脱硝培训资料.pptx

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1、一、引言一、引言 氮氧化物（氮氧化物（NOxNOx）是继粉尘和硫氧化物（）是继粉尘和硫氧化物（SOxSOx）之后燃煤电站环保治理的重点，）之后燃煤电站环保治理的重点，因此根据相关环境法律法规的要求，需要在燃煤锅炉尾部加装脱硝装置。烟气脱因此根据相关环境法律法规的要求，需要在燃煤锅炉尾部加装脱硝装置。烟气脱硝应用较多的是硝应用较多的是选择性催化还原法（选择性催化还原法（SCRSCR）、选择性非催化还原法（、选择性非催化还原法（SNCRSNCR）及）及SNCR/SCRSNCR/SCR联合技术，由于高的还原率及技术的广泛使用，选择性催化还原联合技术，由于高的还原率及技术的广泛使用，选择性催化还原（S

2、CRSCR）已成为目前国内外电站烟气脱硝的主流技术。）已成为目前国内外电站烟气脱硝的主流技术。第1页/共20页二、二、SCRSCR法烟气脱硝的技术原理法烟气脱硝的技术原理 SCRSCR烟气脱硝系统（烟气脱硝系统（Selective Catalytic ReductionSelective Catalytic Reduction）采用）采用氨气（氨气（NHNH3 3）作为作为还原介质，国外较多使用无水液氨。基本原理是把符合要求的氨气喷入到烟道中，还原介质，国外较多使用无水液氨。基本原理是把符合要求的氨气喷入到烟道中，与原烟气充分混合后进入反应塔，在催化剂的作用下，并在有氧气存在的条件下，与原烟气

3、充分混合后进入反应塔，在催化剂的作用下，并在有氧气存在的条件下，选择性的与烟气中的选择性的与烟气中的NOxNOx（主要是（主要是NONO、NONO2 2）发生化学反应，生成无害的氮气（）发生化学反应，生成无害的氮气（N N2 2）和水（）和水（H2OH2O）。）。第2页/共20页SCRSCR基本还原反应式为：基本还原反应式为：4NO+4NH4NO+4NH3 3+O+O2 24N4N2 2+6H+6H2 2O O2NO2NO2 2+4NH+4NH3 3+O+O2 23N3N2 2+6H+6H2 2O OSCRSCR主要副反应为主要副反应为1.SO1.SO2 2的氧化反应，即的氧化反应，即2SO2

4、SO2 2+O+O2 22SO2SO3 32.NH2.NH3 3和和SOSO3 3反应生成反应生成NHNH4 4HSOHSO4 4，即，即NHNH3 3+SO+SO3 3+H+H2 2O=NHO=NH4 4HSOHSO4 4SOSO2 2的氧化反应随着温度的升高而加剧，同时催化剂对此反应有催化作用；的氧化反应随着温度的升高而加剧，同时催化剂对此反应有催化作用；NHNH3 3与与SOSO3 3的反应随温度的降低而加剧，的反应随温度的降低而加剧，NHNH4 4HSOHSO4 4为黏性物质，会堵塞催化剂孔隙，降低为黏性物质，会堵塞催化剂孔隙，降低其活性，同时还会对下游设备造成危害。其活性，同时还会对

5、下游设备造成危害。第3页/共20页三、三、SCRSCR法脱硝工艺流程及系统简介法脱硝工艺流程及系统简介 SCRSCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系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、反应器系统等组成。统、反应器系统等组成。第4页/共20页 首先，液氨由槽车运送到液氨储罐贮藏，无水液氨首先，液氨由槽车运送到液氨储罐贮藏，无水液氨的储存压力取决于储罐的温度的储存压力取决于储罐的温度(例如例如2020时压力为时压力为lMPa)lMPa)。液氨通过液氨蒸发器中的蒸汽、热水，被减。液氨通过液氨蒸发器中的蒸汽、热水，被减压蒸发输送至液氨缓冲罐备用压蒸发输送至液氨缓

