【潍坊天洁锅炉烟气净化技术:三十九】SCR烟气脱硝技术

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2018-02-13 9:29:34

天洁 专注大气污染治理技术的研发与制造

SCR烟气脱硝技术

总之,燃料在锅炉内燃烧后产生大量的烟尘、硫和氮的氧化物等有害气体,这些有害物质排放到大气中,对人们的生产、生活、健康以及环境和生态都会造成极大危害。对此,必须要引起高度重视,加强对电厂锅炉烟气的处理对于改善我国的空气环境具有着重要的意义,天洁公司主要对电厂锅炉烟气净化综合治理技术进行深入的研究和对项目的治理实施。

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SCR烟气脱硝技术简介

天洁产品研发体系,凭借天洁人专业的设计研发能力、国际标准的制造工艺、ISO的质控管理体系,已经发展到新的高度,可根据每个用户的具体需求或项目的特色,进行个性化研发设计,为其量身定制大气净化产品,节约成本,实现节能省耗,减少污染,绿色环保的可持续发展。

SCR烟气脱硝技术概述

近几年来选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快,在欧洲和日本得到了广泛的应用,目前催化还原烟气脱硝技术是应用最多的技术。天洁环保掌握当今市面上主流的脱硝工艺,选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR),能够为用户提供从设计、制造、安装、调试的“交钥匙工程”。

1)SCR脱硝反应

目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种法都是利用氨对NOX的还原功能,在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水。还原剂为NH3,其不同点则是在尿素法SCR中,先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR触媒反应器,它转换的方法为将尿素注入一分解室中,此分解室提供尿素分解所需之混合时间,驻留时间及温度,由此室分解出来之氨基产物即成为SCR的还原剂通过触媒实施化学反应后生成氨及水。

尿素分解室中分解成氨的方法有热解法和水解法,主要化学反应方程式为: NH2CONH2 H2O→2NH3 CO2

在整个工艺的设计中,通常是先使氨蒸发,然后和稀释空气或烟气混合,最后通过分配格栅喷入SCR反应器上游的烟气中。

在SCR反应器内,NO通过以下反应被还原:

4NO 4NH3 O2→3N2 6H2O

6NO 4NH3→5N2 6H2O

当烟气中有氧气时,反应第一式优先进行,因此,氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。

在锅炉的烟气中,NO2一般约占总的NOX浓度的5%,NO2参与的反应如下:

2NO2 4NH3 O2→3N2 6H2O

6NO2 8NH3→7N2 12H2O

上面两个反应表明还原NO2比还原NO需要更多的氨。

在绝大多数锅炉烟气中,NO2仅占NOX总量的一小部分,因此NO2的影响并不显著。

SCR系统NOX脱除效率通常很高,喷入到烟气中的氨几乎完全和NOX反应。有一小部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。一般来说,对于新的催化剂,氨逃逸量很低。但是,随着催化剂失活或者表面被飞灰覆盖或堵塞,氨逃逸量就会增加,为了维持需要的NOX脱除率,就必须增加反应器中NH3/NOX摩尔比。当不能保证预先设定的脱硝效率和(或)氨逃逸量的性能标准时,就必须在反应器内添加或更换新的催化剂以恢复催化剂的活性和反应器性能。从新催化剂开始使用到被更换这段时间称为催化剂寿命。

2)SCR系统组成及反应器布置

在选择催化还原工艺中,NOx与NH3在催化剂的作用下产生还原。催化剂安放在一个固定的反应器内,烟气穿过反应器平行流经催化剂表面。催化剂单元通常垂直布置,烟气自上向下流动。

SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。

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锅炉烟气除尘

锅炉在使用的过程中不可避免地产生粉尘和烟气,锅炉烟气除尘就是把锅炉中的粉尘从烟气中分离出来,从而减少粉尘污染并且有利于进一步对烟气进行脱硫、脱硝等处理。随着社会的发展,环保越来越受到人们的重视,锅炉除尘也已经应用到火力发电等各个领域。锅炉除尘采用的除尘设备包括机械除尘器、袋式除尘器、电除尘器和湿除尘器等。但每种除尘净化系统总有其技术上的优点和缺点,应根据实际情况选择合适的除尘设施与工艺。

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锅炉烟气脱硫

锅炉烟气脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究,目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。其中燃烧后脱硫,又称烟气脱硫(简称FGD),在FGD技术中,按脱硫剂的种类划分,可分为以下五种方法:以CaCO3(石灰石)为基础的钙法,以MgO为基础的镁法,以Na2SO3为基础的钠法,以NH3为基础的氨法,以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法,所占比例在90%以上。

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锅炉烟气脱硝

锅炉烟气脱硝是燃烧烟气中去除氮氧化物的过程,防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境,应对煤进行脱硝处理。分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。世界上比较主流的工艺分为:SCR和SNCR。这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外,其他并无太大区别,但如果从建设成本和运行成本两个角度来看,SCR的投入至少是SNCR投入的数倍,甚至10倍不止。

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锅炉烟气超低排放

2014年9月,国家发改委、环保部、国家能源局联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》,要求新建机组应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施,东部地区新建机组基本达到燃机排放限值,中部地区原则上接近或达到燃机排放限值,鼓励西部地区接近或达到燃机排放限值。同时,稳步推进东部地区现役燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃机排放限值的环保改造。

锅炉烟气超低排放,是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中,采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术,使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值,即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不超过10 mg/m、35 mg/m、50 mg/m,比《火电厂大气污染物排放标准》中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降50%、30%和50%,是燃煤发电机组清洁生产水平的新标杆。要研发“多污染物高效协同控制技术”,对燃煤电厂原有的脱硝设备、脱硫设备和除尘设备进行提效改造,并引入新的环保技术对汞和三氧化硫进行进一步脱除,使电厂排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞和三氧化硫达到超低排放的要求。

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