scr脫硝工專題知識(shí)講座

1、scr脫硝工專題知識(shí)講座scr脫硝工專題知識(shí)講座第1頁(yè)1、NOx起源通常以NOx表示NO（90%）和NO2 （10%）天然源：閃電、火災(zāi)、大氣中NH3、N2O氧化人為源：燃煤電廠、硝酸廠、汽車排放等scr脫硝工專題知識(shí)講座第2頁(yè)2、NOx危害性（酸雨定義）降水pH5.6稱為酸雨scr脫硝工專題知識(shí)講座第3頁(yè)2、NOx危害性（受酸雨破壞紅杉樹(shù)）scr脫硝工專題知識(shí)講座第4頁(yè)2、NOx危害性（臭氧層受破壞）scr脫硝工專題知識(shí)講座第5頁(yè)2、NOx危害性（臭氧層受破壞）scr脫硝工專題知識(shí)講座第6頁(yè)2、NOx危害性（光化學(xué)煙霧事件） NOx與HC等污染物，在適當(dāng)氣象、地理?xiàng)l件下，受強(qiáng)烈光照后形成光化

2、學(xué)煙霧。1940年首次出現(xiàn)于美國(guó)洛杉磯。 現(xiàn)象：強(qiáng)烈刺激性淺藍(lán)色煙霧使能見(jiàn)度降低；行人眼睛紅腫流淚，刺激呼吸系統(tǒng)，損害肺功效；橡膠開(kāi)裂，植物葉片受毒變黃以致枯死。 scr脫硝工專題知識(shí)講座第7頁(yè)2、NOx危害性（溫室效應(yīng)）scr脫硝工專題知識(shí)講座第8頁(yè)2、NOx危害性（溫室效應(yīng)冰川溶化）scr脫硝工專題知識(shí)講座第9頁(yè)3、NOx排放指標(biāo)（標(biāo)準(zhǔn)）單位：mg/m3 時(shí)段 第1時(shí)段 第2時(shí)段 第3時(shí)段 實(shí)施時(shí)間 1月1日 1月1日1月1日燃煤鍋爐 Vdaf10% 15001300110010%Vdaf 20% 1100650650Vdaf 20% 450環(huán)境保護(hù)部門要求，二期工程建成后，嵩嶼電廠一、二

3、期工程大氣污染物排放應(yīng)按GB13223-第時(shí)段限值二分之一控制，即：NOx控制濃度值為225mg/m3。scr脫硝工專題知識(shí)講座第10頁(yè)3、NOx排放指標(biāo)（總量）全國(guó)電廠NOx排放量：655.7萬(wàn) 噸一期工程N(yùn)Ox排放量：7211噸一期工程N(yùn)Ox排放量：7668噸環(huán)境保護(hù)部門要求NOx排放指標(biāo)：A、濃度225 mg/m3。B、脫硝率60%現(xiàn)有排放濃度：450600 mg/m3scr脫硝工專題知識(shí)講座第11頁(yè)4、NOx生原因燃料型NOx熱力型NOx scr脫硝工專題知識(shí)講座第12頁(yè)4、NOx產(chǎn)生原因燃料型NOxA、定義：空氣中氧與煤中氮元素?zé)峤猱a(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成NOx。B、百分比：占燃燒過(guò)程所產(chǎn)

4、生NOx75%90%，是燃燒過(guò)程中NOx主要起源。C、煤中氮量：煤中含氮0.53.0%scr脫硝工專題知識(shí)講座第13頁(yè)熱力型NOxA、定義：燃燒時(shí)空氣中N2和O2在高溫下生成NOx。B、條件：熱力型NOx是在溫度高于1500K時(shí)產(chǎn)生，并伴隨溫度升高而增多 。4、NOx產(chǎn)生原因scr脫硝工專題知識(shí)講座第14頁(yè)4、NOx產(chǎn)生影響原因煤種（揮發(fā)份、氮量、固定碳）燃料溫度過(guò)量空氣系數(shù)（a值）反應(yīng)區(qū)煙氣組成（O2、N2、CO等）反應(yīng)停留時(shí)間煤粉細(xì)度過(guò)量空氣系數(shù)a為最主要影響原因scr脫硝工專題知識(shí)講座第15頁(yè)5、NOx控制技術(shù)主要有兩大類：（1）低NOx燃燒技術(shù)在鍋爐爐膛內(nèi)降低煤燃燒生成NOx量（2）煙

