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第一部分
1、什么是SCR烟气脱硝技术
SCR烟气脱硝技术即选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,简称 SCR),是向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其它合适的还原剂,利用催化剂(铁、钒、铬、钴或钼等碱金属) 在温度为200-450℃时将烟气中的 NOx转化为氮气和水。由于NH3具有选择性,只与NOx发生反应,基本不与O2反应,故称为选择性催化还原脱硝。在通常的设计中,使用液态纯氨或氨水(氨的水溶液),无论以何种形式使用氨,首先使氨蒸发,然后氨和稀释空气或烟气混合,最后利用喷氨格栅将其喷入 SCR反应器上游的烟气中。
2、选择性催化还原法 (SCR)主要反应
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
反应温度
230~450 ℃
一般应用温度:320~400 ℃
转化效率在70~90%之间。
3、各国氮氧化物的排放标准。
国家 |
固体燃料 |
排放限值(mg/m3) |
|
中国(2012-01-01以后) |
全部煤粉锅炉 |
100(超低排放机组50) |
|
美国 (2005-02-28以后的执行标准) |
新建机组 |
135 |
|
改建机组 |
135 |
||
改造机组 |
185 |
||
欧盟 (2002年11月27日后获得许可证的电厂)
*偏远地区除外,其值为300mg/m3 |
生物燃料 |
热功率50~100MW |
400 |
热功率100~300MW |
300 |
||
热功率大于300MW |
200 |
||
普通燃料 |
热功率50~100MW |
400 |
|
热功率大于100MW |
200* |
||
日本 (1987.4.1至今的执行标准) |
烟气量(万Nm3/h) |
﹥70 |
410 |
20-70 |
513 |
||
<4 |
718 |
4 、锅炉脱硝系统装置的基本流程
a) 高尘SCR系统--首选 ;b)低尘SCR系统
5、SCR系统
6、选择性催化还原(SCR)法工艺系统图
7、催化剂
8、优缺点
a、SCR烟气脱硝法的优点
SCR脱硝是国际上应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。该法的优点是:由于使用了催化剂,故反应温度较低;净化率高,可高达85%以上;工艺设备紧凑,运行可靠;还原后的氮气放空,无二次污染。
b、SCR烟气脱硝法的缺点
缺点:烟气成分复杂,某些污染物可使催化剂中毒;高分散度的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面,使其活性下降;系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用,生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氨(NH4)2SO4和硫酸氢氨NH4HSO4,同时还会降低氨的利用率;投资与运行费用较高。
第二部分
SNCR脱硝技术
SNCR脱硝技术即选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下简写为SNCR)技术,是一种不用催化剂,在850-1100℃的温度范围内,将含氨基的还原剂(如氨水,尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的NOx还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。
在合适的温度区域,且氨水作为还原剂时,其反应方程式为:
4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O (1)
然而,当温度过高时,也会发生如下副反应:
4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O(2)
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%-80%,受锅炉结构尺寸影响很大。采用SNCR技术,目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。
SNCR脱硝原理
SNCR 技术脱硝原理为:
在850-1100℃范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应为:
NH3为还原剂:
4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O
尿素为还原剂:
NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O
SNCR脱硝系统组成
SNCR(喷氨)系统主要由卸氨系统、罐区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与调节系统、喷雾系统等组成。
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成:
接收和储存还原剂;在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;
还原剂的计量输出、与水混合稀释;还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
SNCR脱硝工艺流程
如图(二)所示,水泥窑炉SNCR烟气脱硝工艺系统主要包括还原剂储存系统、循环输送模块、稀释计量模块、分配模块、背压模块、还原剂喷射系统和相关的仪表控制系统等。
SNCR脱硝工艺流程图
SNCR脱硝设备
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