烟气脱硫脱销技术.pptx

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1、烟气脱硫脱硝技术烟气脱硫脱硝技术第1页/共41页内容摘要内容摘要新煤化工设院介绍二氧化硫及氮氧化物的危害及排放标准烟气脱硫脱硝技术概述新煤化工设计院（上海）有限公司脱硫脱硝技术第2页/共41页二氧化硫及氮氧化物的危害及排放标准第3页/共41页SOSO2 2/NOx/NOx污染现状及危害污染现状及危害SO2/NOx污染现状我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，占世界煤产量的25%。据估计，2020年，我国基本能源构成中煤炭所占比例将从目前的76%下降到67%，但煤的总消耗量仍然会从现在的每年12亿吨增加到23亿吨。我国的能源结构意味我国的空气污染以煤烟型为主，我国目前燃煤产生的大气污染物占污染物

2、排放的比例较大，例如，二氧化硫占87%，氮氧化物占67%，一氧化碳占71%，烟尘60%。煤炭的大量直接燃烧造成污染物排放量急剧增加，导致空气中二氧化硫和氧化物剧增，而二氧化硫和氮氧化物是主要的大气污染物，是造成酸沉降和光化污染的主要物质，我们所熟悉的酸雨就是酸沉降的一种主要形式。第4页/共41页SOSO2 2/NOx/NOx污染现状及危害污染现状及危害SO2/NOx的危害酸雨能使湖泊、河流等水体酸化，危害水生生物和水生生态系统;酸雨能使土壤酸化，加速土壤的贫瘩化，并使其失去中和能力;酸雨对森林的危害也很明显，一是直接伤害植物的叶子，二是使森林土壤酸化;酸雨还能腐蚀建筑材料及文物古迹等，加速其风

3、化过程;酸雨对人体健康具有潜在影响，在作为饮用水源的酸化水体和酸化土壤中生长的农作物，都含有较高浓度的有毒金属，如果酸雨进入自来水网管，就能腐蚀给水设施，使金属溶出而进入饮水，这些对人体健康都有潜在的威胁。第5页/共41页排放标准排放标准四个国家SO2允许排放标准国家美国德国法国日本最高允许排放浓度（mg/m3）1480400400700第6页/共41页排放标准排放标准 德国NOx排放国家标准电厂类型电厂规模（MW）排放标准（mg/m3）新建传统锅炉110500(对于褐煤为400)1050400在役传统锅炉110500流化床锅炉1205002050300循环流化床锅炉50300固态排渣煤粉炉5

4、0300650液态排渣煤粉炉503001300在役锅炉300200新建锅炉50300400第7页/共41页排放标准排放标准日本NOx排放国家标准烟气流量烟气流量（Nm3/hr）排放标准排放标准（mg/m3）时间界限时间界限小于400007201983年9月10日后建设40000-700006101987年4月1日前建设5101987年4月1日后建设大于700006101987年4月1日前建设4101987年4月1日后建设 日本NOx排放国家标准第8页/共41页排放标准排放标准中国大气污染物排放标准（GB13223-2011）SO2 100/200mg/L 200/400mg/LNOX 100/

5、200mg/L第9页/共41页烟气脱硫脱硝技术概述第10页/共41页烟气脱硫脱硝技术概述烟气脱硫脱硝技术概述目前大规模工业装置运行的脱硫脱硝技术主要有石灰-石膏法、氨法两类。这里介绍与本公司开发技术具有可比性的湿式氨法脱硫脱硝技术。并简单介绍技术潮流发展方向的同时脱硫脱硝技术。第11页/共41页内容提要内容提要同时脱硫脱硝技术干法湿法氨法脱硫技术氨法脱硝技术半干法氨法技术第12页/共41页氨法脱硫技术氨法脱硫技术第13页/共41页氨法脱硫工艺工程描述氨法脱硫工艺工程描述烟气在吸收塔内与吸收液交叉接触，发生吸收与化学反应，生成亚硫酸铵，在塔底含盐溶液被空气氧化成硫酸铵送盐分离装置。烟气经除雾后排