5、氣脫氮技術(shù)在煙氣中脫除NOx，以降低向環(huán)境排放。 scr脫硝工專題知識(shí)講座第16頁(yè)5、NOx控制技術(shù)（低NOx燃燒技術(shù)）技術(shù)分類1、低過(guò)量空氣燃燒2、空氣分級(jí)燃燒、燃料分級(jí)燃燒3、煙氣再循環(huán)等技術(shù) 技術(shù)關(guān)鍵 形成缺氧富燃料區(qū)，設(shè)法降低局部高溫區(qū)燃燒溫度以抑制NOx生成。scr脫硝工專題知識(shí)講座第17頁(yè)1、空氣分級(jí)燃燒實(shí)質(zhì)：缺氧燃燒2、燃料分級(jí)燃燒實(shí)質(zhì)：NOx被還原80%空氣量20%空氣量20%燃料80%燃料5、NOx控制技術(shù)（低NOx燃燒技術(shù)）scr脫硝工專題知識(shí)講座第18頁(yè)5、NOx控制技術(shù)（DRB型低NOx燃燒器）scr脫硝工專題知識(shí)講座第19頁(yè)5、NOx控制技術(shù)（低NOx燃燒模擬圖）sc

6、r脫硝工專題知識(shí)講座第20頁(yè)5、NOx控制技術(shù)（煙氣脫硝）Selective Non - Catalytic Reduction (SNCR) 選擇性非催化還原法（氨和尿素在1000 C下發(fā)生反應(yīng)）：工藝簡(jiǎn)化，但脫氮效率較低。Selective Catalytic Reduction (SCR) 選擇性催化還原法 (SCR) （在450 C 噴射氨水和空氣，用V-Mo 催化劑使 NOx 轉(zhuǎn)化為 N2 和蒸汽）* 被廣泛應(yīng)用* 不利原因有：氨水揮發(fā)* NH3 /尿素存放 scr脫硝工專題知識(shí)講座第21頁(yè)煙氣SCR脫硝工藝第二個(gè)別： SCR工藝與設(shè)備 scr脫硝工專題知識(shí)講座第22頁(yè)1、煙氣SCR

7、脫硝原理（化學(xué)反應(yīng)原理） 在氮氧化物(NOx)選擇催化還原過(guò)程中，經(jīng)過(guò)加氨(NH3)能夠把NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)?N2)和水(H2O)。 主要化學(xué)反應(yīng)方程式以下： 4NO+4NH3+O24N2+6H2O 6NO+4NH35N2+6H2Oscr脫硝工專題知識(shí)講座第23頁(yè)1、煙氣SCR脫硝原理（化學(xué)反應(yīng)機(jī)理） 氨首先被催化劑活化成氨基，再與煙氣中NO偶合，形成了極易降解為N2和H2O亞硝基中間產(chǎn)物。伴隨還原態(tài)催化劑被煙氣中氧氣所氧化，催化劑得到復(fù)原，實(shí)現(xiàn)了催化循環(huán)。 scr脫硝工專題知識(shí)講座第24頁(yè)1、煙氣SCR脫硝原理（化學(xué)反應(yīng)過(guò)程） 原煙氣NH3 催化劑層NOxNOxNOxNH3NH3NH3NOxN

8、OxN2N2H2OH2OH2O凈煙氣scr脫硝工專題知識(shí)講座第25頁(yè)1、煙氣SCR脫硝原理（化學(xué)反應(yīng)過(guò)程） NH3NOxN2H2Oscr脫硝工專題知識(shí)講座第26頁(yè)2、煙氣SCR脫硝工藝（反應(yīng)器簡(jiǎn)圖） 凈煙氣原煙氣催化劑整流器噴氨scr脫硝工專題知識(shí)講座第27頁(yè)2、煙氣SCR脫硝工藝（工藝簡(jiǎn)圖） scr脫硝工專題知識(shí)講座第28頁(yè)3、煙氣SCR工藝（ #2機(jī)反應(yīng)器布置側(cè)面圖） KLOP導(dǎo)流板省煤器整流層運(yùn)行層備用層膨脹節(jié)灰斗空預(yù)器一次風(fēng)機(jī)FL 39650 mmFL 34550 mmFL 26500 mmFL 18690 mmFL 13990 mmMN圖例新增設(shè)備原有設(shè)備改造立柱原有立柱混合器注氨格

