一、脱硝技术原理-概述


中国

  最大的煤炭生产和消费国;

  几乎唯一以煤为初级能源的经济大国;

  原煤占能源消费总量70%左右,今后50年以内变动不大;

  发电煤炭约占煤炭总产量40%,燃煤发电提供80%电力;

  燃煤电站烟气净化技术处落后状态。


主要对策

  替代能源技术,如太阳能、地热资源、生物质能、

  风能、核电等;

  高效燃煤发电技术,如整体煤气化联合循环(IGCC)、

  燃用天然气联合循环(NGCC)等;

  常规燃煤电站烟气净化技术是重要的技术选择,

  向高参数、大容量发展。 




产品技术. 低NOx燃烧技术


NOx生成机理

  燃料型 NOx
  煤和油的燃烧中非常重
   热力型 NOx
  高温反应
  快速型 NOx 
  氮、氧、碳氢化合物离子快速反应,较低温度下的反应


NOx 控制原则

  控制生成
  采用先进的燃烧技术,减少NOx的生成 
  生成后的转化
  选择性催化脱硝或选择性非催化脱硝


产品技术 . 低NOx燃烧技术

  燃烧前:从燃料中将氮脱除,实施困难。 
  燃烧中:改进燃烧方式,效率较低,成本低。
  燃烧后:烟气脱硝,效率较高,成本高。

  综合使用、优化组合各种技术手段,提高NOx控制系统的有效性和经济性。

 

  脱硝技术原理:在一定的 条件下,将烟气中有害的氮氧化物还原为氮气和水。

  燃烧过程中控制技术(低NOx燃烧技术)

   燃烧后控制技术(烟气脱硝技术)

 

一、脱硝技术原理

技术选择原则

  火电厂氮氧化物控制技术的选择应因地制宜、因煤制宜、因炉制宜,依据技术上成熟、经济上可行及便于操作来确定。 
  低氮燃烧技术应作为火电厂氮氧化物减排首选技术。
  当采用低氮燃烧技术后,氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量要求时,应建设烟气脱硝设施。

还原剂选择原则

  还原剂的选择应综合考虑经济、安全、环保等多方面因素。 
  选用液氨作为还原剂时,应符合《重大危险源辨识》(GB18218)及《建筑设计防火规范》(GB50016)中的有关规定。 
  位于人口稠密区的脱硝设施,宜选用尿素作为还原剂。

 

二次污染控制 

  SCR氨逃逸控制在4mg/Nm3(5ppm)以下;SNCR氨逃逸控制在8 mg/Nm3(10ppm)以下。 
  失效催化剂的再生和处置应符合相关环保技术或政策要求。



产品技术

低NOx燃烧技术

  燃烧过程中控制技术(低NOx燃烧技术)低过量空气燃烧技术
  烟气再循环技术
  浓淡燃烧技术
  空气分级技术
  再燃技术

  这些技术通过建立低过量空气系数区域,控制燃烧反应温度等措施,抑制燃烧过程中NOX的生成。


产品技术


烟气脱硝技术

脱硝技术原理-燃烧后脱硝技术类别

SCR烟气脱硝技术
  SCR (Selective Catalytic Reaction):在催化剂的作用下,利用还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。

SNCR烟气脱硝技术
  SNCR (Selective None Catalytic Reaction):在无催化剂的作用下,利用还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。

SNCR/SCR烟气脱硝技术
  以上两种方法的结合。


脱硝技术原理-技术选择原则



  SCR、SNCR和SNCR/SCR混合技术均为成熟技术。
  SNCR技术投资和运行费用较低,但脱硝效率低(一般为25%~50% ),脱硝效率受锅炉容量、结构、运行影响较大。
  SCR技术投资和运行费用较高,脱硝效率高达90%。
  SNCR/SCR混合技术结合了两种技术的特点。
  在近几年实际工程中,以选择SCR技术为主。


脱硝技术原理-技术选择对比表





产品技术 .脱硝SCR技术

  定义:是指在催化剂的存在下,还原剂(无水氨、氨水或尿素)与烟气中的NOx反应生成无害的氮和水,从而去除烟气中的NOx。 选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应,而不与烟气中的氧气发生反应。
  SCR脱硝技术与其它技术相比,脱硝效率高,技术成熟,是工程上应用最多的烟气脱硝技术。SCR系统的脱硝效率约为50~90%。


  反应原理:NOx + 还原剂 → 氮气 + 水
  反应温度:300℃~400℃
  还 原 剂:无水氨、氨水、尿素
  催 化 剂:采用催化剂,需要催化反应器
  反应器布置: 在锅炉尾部烟道中




脱硝SCR技术-主要指标


  SO2/SO3转化率
  NH3/NOx摩尔比
  最大 NH3 逃逸量
  催化剂性能


 

SCR技术原理-脱硝过程副反应

  SCR脱硝过程副反应:包括氨的氧化、SO2氧化及铵盐(如硫酸氢铵和硫酸铵)的形成。

  SO2氧化反应:

  2SO2 + O2 → 2SO3        

  SO2氧化率受SO2浓度、反应器温度、催化剂质量、催化剂的结构设计及配方的影响。    约在320℃以下,SO3和逃逸的氨反应,形成硫酸氢铵和硫酸铵:            

  NH3 + SO3 + H2O → NH4HSO4        

  2NH3 + SO3 + H2O → (NH4)2SO4



SCR技术原理-对锅炉运行影响

 

对空气预热器的影响
  SCR催化剂会将烟气中SO2氧化为SO3,SO3与烟气中的NH3反应形成硫酸氢铵,由于硫酸氢铵会与烟气中的飞灰粒子相结合,常附着于150℃~190℃的金属表面,造成空气预热器堵塞、腐蚀及热传效率降低等。

措施