6、冲罐备用,缓冲罐中的氨气经调缓冲罐中的氨气经调压阀减压后送至氨气压阀减压后送至氨气/空气混合器中空气混合器中,这时鼓风机向这时鼓风机向氨气氨气/空气混合器中鼓入与氨量成一定配比的空气，空气混合器中鼓入与氨量成一定配比的空气，形成氨气体积含量为形成氨气体积含量为5%5%的混合气体，经稀释的氨气的混合气体，经稀释的氨气通过喷射系统中的喷嘴被注入到烟道隔栅中，与原通过喷射系统中的喷嘴被注入到烟道隔栅中，与原烟气混合。在喷嘴数量较少的情况下，为了获得氨烟气混合。在喷嘴数量较少的情况下，为了获得氨和烟气的充分均匀分布，要在反应塔前加装和烟气的充分均匀分布，要在反应塔前加装1 1个静态个静态混合器。锅炉省

7、煤器后烟气与氨气混合后，进入反混合器。锅炉省煤器后烟气与氨气混合后，进入反应塔，在催化剂的作用下，烟气中的应塔，在催化剂的作用下，烟气中的NOxNOx与氨气发生与氨气发生化学反应，烟气在反应塔中与高温催化剂的反应最化学反应，烟气在反应塔中与高温催化剂的反应最佳温度为佳温度为370370440440。第5页/共20页四、脱硝反应剂制备系统四、脱硝反应剂制备系统(NH3(NH3区区)反应剂制备系统反应剂制备系统(NH(NH3 3区区)包括了氨储存系统包括了氨储存系统和氨与空气混合系统，主要设备有卸氨压缩和氨与空气混合系统，主要设备有卸氨压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、缓冲罐、稀释机、液氨储罐、液氨蒸

8、发器、缓冲罐、稀释风机、氨风机、氨/空气混合器、氨稀释槽及废水泵等。空气混合器、氨稀释槽及废水泵等。第6页/共20页1.1.卸氨压缩机卸氨压缩机 卸氨压缩机的作用是把液态的氨从运输的罐卸氨压缩机的作用是把液态的氨从运输的罐车中转移到液氨储罐中。卸氨压缩机一般为往车中转移到液氨储罐中。卸氨压缩机一般为往复式压缩机，它抽取槽车的液氨，经压缩后将复式压缩机，它抽取槽车的液氨，经压缩后将液氨槽车的液氨推挤入液氨储罐中。由于槽车液氨槽车的液氨推挤入液氨储罐中。由于槽车向储罐供氨的过程中，随着槽车氨量的减少，向储罐供氨的过程中，随着槽车氨量的减少，其压力也不断下降，甚至影响继续供氨，因此其压力也不断下降，

9、甚至影响继续供氨，因此使用卸氨压缩机提高槽车罐内的压力，以保证使用卸氨压缩机提高槽车罐内的压力，以保证其罐内的液氨可全部顺利卸出。卸氨压缩机为其罐内的液氨可全部顺利卸出。卸氨压缩机为水冷型压缩机，采用水冷型压缩机，采用工业水作为冷却水工业水作为冷却水并直接并直接排放。排放。第7页/共20页2.2.液氨储罐液氨储罐 液氨储罐是液氨储罐是SCRSCR脱硝系统液氨储存的设备，一般为能脱硝系统液氨储存的设备，一般为能够承受一定压力载荷的罐体。储罐上安装有超流阀、逆够承受一定压力载荷的罐体。储罐上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀作为储罐液氨泄露保护所用。止阀、紧急关断阀和安全阀作为储罐液氨泄露保

10、护所用。储罐四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储罐罐体温储罐四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储罐罐体温度过高时自动淋水装置开启，对罐体喷淋降温。同时，度过高时自动淋水装置开启，对罐体喷淋降温。同时，液氨储罐还必须有必要的接地装置。氨储罐选用卧式罐，液氨储罐还必须有必要的接地装置。氨储罐选用卧式罐，设计压力取介质在设计压力取介质在5050时的饱和蒸汽压力的时的饱和蒸汽压力的1.11.1倍，工倍，工作温度作温度-15-154040。储罐还装有温度计、压力表、液位。储罐还装有温度计、压力表、液位计和相应的变送器信号送到主体机组控制系统。当储罐计和相应的变送器信号送到主体机组控制系统。当储罐内温度高

11、于内温度高于4040或压力高于或压力高于1.55Mpa1.55Mpa时报警。储罐四周时报警。储罐四周安装有工业水喷淋管线，当储罐罐体温度高于安装有工业水喷淋管线，当储罐罐体温度高于3333时自时自动淋水装置启动，对罐体自动喷淋降温至动淋水装置启动，对罐体自动喷淋降温至2828左右。左右。第8页/共20页3.3.液氨蒸发器液氨蒸发器 液氨蒸发器一般为螺旋管式。管内为液氨，液氨蒸发器一般为螺旋管式。管内为液氨，管外为温水浴，以蒸汽直接喷入水中加热至管外为温水浴，以蒸汽直接喷入水中加热至4040，再以温水将液氨汽化，并加热至常温。，再以温水将液氨汽化，并加热至常温。蒸汽流量受蒸发槽本身水浴温度控制调