6、入烟道，由烟囱放入大气。供氨系统、吸收系统、循环系统、盐分离系统、空压系统第14页/共41页氨法脱硝技术（氨法脱硝技术（High-High-DustSCRDustSCR）第15页/共41页SCR脱硝工艺描述脱硝工艺描述液氨储槽中液氨经蒸发器蒸发形成氨气与空气在混合器均匀混合，通过分布器送入SCR反应器，在催化床催化剂作用下与烟气中SO2发生还原反应，产生的N2、H2O随烟气从系统中外排；副产物NH4HSO3在2300C以上，分解成气态产物一起排出。液氨储运、蒸发/混合、催化反应器、催化剂第16页/共41页氨法脱硝技术（氨法脱硝技术（SNCRSNCR）第17页/共41页SNCR脱硫工艺描述脱硫工

7、艺描述氨还原剂由储槽中送出，经增压、混合（水）进入分配器，通过安装在炉壁的喷枪，喷入炉膛。在高温下，NH3与NOX发生还原反应，N2/H2O随烟气排出 分配模块、喷枪布置、自控系统、喷枪冷却第18页/共41页SCR/SNCR工艺比较工艺比较优点：High-Dust SCR反应温度适宜，机组低负荷时采用省煤器旁路蒸汽加热；脱硝效率高。SNCR不使用催化剂，运行成本低；工程投资少。缺点：High-Dust SCR催化剂在高灰下易中毒，消耗大，运行成本高；副产物NH4HSO3低温时粘度大，易堵；催化剂用量大，一次投资高。SNCR脱硝效率低。SCR/SNCR两套工艺共同缺点是氨泄漏。第19页/共41页

8、同时脱硫脱硝技术同时脱硫脱硝技术干法同时脱硫脱硝技术湿法同时脱硫脱硝技术半干法同时脱硫脱硝技术第20页/共41页干法同时脱硫脱硝技术干法同时脱硫脱硝技术包括碱性喷雾干燥法、固相吸收和再生法以及吸收剂喷射法等，典型技术：等离子体法NOXSO活性炭脱硫脱氮法工艺第21页/共41页湿法同时脱硫脱硝技术湿式同时脱硫脱硝的方法目前大多处于研究阶段，包括氯酸氧化、湿式络合法、WSA一SN0 x工艺、KMn04/NaOH法等。典型技术：氯酸氧化法湿式络合法WSA一SN0 x工艺第22页/共41页半干法同时脱硫脱硝技术尿素法同时去除S02和NOx、，S02的脱除率近100%，NOx脱除率95%。此工艺采用的吸

9、收液pH值为5一9，对设备无腐蚀作用;S02、NOx、的脱除率不受烟气中NOx、S02初始浓度影响;尾气可直接排放;吸收液经处理后可回收硫酸按第23页/共41页新煤化工设计院（上海）有限公司脱硫脱硝技术第24页/共41页脱硫脱硝技术介绍新煤化工设计院与上海古堡实业有限公司合作，在上海交大脱硫脱硝剂科研成果基础平台上，利用计算机技术进行过程模拟，通过工业中试装置，开发成功烟气脱硫脱硝技术工艺包，可以完成工程设计。本公司技术特征：湿式氨法吸收SO2/NOX,吸收剂系统外再生，无二次污染；工程投资低，运行成本小。第25页/共41页工艺过程图第26页/共41页工艺过程描述脱硫工艺含SO2/NOX烟气与

