正！山東大學(xué)(shn dn d xu)朱維群電mail:共二十五頁內(nèi)容摘要山東大學(xué) 朱維群2013.4。SCR脫硝技術(shù)的核心是利用NH3在催化劑條件下，較低反應(yīng)溫度（300-400）與NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)。NH3的制備包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料。目前水泥廠脫硝一般采用外購氨水的SNCR脫硝技術(shù)，這存在著以下諸多缺