活性氨脫硝技術(shù)課件

山東大學(xué)

朱維群

2013.4活性氨脫硝技術(shù)暨在水泥窯爐脫硝中的應(yīng)用目錄脫硝技術(shù)簡介活性氨脫硝技術(shù)活性氨在水泥窯爐脫硝中的應(yīng)用結(jié)論1.脫硝技術(shù)簡介

目前，在工業(yè)上應(yīng)用的主要脫硝技術(shù)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。SNCR脫硝主要是在爐膛頂部(850~1000℃)溫度窗口噴入氨基還原劑，無需催化劑，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)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)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)：氨水屬于危險化學(xué)品，運(yùn)輸、儲存都需要備案。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、儲存受限，從而使購買成本增大；SNCR脫硝技術(shù)3.氨水在使用時不僅使?fàn)t溫降低，而且耗能較大，每噸氨水加入窯爐時大約額外需要增加能耗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)對鍋爐效率的影響

電力科技與環(huán)保2012（1）2855-575.脫硝時氨水用量大，造成氨逃逸：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濃度從1280mg/Nm3降低到200mg/Nm3以下，覆蓋面積約占90%-95%，NSR為1.65。2.活性氨煙氣脫硝技術(shù)針對SCR和SNCR技術(shù)的缺點(diǎn)，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)活性氨基還原劑(NR3)能夠在反應(yīng)溫度450~800℃，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。n(還原劑/NOx)1.2~1.5:10.6~1:1生產(chǎn)條件生產(chǎn)條件嚴(yán)格生產(chǎn)易于控制脫硝成本2~8元/噸熟料2~6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、儲存氨屬于化學(xué)危險品，儲存、運(yùn)輸法規(guī)嚴(yán)格還原劑為固體，運(yùn)輸和儲存方便對爐溫的影響對爐溫有影響，煤耗增加對爐溫?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、儲存方便，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)?；钚园泵撓跫夹g(shù)工藝流程序號時間加料位置溫度（℃）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級預(yù)熱器下錐體清料孔64533332544538570545.428:58-10:224級預(yù)熱器下錐體清料孔810276.916335025773565313:50-14:234級預(yù)熱器下錐體清料孔81049015324820045355.8414:23-14:314級預(yù)熱器下錐體清料孔81022529434632056543.4514:46-15:453級預(yù)熱器下料管翻板閥下64032922135228659952.2615:45-16:403級預(yù)熱器下料管翻板閥下64040112625819278475.5活性氨在水泥窯爐脫硝中的應(yīng)用4、通過試驗結(jié)果計算活性氨的反應(yīng)率得出：進(jìn)料量為300kg/h時，反應(yīng)率為70%，對應(yīng)的脫硝率在60-65%；進(jìn)料量為500kg/h時，反應(yīng)率為39%，對應(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，脫硝率會有較大的提升。5、在低的NOX含量工況條件下，依然具有較好的脫硝率，表明活性氨脫硝劑也適合于低濃度NOX的脫除。

結(jié)論

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，它具有以下優(yōu)勢：（1）

活性氨脫硝技術(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。（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)，