9、柵scr脫硝工專題知識(shí)講座第29頁(yè)4、煙氣SCR脫硝工藝（ 主要技術(shù)指標(biāo)） 項(xiàng)目單位設(shè)計(jì)值鍋爐煙氣流量Nm3/h1010466NH3逃逸率Vol. ppm3設(shè)計(jì)脫硝效率%60SO2轉(zhuǎn)化成SO3百分率%1scr脫硝工專題知識(shí)講座第30頁(yè)4、煙氣SCR脫硝工藝（ 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)） 每臺(tái)機(jī)每小時(shí)耗氨量為110Kg，4臺(tái)機(jī)天天耗氨量約為10 噸4臺(tái)機(jī)年耗量為3300 噸（按100%負(fù)荷，7500 hr計(jì)）4臺(tái)機(jī)年耗氨總費(fèi)用約為1000萬(wàn)元，（按3100元/噸氨計(jì)） scr脫硝工專題知識(shí)講座第31頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （反應(yīng)器基礎(chǔ)與砼支承）#1機(jī)反應(yīng)器基礎(chǔ)改造#1機(jī)反應(yīng)器砼支座scr脫硝工專題知識(shí)講座第3

10、2頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （反應(yīng)器安裝圖）反應(yīng)器鋼架安裝圖反應(yīng)器殼體安裝圖scr脫硝工專題知識(shí)講座第33頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （稀釋風(fēng)機(jī)）為確保氨（NH3）注入煙道絕對(duì)安全以及均勻混合，將氨濃度降低到爆炸極限（其爆炸極限：在空氣中體積比為 1528）下限以下，控制在5以內(nèi)。一期風(fēng)機(jī)房布置在反應(yīng)器前側(cè)二期風(fēng)機(jī)房布置在反應(yīng)器后側(cè)scr脫硝工專題知識(shí)講座第34頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （AIG示意圖） 氨注入柵格（AIG）包含有注射噴嘴集管和支管。每個(gè)反應(yīng)器配1根母管，12根支管，每根支管上有6個(gè)噴嘴。一、二期噴嘴數(shù)量有差異。PIFIFIFIFIFIFIFIFIFI煙道稀釋后氨氣支管母管scr脫硝工專題知

11、識(shí)講座第35頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （AIG實(shí)物圖） 氨注入柵格（AIG）上集管和支管一期施工中AIG二期施工中AIGscr脫硝工專題知識(shí)講座第36頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （AIG-噴嘴）白色金屬個(gè)別為注氨噴嘴 氨母管調(diào)整閥流量計(jì)煙道噴嘴AIG噴嘴分布示意圖 scr脫硝工專題知識(shí)講座第37頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （吹灰器）吹灰器作用是定時(shí)吹去催化劑層上積灰scr脫硝工專題知識(shí)講座第38頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （氨站-參數(shù)）氨站設(shè)3座100m3氨儲(chǔ)罐，儲(chǔ)存氨數(shù)量為165噸，滿足電廠4臺(tái)機(jī)組鍋爐脫硝15天儲(chǔ)存量需要。汽化器：3臺(tái)，氣化能力約 500kg/h（液氨轉(zhuǎn)為氣氨）穩(wěn)壓罐：約4m3 （儲(chǔ)存氣氨）4氨

12、中和裝置、消防裝置、卸氨裝置、勞保（洗眼器）等scr脫硝工專題知識(shí)講座第39頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （氨站-水噴淋中實(shí)景） 氨罐四面噴淋頭用于氨氣泄漏時(shí)應(yīng)急噴淋及夏季高溫下罐體降溫噴淋。scr脫硝工專題知識(shí)講座第40頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （后石電廠氨站）參考對(duì)比圖scr脫硝工專題知識(shí)講座第41頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （氨站-設(shè)備圖片）氣化器壓縮機(jī)scr脫硝工專題知識(shí)講座第42頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （SCR反應(yīng)器實(shí)景圖片）嵩嶼電廠#3機(jī)SCR反應(yīng)器嵩嶼電廠#2機(jī)SCR反應(yīng)器scr脫硝工專題知識(shí)講座第43頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （SCR反應(yīng)器實(shí)景圖片）嵩嶼電廠#2-#4機(jī)SCR反應(yīng)器嵩嶼scr脫硝工專題

13、知識(shí)講座第44頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （SCR反應(yīng)器實(shí)景圖片）臺(tái)塑集團(tuán)SCR反應(yīng)器漳州后石電廠SCR反應(yīng)器scr脫硝工專題知識(shí)講座第45頁(yè)5、煙氣SCR設(shè)備 （SCR反應(yīng)器實(shí)景圖片）江蘇太倉(cāng)電廠SCR反應(yīng)器scr脫硝工專題知識(shí)講座第46頁(yè)6、運(yùn)行機(jī)組改造（對(duì)原空預(yù)器影響）150160170180190200210220230240110100二氧化硫濃度/ppmNH3=1ppmNH3=2ppmNH3=5ppmNH3=10ppm硫酸氫銨凝固點(diǎn)/NH3+SO3（NH4）2SO4+ NH4HSO4 煙氣經(jīng)SCR處理后，少許未參加脫硝反應(yīng)NH3會(huì)與SO3反應(yīng)生成NH4HSO4和(NH4)2SO4，對(duì)空預(yù)