12、节。当蒸汽流量受蒸发槽本身水浴温度控制调节。当水的温度高于水的温度高于5555时则切断蒸汽来源，并在控时则切断蒸汽来源，并在控制室制室DCSDCS上报警显示。蒸发罐上装有压力控制阀上报警显示。蒸发罐上装有压力控制阀将气氨压力控制在将气氨压力控制在0.2MPa0.2MPa。当出口压力达到。当出口压力达到0.38MPa0.38MPa时，切断液氨进料。在氨气出口管线上时，切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度检测器。当温度低于装有温度检测器。当温度低于1010时切断液氨时切断液氨进料，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。进料，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。第9页/共20页4.4.缓冲罐缓冲罐 缓冲

13、罐又叫蓄积槽，液氨经过液氨缓冲罐又叫蓄积槽，液氨经过液氨蒸发器蒸发为氨气后进入缓冲罐，其蒸发器蒸发为氨气后进入缓冲罐，其作用是对氨气进行一个缓冲作用，保作用是对氨气进行一个缓冲作用，保证了氨气有一个稳定的压力。缓冲罐证了氨气有一个稳定的压力。缓冲罐的结构相对简单，主要有氨气的进出的结构相对简单，主要有氨气的进出口、安全阀以及排污阀等。口、安全阀以及排污阀等。第10页/共20页5.5.稀释风机稀释风机 稀释风机的作用是将稀释风引入氨稀释风机的作用是将稀释风引入氨/空气混合系统。空气混合系统。稀释风的作用有三个：一是用于控制；二是作为稀释风的作用有三个：一是用于控制；二是作为NHNH3 3的的载体

14、，通过喷氨格栅（载体，通过喷氨格栅（AIGAIG）将）将NHNH3 3送入烟道，有助于加送入烟道，有助于加强强NHNH3 3在烟道中的均匀分布；三是稀释风通常在加热后在烟道中的均匀分布；三是稀释风通常在加热后才混入氨气中，这有助于氨气中水分的汽化。因此，在才混入氨气中，这有助于氨气中水分的汽化。因此，在引入稀释风后需要增加一个稀释风的加热器，通常采用引入稀释风后需要增加一个稀释风的加热器，通常采用蒸汽或电加热器加热的方法，个别的工艺流程采用以蒸蒸汽或电加热器加热的方法，个别的工艺流程采用以蒸汽加热为主，电加热为辅的方式。稀释风一般为常压且汽加热为主，电加热为辅的方式。稀释风一般为常压且无腐蚀性

15、，因而稀释风机可按普通风机标准选取。稀释无腐蚀性，因而稀释风机可按普通风机标准选取。稀释风机的选择需满足风机的选择需满足SCRSCR系统脱除最多系统脱除最多NOxNOx时时NH3NH3所需要的所需要的稀释风量的要求。稀释风量的要求。第11页/共20页6.6.氨氨/空气混合器空气混合器 氨气在进入喷氨格栅前需要在氨氨气在进入喷氨格栅前需要在氨/空气混合器中充分混合，氨空气混合器中充分混合，氨/空气混空气混合器有助于调节氨的浓度，同时氨和合器有助于调节氨的浓度，同时氨和空气在这里充分混合有助于喷氨格栅空气在这里充分混合有助于喷氨格栅中喷氨分布的均匀。氨气与来自稀释中喷氨分布的均匀。氨气与来自稀释风

16、机的空气混合成氨气体积含量为风机的空气混合成氨气体积含量为5%5%的混合气体后送入烟气中。的混合气体后送入烟气中。第12页/共20页7.7.氨气稀释槽及废水泵氨气稀释槽及废水泵氨气稀释槽一般为立式水槽。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从氨气稀释槽一般为立式水槽。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽底部进入，通过分散管将氨气分散至稀释槽水中，并利用大量水来吸收安稀释槽底部进入，通过分散管将氨气分散至稀释槽水中，并利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。全阀排放的氨气。废水泵的作用是把稀释槽中的废水抽取排到电厂的废水处理系统进行处理排放。废水泵的作用是把稀释槽中的废水抽取排到电厂的废