10、脱硫脱硝处理后烟气换热，50-600C烟气进入脱硫塔，与塔顶喷洒下来的脱硫液逆向流动，气液充分接触，进行传质、传热操作。烟气经捕雾器，除去夹带雾滴，离开脱硫塔到脱硝塔。吸收SO2的脱硫液，聚集塔底，由脱硫液循环泵压送至脱硫塔上部、中部，在规定压力下由喷嘴喷出。脱硫液含盐量达到工艺控制值，由循环管旁路将部分循环液引入脱硫富液槽；系统减少的脱硫液由新鲜脱硫液槽补充，保持循环液流量平衡，控制脱硫液含盐浓度。脱硫富液槽中脱硫富液用汽车外运到脱硫液供应厂家，进行再生处理。再生后的新鲜脱硫液返回系统。第27页/共41页工艺过程描述脱硝工艺脱硫塔出来50-600C烟气在冷却器与冷媒进行换热，温度降为200C

11、烟气和氧化空气混合进入脱硝塔，与塔顶喷洒下来的脱硝液逆向流动，气液充分接触，进行传质、传热操作。脱硝后烟气经捕雾器，除去夹带雾滴，离开脱硝塔到脱硫烟气换热器与脱硫烟气换热，加热后烟气进总烟道由烟囱排入大气中。脱硝塔中部引入二次空气，再次氧化由脱硝液中逸出NO,脱硝塔二段吸收。吸收NOX的脱硝液，聚集塔底，由脱硝液循环泵压送至脱硝塔一、二段上部，在规定压力下由喷嘴喷出。脱硝液含盐量达到工艺控制值，由循环管旁路将部分循环液引入脱硝富液酸洗塔，出酸洗塔脱硝富液进脱硝富液槽；系统减少的脱硝液由新鲜脱硫液槽补充，保持循环液流量平衡，控制脱硝液含盐浓度。脱硝富液槽中脱硫富液用汽车外运到脱硝液供应厂家，进行

12、再生处理。再生后的新鲜脱硝液返回系统。根据脱硫、脱硝塔阻力控制值，启动捕雾器清扫装置。第28页/共41页过程机理描述脱硫（1）反应机理:SO2（g）SO2（aq）（1）SO2(aq)+H2O(1)H+HSO3-2H+SO32-；（2）式（1）是SO2从气相通过气膜、液膜进行吸收的关键步骤，属于物理吸收，吸收速度较慢，是吸收全过程控制的关键。H+与溶液中的OH中和反应，生成盐和水，促进SO2不断吸收溶解。第29页/共41页过程机理描述脱硝 锅炉燃烧产生高温，单质N2经加温与氧气化合生成NO，由于烟气尾部氧含量低，故大多数N以NO形式存在。NO极难溶于普通液体，必须将其氧化成NOX，用溶液吸收再催

13、化氧化NO2反应生成硝酸盐和还原成单质N2。反应过程如下：NO+O2 NO2 2NO2+X（催化氧化）HNO3（硝酸）+HNO2（亚硝酸）X（催化氧化）+HNO2（亚硝酸）XHNO2（亚硝酸盐）+H2O X（催化氧化）+HNO3 XNO3（硝酸盐）+H2O XHNO2（亚硝酸盐）+1/2 O2 XNO3（硝酸盐）XSO3（亚硫酸）+2NO2 XSO4（硫酸盐）+N2第30页/共41页脱硫液、脱硝液描述溶液物性介绍脱硫液CAL-100脱硝液ZM-2000第31页/共41页脱硫液、脱硝液描述工质特性CAL_100、ZM-2000溶液在各自工况下，分别于SO2、NOX发生物理吸收和化学吸收并将其溶解