14、器造成粘污、堵塞。scr脫硝工專題知識(shí)講座第47頁(yè)6、運(yùn)行機(jī)組改造（對(duì)空預(yù)器影響對(duì)策） 常規(guī)空預(yù)器冷端腐蝕區(qū)僅在冷端100mm-200mm范圍內(nèi)，在增加了SO3轉(zhuǎn)化率后，硫酸露點(diǎn)通常上升5-10，預(yù)熱器冷端受硫酸腐蝕區(qū)范圍將上升到250mm-450mm，原有空預(yù)器冷段305mm高度就顯得不夠了。所以，為不影響機(jī)組正常運(yùn)行，對(duì)空氣預(yù)熱器進(jìn)行了改造。 原空預(yù)器3層傳熱元件更換為2層，取消中間傳熱元件。熱端材質(zhì)由A3鋼更換為Corten鋼，冷端材質(zhì)則由Corten鋼更換為搪瓷表面，轉(zhuǎn)子分格改24分格為48分格。scr脫硝工專題知識(shí)講座第48頁(yè)6、運(yùn)行機(jī)組改造（對(duì)策-波紋板更換）改造后熱端DU型板改造

15、后冷端DNF型板scr脫硝工專題知識(shí)講座第49頁(yè)6、運(yùn)行機(jī)組改造（引風(fēng)機(jī)） 在脫硝效率為60%和90%情況下，SCR增加煙氣阻力分別為680 Pa和870 Pa，引風(fēng)機(jī)大約需增加1000Pa壓頭來(lái)填補(bǔ)增設(shè)脫硝裝置后所引發(fā)風(fēng)壓損失。 改造后引風(fēng)機(jī)仍采取動(dòng)葉可調(diào)軸流式風(fēng)機(jī)，出力由原來(lái)211.8m3/s變?yōu)?30.8m3/s，風(fēng)壓則由原來(lái)3100 Pa左右上升為4090 Pa，scr脫硝工專題知識(shí)講座第50頁(yè)煙氣SCR脫硝工藝第三個(gè)別： SCR催化劑 scr脫硝工專題知識(shí)講座第51頁(yè)1、催化劑分類主要有三大類：貴金屬（低溫條件使用、對(duì)SO2氧化作用強(qiáng)）金屬氧化物（中溫條件使用，本工程選?。┓惺肿雍Y

16、（高溫條件使用）scr脫硝工專題知識(shí)講座第52頁(yè)2、催化劑成份以 V2O5-WO3（MoO3）/TiO2 為例：TiO2：90%左右（w/w）V2O5：0.3-1.5%（w/w）WO3、MoO3（分別約為10%和6%，w/w）注： WO3、MoO3普通只選取其中一個(gè)scr脫硝工專題知識(shí)講座第53頁(yè)3、催化劑各成份作用以V2O5-WO3（MoO3）/TiO2 為例：TiO2：起載體作用V2O5：催化反應(yīng)活性組分，降解NOx，同時(shí)會(huì)把SO2氧化為SO3。WO3、MoO3：作為結(jié)構(gòu)助劑，提升催化劑穩(wěn)定性，預(yù)防釩出現(xiàn)高溫?zé)Y(jié)現(xiàn)象。scr脫硝工專題知識(shí)講座第54頁(yè)4、商用催化劑型式（比較圖）平板式催化劑

17、（后石電廠） 蜂窩式催化劑 （嵩嶼電廠）scr脫硝工專題知識(shí)講座第55頁(yè)4、商用催化劑型式（比較圖）平板式催化劑（后石電廠） 蜂窩式催化劑 （嵩嶼電廠）scr脫硝工專題知識(shí)講座第56頁(yè)4、商用催化劑型式（比較圖）平板式催化劑（后石電廠） 蜂窩式催化劑 （嵩嶼電廠）scr脫硝工專題知識(shí)講座第57頁(yè)5、蜂窩式催化劑外形不一樣氣流孔徑催化劑模塊scr脫硝工專題知識(shí)講座第58頁(yè)5、催化劑制造過(guò)程scr脫硝工專題知識(shí)講座第59頁(yè)5、催化劑箱體（實(shí)景圖）催化劑箱體（共64個(gè)模塊）模塊間密封 scr脫硝工專題知識(shí)講座第60頁(yè)6、催化劑分層布置（示意圖） 每層催化劑：6箱7=42箱 原煙氣(Spare)運(yùn)行層