17、水处理系统进行处理排放。由于脱硝系统中的废水具有一定的腐蚀性，因此要求泵具有耐腐蚀能力。泵的容由于脱硝系统中的废水具有一定的腐蚀性，因此要求泵具有耐腐蚀能力。泵的容量取决于排水处理设备的废液接收能力。量取决于排水处理设备的废液接收能力。第13页/共20页五、氨喷射（五、氨喷射（AIGAIG）系统）系统 烟气流场是选择性催化还原法（烟气流场是选择性催化还原法（SCRSCR）脱硝）脱硝系统设计的关键，目标是使烟气中的氮氧化物系统设计的关键，目标是使烟气中的氮氧化物和还原剂氨（和还原剂氨（NHNH3 3）达到最佳湍流混合。混合系）达到最佳湍流混合。混合系统一般由统一般由AIGAIG装置和导流装置构成

18、。为了控制喷装置和导流装置构成。为了控制喷氨格栅上游烟道整个横截面和反应器入口横断氨格栅上游烟道整个横截面和反应器入口横断面气流的温度分布及烟气流速，有时需要使用面气流的温度分布及烟气流速，有时需要使用静态混合器。另外，在烟气转向处安装导流板，静态混合器。另外，在烟气转向处安装导流板，以确保烟气流动方向正确，也是使整个以确保烟气流动方向正确，也是使整个SCRSCR系统系统的压力损失降到最低的必要措施。的压力损失降到最低的必要措施。第14页/共20页目前较成熟的氨气注入方式有传目前较成熟的氨气注入方式有传统的喷氨格栅及导流板。氨喷射系统统的喷氨格栅及导流板。氨喷射系统位于位于SCRSCR反应器上

19、游烟道内，由一个反应器上游烟道内，由一个给料总管和数个连接管组成。连接管给料总管和数个连接管组成。连接管给分配管供料，分配管给数个配有喷给分配管供料，分配管给数个配有喷嘴的喷管供料。传统的喷射格栅按混嘴的喷管供料。传统的喷射格栅按混合器长期运行后会出现喷嘴堵塞现象，合器长期运行后会出现喷嘴堵塞现象，造成混合不均匀，而且系统调节复杂。造成混合不均匀，而且系统调节复杂。第15页/共20页六、六、SCRSCR法脱硝反应塔系统法脱硝反应塔系统 在不使用催化剂的条件下，氨与在不使用催化剂的条件下，氨与NOxNOx发生化发生化学的温度需要学的温度需要980980。如果加入催化剂，反应。如果加入催化剂，反应

20、温度可以降低到温度可以降低到320320400400。反应催化剂一反应催化剂一般采用般采用TiOTiO2 2为基体的为基体的V V2 2O O5 5和和WOWO3 3混合物，具体混合物，具体配方根据烟气参数确定。配方根据烟气参数确定。第16页/共20页 反应器是反应器是SCRSCR装置的核心部件，是提供烟气中装置的核心部件，是提供烟气中的的NOxNOx与与NHNH3 3在催化剂表面上生成在催化剂表面上生成N N2 2和和H H2 2O O的场所。的场所。反应器设计影响反应器设计影响SCRSCR系统的投资成本和运行成本，系统的投资成本和运行成本，以及催化剂用量等方面。有两种以及催化剂用量等方面。

21、有两种SCRSCR反应器形式，反应器形式，一种是完全一种是完全SCRSCR反应器，另一种是安装在管道内反应器，另一种是安装在管道内的的SCRSCR反应器。完全反应器。完全SCRSCR反应器设计是将催化剂反应器设计是将催化剂放置在单独的反应器空间内，锅炉烟气用管道放置在单独的反应器空间内，锅炉烟气用管道从省煤器出口输送到从省煤器出口输送到SCRSCR反应器，完成脱反应器，完成脱NOxNOx后，后，接着再到空气预热器进口。完全的接着再到空气预热器进口。完全的SCRSCR反应器允反应器允许每一层安装大量的催化剂，增加许每一层安装大量的催化剂，增加NOxNOx的脱除量的脱除量和催化剂寿命，也增加了可用

