3 空预器和烟气脱硫装置下游:这种布置方式的特点是催化剂还不会受到烟气中的SO3 等气体的影响,但烟气温度较低,一般需要换热器或采用燃料器燃烧的办法将烟气温度提高到催化还原反应所必需的温度。 在电厂实际装置中,微量元素的污染程度可以接受。采取垂直布置的吸收塔和吹灰措施也可以解决飞灰堵塞和催化剂腐蚀问题,因此大多数都安装在高灰热烟气侧(第一种布置方式) 这样可以避免为了将烟气加热到最佳反应温度而降低了整个系统的热效率。
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燃煤电厂SCR烟气脱硝制氨系统
更新时间：2009-09-21 10:58 来源： 作者: 阅读：1314 网友评论0条
在SCR 系统中,靠氨与NOx 反应达到脱硝的目的。稳定、可靠的氨系统在整个SCR 系统中是不可或缺的。制氨一般有尿素、纯氨、氨水等3 种方法。
1 尿素法
典型的用尿素制氨的方法为即需制氨法。干尿素被直接从卸料仓送入混合罐,尿素在混合罐中被搅拌器搅拌,以确保尿素的完全溶解,然后用循环泵将溶液抽出来。此过程不断重复,以维持尿素溶液存储罐的液位。从存储罐里出来的溶液经过滤,然后进入水解槽。在水解槽中,尿素溶液首先通过蒸汽预热器加热到反应温度,然后与水反应生成氨和二氧化碳,反应式如下:
NH2CONH2 + H2O →2NH3 + CO2
尿素制氨法安全无害,但系统复杂、设备占地大、初投资大,尿素的存储还存在潮解问题。 2 氨水制氨法
通常将25 %的氨水溶液(20 %～30 %) 置于存储罐中,然后通过加热装置使其蒸发,形成氨气和水蒸汽。可以采用接触式蒸发器或者喷淋式蒸发器。氨水法较纯氨更为安全,但其运输体积大,运输成本较纯氨高。
3 纯氨法
液氨由槽车运送到液氨贮槽,液氨贮槽输出的液氨在氨气蒸发器内经40 ℃左右的温水蒸发为氨气,并将氨气加热至常温后,送到氨气缓冲槽备用。缓冲槽的氨气经调压阀减压后,送入各机组的氨气P空气混合器中,与来自送风机的空气充分混合后,通过喷氨格栅之喷嘴喷入烟气中,与烟气混合后进入SCR 催化反应器。纯氨属于易燃易爆物品,必须有严格的安全保障和防火措施,其运输、存储涉及到国家和当地的法规及劳动卫生标准。
综上所述,使用尿素制氨的方法最安全,但投资、运行总费用最高;纯氨的运行、投资费用最低,但安全性要求较高。氨水介于两者之间。
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燃煤电厂使用SCR 时注意问题
更新时间：2009-09-21 10:52 来源： 作者: 阅读：1342 网友评论0条
1 在某些情况下,SCR 系统会产生NH4HSO4和(NH4)2SO4 ,可能引起空气预热器粘污、堵塞。因此空气预热器设计时应选择合理的材料和内部构造,可采用高压水冲灰系统或者蒸汽吹灰系统。
2 电厂采用SCR 后,烟道阻力增加,通常增加1000-1500 Pa ,因此应增大引风机出力,因而会引起后部烟道和静电除尘器等负压变大,应加强这些部位强度。
3 在锅炉BMCR 工况下,省煤器出口烟气流速通常为10mPs ,省煤器灰斗除灰占总灰量的5 % ,而SCR 反应器内烟气流速约为(4～6) mPs ,势必形成一定的积灰。为保证SCR内催化剂的催化效果,在SCR 内配置的吹灰器将会把积灰吹入空预器。因此,在保留省煤器灰斗的基础上,应考虑在SCR 后布置灰斗。同时逃逸的氨(氨的逃逸率一般控制在3μLPL 以下) 在230 ℃时与SO3 产生化学反应形成NH4HSO4 ,而NH4HSO4 具有粘性,在空预器
内会形成堵灰和腐蚀,SCR灰斗的设置可以减少进入空预器内的灰量,对空预器的安全运行有利。
4 锅炉在低负荷时NOx 浓度相应较低, SCR 装置在低负荷时可以停止喷氨,仅作烟气通道使用。但当锅炉运行周期较长,需要在线检修SCR 装置时,可设置SCR 旁路(从SCR入口到SCR 出口) ,又可以在锅炉低负荷时减少SCR 催化剂的损耗,但存在旁路挡板密封问题和积灰问题。是否设置SCR 旁路,主要依据锅炉冷起动的次数,若每年5～8 次,则无需旁路,否则,推荐设置旁路。
燃煤电厂SCR 烟气脱硝催化剂
更新时间：2009-09-21 10:48 来源： 作者: 阅读：1086 网友评论0条
SCR 技术的关键是选择优良的催化剂,催化剂分为贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂,金属氧化物应用最为广泛,其中V2O5 的活性好、表面呈酸性,容易将碱性的氨捕捉到催化剂表面进行反应,其特定的氧化优势利于将氨和NOx 转化为氨水和水, 并且工作温度较低(350 -450 ℃) ,能在富氧环境下工作,抗中毒能力较强,可负载于Al2O3 、SiO2 等氧化物上,现电厂所用的V2O5 催化剂大都是负载在锐钛矿晶型二氧化钛上的钒氧化物,辅以钨与钼为助催化剂,一般做成蜂窝形状或敷于陶瓷的介质上
燃煤电厂SCR 烟气脱硝过程机理
更新时间：2009-09-21 10:38 来源：中国电力教育 作者: 杨冬,徐鸿,刘学亭 阅读：1344 网友评论0条
SCR 的化学反应机理比较复杂,主要是NH3 在一定的温度和催化剂的作用下,有选择地把烟气中NO 的还原为N2 ,同时生成水。催化的作用是降低分解反应的活化能,使其反应温度降低至150 - 450 ℃之间,其反应可表示如下:
4NO + 4NH3 + O2 →4N2 + 6H2O (1) NO + NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O(2) 6NO2 + 8NH3 →7N2 + 12H2O (3)
其中第一个反应是最主要的,因为烟气中NOx 几乎是以NO的形式存在,在没有催化剂的情况下, 这些反应只能在很窄的温度范围内(980 ℃左右) 进行。通过选择合适的催化剂,反应温度可以降低,并且可以扩展到适合电厂实际使用的290 - 430 ℃范围。