18、 備用層原煙氣(Spare)吹灰器scr脫硝工專題知識(shí)講座第61頁(yè)6、催化劑在煙道中布置（示意圖） H整流層催化劑運(yùn)行層催化劑備用層導(dǎo)流板催化劑箱體DW每個(gè)反應(yīng)器催化劑：2層+1層備用每臺(tái)爐有2個(gè)反應(yīng)器scr脫硝工專題知識(shí)講座第62頁(yè)6、催化劑組裝（示意圖）氨噴射格柵外殼支撐結(jié)構(gòu)出口煙道催化劑塊起重機(jī)進(jìn)口煙道scr脫硝工專題知識(shí)講座第63頁(yè)6、催化劑箱體（安裝圖）吊裝中催化劑箱體 安裝中催化劑箱體 scr脫硝工專題知識(shí)講座第64頁(yè)6、催化劑層（安裝后實(shí)景圖）scr脫硝工專題知識(shí)講座第65頁(yè)7、催化劑參數(shù)項(xiàng)目規(guī)格類型蜂窩型催化劑模塊孔徑7.0 mm催化劑模塊孔數(shù)21 孔21 孔催化劑塊尺寸150

19、 mm150 mm606 mmSV值6,890 h-1每臺(tái)爐總催化劑量146.5m3連續(xù)運(yùn)行最高溫度410連續(xù)運(yùn)行最低溫度300短期運(yùn)行最高溫度450短期運(yùn)行最低溫度280scr脫硝工專題知識(shí)講座第66頁(yè)8、影響催化降解效果原因（1）反應(yīng)溫度 反應(yīng)溫度決定著反應(yīng)速度和反應(yīng)活性。當(dāng)前SCR系統(tǒng)大多設(shè)定在320420之間。（2）空間速度 空間速度是煙氣在催化劑容積內(nèi)停留時(shí)間尺度。空間速度大，煙氣在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間短，則反應(yīng)有可能不完全。普通在25003500-1。（3）煙氣流型及與氨湍流混合 在工程設(shè)計(jì)中必須重視煙氣流場(chǎng)，噴氨點(diǎn)應(yīng)含有湍流條件以實(shí)現(xiàn)與煙氣最正確混合，形成明確均項(xiàng)流動(dòng)區(qū)域。（4）催化

20、劑類型、結(jié)構(gòu)和表面積 催化劑是SCR系統(tǒng)中最關(guān)鍵個(gè)別，其類型、結(jié)構(gòu)和表面積都對(duì)脫除NOx效果有很大影響。scr脫硝工專題知識(shí)講座第67頁(yè)煙氣SCR脫硝工藝第四個(gè)別： 運(yùn)行與管理 scr脫硝工專題知識(shí)講座第68頁(yè)scr脫硝工專題知識(shí)講座第69頁(yè)2、催化劑堿金屬中毒 Na、K腐蝕性混合物假如直接和催化劑表面接觸，會(huì)使催化劑活性降低。反應(yīng)機(jī)理是在催化劑活性位置堿金屬與其它物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)。 Me O MeMe O MeNa（K）OOHNa+（K+）OO酸性中心scr脫硝工專題知識(shí)講座第70頁(yè)3、催化劑砷中毒 砷(As)中毒主要是由煙氣中氣態(tài)As2O3引發(fā)。As2O3擴(kuò)散進(jìn)入催化劑表面及堆積在催化劑小孔中，然后在催化劑活性位置與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，砷在催化劑表面堆積，引發(fā)催化劑活性降低。As O As O AsMe O Me O MeOOHO As2 O3Me O Me O MeO O OO O O新鮮催化劑氣態(tài)As2O3堆積在催化劑表面scr脫硝工專題知識(shí)講座第71頁(yè)5、催化劑堵塞 催化劑堵塞主要是因?yàn)殇@鹽及飛灰小顆粒沉積在催化劑小孔中，妨礙了NOx、NH3、O2抵達(dá)催化劑活性表面，引發(fā)催化劑鈍化。scr脫硝工專題知識(shí)講座第72頁(yè)6、催化劑磨損 催化劑磨蝕主要是因?yàn)轱w灰撞擊在催化