22、于在进入反应器和催化剂寿命，也增加了可用于在进入反应器之前混合反应物的管道长度。然而，单独的反之前混合反应物的管道长度。然而，单独的反应器需要大量邻近锅炉的空间来安装反应器和应器需要大量邻近锅炉的空间来安装反应器和管道，增加的管道系统阻力通常需要增加引风管道，增加的管道系统阻力通常需要增加引风机的能力。机的能力。第17页/共20页 SCR SCR反应器可以安装在锅炉的不同位置，主要有反应器可以安装在锅炉的不同位置，主要有以下以下3 3种布置方案：种布置方案：高温高飞灰烟气段布置、高温高温高飞灰烟气段布置、高温低飞灰烟气段布置低温低飞灰烟气段布置。低飞灰烟气段布置低温低飞灰烟气段布置。高温高飞灰

23、烟气段布置：反应塔直接安装在省煤高温高飞灰烟气段布置：反应塔直接安装在省煤器与空气预热器之间，布置在静电除尘器前面。优器与空气预热器之间，布置在静电除尘器前面。优点是进人反应塔的烟温为点是进人反应塔的烟温为320320430430，适合于大多，适合于大多数催化剂所要求的工作温度，由于烟温很高，不需数催化剂所要求的工作温度，由于烟温很高，不需要再加热，初投资及运行费用较低，技术成熟，性要再加热，初投资及运行费用较低，技术成熟，性价比最高。此种布置方式在新建及改造电厂中应用价比最高。此种布置方式在新建及改造电厂中应用最为广泛；缺点是此段烟气飞灰含量高，易引起催最为广泛；缺点是此段烟气飞灰含量高，易

24、引起催化剂表面磨损，必要时需对催化剂进行硬化处理，化剂表面磨损，必要时需对催化剂进行硬化处理，催化剂孔径易被飞灰颗粒和硫酸氢氨晶体堵塞，且催化剂孔径易被飞灰颗粒和硫酸氢氨晶体堵塞，且飞灰当中的重金属飞灰当中的重金属(镉、砷镉、砷)易引起催化剂中毒，表易引起催化剂中毒，表面失去活性，所以，反应塔要配备过热蒸汽吹灰器，面失去活性，所以，反应塔要配备过热蒸汽吹灰器，对催化剂表面进行定期吹扫。对催化剂表面进行定期吹扫。第18页/共20页七、吹灰系统七、吹灰系统我国燃煤电厂的烟气中灰分普遍较高，实际运行中系我国燃煤电厂的烟气中灰分普遍较高，实际运行中系统的飞灰积聚现象十分普遍，有的严重影响了统的飞灰积聚

25、现象十分普遍，有的严重影响了SCRSCR系统催化系统催化剂活性和寿命，所以必须在剂活性和寿命，所以必须在SCRSCR反应器中安装吹灰器。目前反应器中安装吹灰器。目前较多应用的是蒸汽和声波两种吹灰技术，相对来说，声波吹较多应用的是蒸汽和声波两种吹灰技术，相对来说，声波吹灰器的采购和系统安装费用较低。灰器的采购和系统安装费用较低。声波吹灰器通过发射低频、高能声波，在吹扫过程中声波吹灰器通过发射低频、高能声波，在吹扫过程中产生振动力，清除设备积灰。声波吹灰系统的稳定运行对于产生振动力，清除设备积灰。声波吹灰系统的稳定运行对于机组和脱硝系统的安全稳定运行极为重要。因此机组和脱硝系统的安全稳定运行极为重

26、要。因此,无论是否无论是否喷氨喷氨,只要锅炉引风机运行只要锅炉引风机运行,就应该将声波吹灰系统顺控投入就应该将声波吹灰系统顺控投入运行；当锅炉需要检修时运行；当锅炉需要检修时,要在引风机停运后再停运声波吹要在引风机停运后再停运声波吹灰系统；声波吹灰系统在每一个反应器的每一层就地管路上灰系统；声波吹灰系统在每一个反应器的每一层就地管路上都有一个压力调节阀都有一个压力调节阀,应该把压缩空气的压力调整在应该把压缩空气的压力调整在0.5MPa0.5MPa；为了防止压缩空气中的水分腐蚀声波吹灰器鼓膜；为了防止压缩空气中的水分腐蚀声波吹灰器鼓膜,应定期应定期对声波吹灰器压缩空气缓冲罐进行排污。对声波吹灰器压缩空气缓冲罐进行排污。第19页/共20页感谢您的观看！第20页/共20页