在反应条件改变时,还可能发生以下反应: 4NH3 + 3O2 →2N2 + 6H2O + 1267. 1 kJ (4) 2NH3 →N2 + 3H2 - 91. 9 kJ (5)
4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O + 907. 3kJ (6)
发生NH3 分解的反应和NH3 氧化为NO 的反应都在350 ℃以上才进行,450 ℃以上才剧烈起来。在一般的选择性催化还原工艺中,反应温度常控制在300 ℃以下,这时仅有NH3 氧化为N2 的副反应发生。
但是在某些条件下,在SCR 系统里也会产生如下的不利反应: SO2 + 1/2O2→SO3 (7) NH3 + SO3 + H2O →NH4HSO4 (8)
2NH3 + SO3 + H2O →(NH4 ) 2HSO4 (9) SO3 + H2O →H2 SO4 (10)
反应中形成的NH4HSO4 和(NH4 ) 2 SO4 很容易对空气预热器进行粘污,对空气预热器影响很大。
NH3 和NOx 在催化剂上的反应是遵循Eley - Rideal 机理,即NH3 选择吸附在催化剂表面上的酸性中心位(B 酸及L酸) 并得到活化,气相中的NO 分子与其反应,并消耗催化剂表面活性氧而生成N2 和H2O ,气相中的氧通过催化剂内传递而更新表面氧从而完成催化循环。NH3 和NOx 在催化剂上的反应主要过程为:
①NH3 通过气相扩散到催化剂表面; ②NH3 由外表面向催化剂孔内扩散; ③NH3 吸附在活性中心上;
④NOx 从气相扩散到吸附态NH3 表面; ⑤NH3 与NOx 反应生成N2 和H2O; ⑥N2 和H2O 通过微孔扩散到催化剂表面; ⑦N2 和H2O 扩散到气相主体。
反应式(1) (2) 主要是在催化剂表面进行的,催化剂的外表面积和微孔特性很大程度上决定了催化剂反应活性,上述1 - 7 个步骤中,速度最慢的为控制步骤。
SNCR烟气脱硝技术工艺流程示意图
时间:2013-03-18 20:48来源:环保网
选择性催化还原脱除NOx的运行成本主要受催化剂寿命的影响,因此提出一种不需要催化剂的选择性还原,这就是选择性非催化还原技术。该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应,不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为900～1100℃的区域,该还原剂(尿素)迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2,该方法是以炉膛为反应器。
研究发现,在炉膛900～1100℃这一狭窄的温度范围内,在无催化剂作用下,NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx,基本上不与烟气中的O2作用,据此发展了SNCR法。在900～1100℃的范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应如下。 NH3为还原剂:
4NH3+4NO+O24N2+6H2O 尿素为还原剂:
2NO+CO(NH2)2+12O22N2+CO2+2H2O 当温度高于1100℃时,NH3则会被氧化为NO,即: 4NH3+5O24NO+6H2O
不同还原剂有不同的反应温度范围,此温度范围称为温度窗。NH3的反应最佳温度区为900～1100℃。当反应温度过高时,由于氨的分解会使NOx还原率降低;另一方面,反应温度过低时,氨的逃逸增加,也会使NOx还原率降低。NH3是高挥发性的有毒物质,氨的逃逸会造成新的环境污染。
引起SNCR系统氨逃逸的原因有2种,一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应;另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。
还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位,因为NOx的分布在炉膛对流断面上是经常变化的,如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀,则会出现分布较高的氨逃逸量。在较大的燃煤锅炉中,还原剂的均匀分布则更困难,因为较长的喷入距离需要覆盖相当大的炉内截面。
为保证脱硝反应能充分地进行,以最少的喷入NH3量达到最好的还原效果,必须设法使喷入的NH3与烟气良好地混合。若喷入的NH3不充分反应,则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上,而且烟气中NH3遇到SO3会产生(NH4)2SO4,容易造成空气预热器堵塞,并有腐蚀的危险。
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般不高,受锅炉结构尺寸影响很大,多用作低NOx燃烧技术的补充处理手段。采用SNCR技术,目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。值得注意的是,近年的研究表明,用尿素作为还原剂时,NOx会转化为N2O,N2O会破坏大气平流层中的臭氧,除此之外,N2O还被认为会产生温室效应,因此产生N2O问题已引起人们的重视。 SNCR技术的工业应用是20世纪70年代中期在日本的一些燃油、燃气电厂开始的,欧盟国家于20世纪80年代末在一些燃煤电厂也开始SNCR技术的工业应用。美国的SNCR技术在燃煤电厂的工业应用是在20世纪90年代初开始的,目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在5GW以上。