14、在溶剂中，催化氧化反应生成物在溶剂中不产生任何沉淀；同时与多数金属发生反应，生成金属钝化膜，对金属壁面起防腐蚀作用。脱硫、脱硝操作后含盐富液易再生。返回的脱硫脱硝富液经再生装置加工，经过复分解、置换，重新生成脱硫、脱硝溶剂。其中被置换出的固体，为无机盐化合物，可作为水泥早强剂产品的添加剂。从烟气脱硫脱硝到溶液再生循环，整个过程无三废排放。第32页/共41页脱硫脱硝塔描述脱硫脱硝塔均采用空喷塔。脱硫段和脱硝塔二段喷嘴选用动力喷嘴；脱硝塔一段喷嘴选静压喷嘴；塔烟气出口设置带清洗装置的捕雾器。脱硫吸收不分段，循环液在塔上部、中部二次喷洒；脱硝塔吸收段分为两段，中间设再分布器，循环液在各段上部喷洒。塔

15、体材质采用碳钢，塔内件和喷嘴、捕雾器材质采用不锈钢。第33页/共41页公辅设施描述脱硝工艺条件要求，公辅系统设计制冷机组及配套水系统。排烟系统由于换热器、冷却器和脱硫脱硝塔设备存在，使系统阻力增加，烟气温度降低和配入空气使烟囱吸力降低，引风机输送能力要进行校核（或重新选配）。第34页/共41页ICCDI与SCR/SNCR技术比较第35页/共41页CSR、SNCR及ICCDI技术设计参考比较项目SCRSNCRICCDI反应剂以NH3为主可使用NH3或尿素醇氨反应温度32040085011002060催化剂主要由TiO2,V2O5,WO3组成不使用催化剂加入溶剂中脱硝效率8090%2550%90%

16、反应剂喷射位置多选择于省煤器与CSR反应期间烟道内通常与炉膛内喷射，但需与锅炉厂家配合/S02/SO3氧化会无/NH3逃逸35ppm1015ppm/对空气预热器影响NH3与SO3易形成H4HSO4造成堵塞或腐蚀无促进S02/SO3的氧化，造成堵塞或腐蚀的机会为三者最低/系统压损催化剂会造成压损无1000Pa燃料影响高灰分会磨耗催化剂，碱金属氧化物会钝化催化剂无/锅炉影响受省煤器出口烟气温度影响同混合型SCNCR/SCR/第36页/共41页技术分析综合比较结果项目SNCRICCDI权重权重空间利用率说明高利用率反应器尺寸小10分数75操作稳定性说明去除效率稳定去除效率较高10分数46压损P说明无

17、1000KPa10分数64NOx去除效率说明可至3045%90%10分数310对既有设备干扰说明SNCR系统干扰小增加设备10分数54业绩说明多中试成功10分数52安全性说明选用尿素，贮存较安全，无安全问题非易燃液体安全10分数810设置成本说明采用当地元件设备，11百万USD设备国产化自主知识产权10分数610运转成本说明两者差异不大：如不考虑反应剂，其他方面运转成本，包括：耗电量、催化剂更换费用、年维修成本，SCE较高。增加制冷设备10分数32设置停机时程说明2周1周10分数37加权总分5060100第37页/共41页SCR、SNCR和ICCDI经济指标项目项目技术技术总投资总投资（万元）

18、（万元）单位投资单位投资（万元）（万元）催化剂总费用催化剂总费用（万元）（万元）催化剂年均更催化剂年均更换费用（万元）换费用（万元）修理费修理费（万元）（万元）年费用年费用（万元）（万元）脱硝脱硝率率%SCR23144.67330.645976.00587.25578.624146.204146.2085SNCR6294.1789.92/157.351050.191050.1960ICCDI5113.675113.6796.7796.77827.82827.82196.00196.00300.00300.00776.00776.009090第38页/共41页第39页/共41页新媒化工设计院（上海）有限公司新媒化工设计院（上海）有限公司上海古堡实业有了公司上海古堡实业有了公司广西总代理：广西南宁淼森环保科技有限公司广西总代理：广西南宁淼森环保科技有限公司公司地址：南宁市教育路公司地址：南宁市教育路22号南湖御景商务中号南湖御景商务中906室室第40页/共41页2023/3/25感谢您的观看！第41页/共41页