理论脱硝催化剂体积计算
SCR脱硝原理及工艺
锅炉
脱硝装置 空预器
氨与烟气均匀混合措施
¾ 氨与稀释风的混合设计（混合器） ¾ 喷氨格栅设计（AIG） ¾ 反应器入口设计（筛网平板） ¾ 烟道内部件设计（导流板，静态混合器等） ¾ 计算机流场模拟（CFD）和实体物理模型试验（Flow model）
最终混合措施的确定依据；所有SCR工程都需要做CFD＋ Flow model
SCR脱硝原理及工艺
NOX
SCR脱硝原理
NH3
基本反应方程式
4 NO + 4 NH3 + O2 4 NO2 + 2 NH3 + O2
4 N2 + 6 H2O 3 N2 + 6 H2O
副作用方程式
SO2 + 1/2 O2 NH3 + SO3 + H2O
SO3 NH4 HSO4
N2
H2O
SCR脱硝效率的主要影响因素
烟道布置和作用 •烟道布置要简洁、流场通顺； •有利于氨与烟气的自然混合； •烟气阻力降小； •烟道内布置混合器、导流板等。
省煤器旁路
省煤器旁路
作用： －机组在低负荷运行时，保证SCR入口
烟气温度。一般对SCR入口温度的要 求大约是300－400℃ 。 缺点： －系统复杂，增加控制的复杂性； －需要设置旁路烟道和挡板门，增加投资。 －需要设置密封风机，增加厂用电。
0
160,000
催化剂装
催化剂模块起吊
催化剂安装(续)
催化剂模块进入反应器
催化剂安装(续)
催化剂模块就位
催化剂安装(续)
催化剂模块安装
SCR工艺系统－吹灰器（七）
催化剂表面的积灰
蒸汽吹灰器－耙式吹灰器
燃煤电厂烟气脱硝SCR催化剂介绍 (1)
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序号 10 11 12 13 14 15 16
项目名称 国电谏壁发电有限公司扩建脱硝工程 国电汉川发电有限公司三期脱硝工程 大唐高井发电厂3~4、7~8烟气脱硝工程 广州恒运热电（C）厂烟气脱硝工程 国电沈西发电有限公司脱硝工程 国电都匀发电有限公司脱硝工程 山东潍坊绿橄榄化工有限公司废物处理工程 烟气脱硝
31
平板式 波纹板式 蜂窝式
共统计了59个SCR项目，装机容量6600MW
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催化剂体积计算
1.烟气组成
烟气流量 烟气成分 烟尘浓度
综合考虑因素
1.模块布置方式 2.反应器层数设置 3.催化剂压降 4.空塔速度 5.催化剂孔内流速 6.反应器内流场分布要求 1.催化剂体积（层/反应器/炉） 2.催化剂单体长度 3.催化剂层压降 4.允许运行温度(最低/最高） 5.NH3耗量
燃煤电厂烟气脱硝SCR催化剂介绍
江苏龙源催化剂有限公司
2010年8月16日
1
介绍提纲
• （1）公司简介 • （2）催化剂生产和质量保证 • （3）催化剂设计和选型 • （4）催化剂应用案例
2
第一部分、公司概况
•江苏龙源催化剂有限公司于2008年3月3成立； •注册资本金5000万元； •投资方： •北京国电龙源环保工程有限公司； •国电环境保护研究院. •技术引进方： •日本触媒化成（CCIC）株式会社 •研发合作对象： •清华大学 •产品： •电厂用蜂窝状催化剂 •其他相关产品 •年产量： •8000立方米/年（I期＋II期）
产品定期送到日本公司进行检测；
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强大的技术支持后盾
1、外方先进的技术； 2、研发中心（下设博士后流动站）； 3、定期的技术交流（与技术引进方）； 4、和国内清华大学等知名高校建立合作关系； 5、脱硝技术与催化剂研究所
烟气脱硝(SCR)技术和相关计算
6.氨消耗量的粗略计算
假设锅炉排放NOx浓度为400mg/m3,将锅炉NOx 排放浓度视为NO浓度和NO2浓度之和计算的氨 消耗量。
4NO + 4NH3 + O2→ 4N2+ 6H2O （1） 2NO2 + 4NH3 + O2→ 3N2 + 6H2O （2）
C NO+C NO2 = 400
(1)
4.2 SCR技术原理
作选为择还性原催剂化，还在原金法属（催SC化R技剂术作）用是下以，氨将（NONxH的3） 还原成无害的N2和H2O。 NH3有选择的与烟气中 NOx反应，而自身不被烟气中的残余的O2氧化， 因此称这种方法为“选择性”。 有氧条件下反应式如下：
4NO + 4NH3 + O2→ 4N2+ 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2→ 3N2 + 6H2O
4. 烟气脱硝SCR工艺
目前世界上使用最广泛的方法是选择性催化还原法(SCR) 和选择性 非催化还原(SNCR) 。 • SCR技术：选择性催化还原法（SCR为Selected Catalytic Reduction英文缩写） • SNCR技术：选择性非催化还原法（SNCR英文缩写为Selected Non-Catalytic Reduction英文缩写） • SNCR/SCR混合法技术：选择性非催化还原法和选择性催化还原 法的混合技术
烟气脱硝（SCR）技术及相关计算
内容目录
1. 火电厂烟气脱硝基本概念 2. 氮氧化物生成机理 3. 减少氮氧化物排放的方法 4. 烟气脱硝SCR工艺 5. 运行注意事项 6. 氨消耗量的粗略计算
1. 火电厂烟气脱硝基本概念
烟气脱硝是NOx生成后的控制措施，即对燃烧后产生 的含NOx的烟气进行脱氮处理的技术方法。
催化剂选型计算与工程配合介绍
、灰分等影响。
3
影响因素
在设计选型过程中，影响催化剂体积量的因素有：
1、脱除NOx的量
2、CaO含量 3、灰分
4、年利用率
5、设计温度 6、烟气流速
7、选取的余量
4
影响因素
1、脱除NOx量
5
影响因素
2、CaO含量
催化剂选型计算与工程 配合介绍
Hale Waihona Puke 要内容内 容一、 名词介绍 二、 体积量影响因素 三、 催化剂选型计算
四、 工程配合
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名词介绍
催化剂活性（K） 催化剂促使还原剂与氮氧化物发生化学反应的能力。
K=1/2ln(MR/(MR-η)(1- η)) ×AV
MR：氨氮摩尔比 η： 脱硝率
AV：催化剂表面烟气流速
3） 密封的尺寸与反应器总体尺寸是否对应；
4） 安装小车的轴间距与现场铺设轨道是否对应。
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6
影响因素
3、灰分
7
影响因素
4、年利用率
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影响因素
5、设计温度
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影响因素
6、烟气量
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催化剂选型计算
1、原来两层，直接加一层就能满足。
2、原来两层，加一层仍不满足。
方案1、前两层中一层/两层，再生后加一层； 方案2、直接换两层； 注意的问题：可再生催化剂的比例； 再生后可达到原来活性程度； 需要补充的催化剂的 体积量。 3、直接两层再生。
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工程配合
1、初设阶段 需工程提供资料： 1）可研报告/脱硝寻资单（含所需的脱硝设计参数
等）；
2） 脱硝反应器催化剂支撑梁布置图。 出具资料： 1）催化剂参数表（含体积量、压降、流速等具体参 数）。
SNCR脱硝还原剂计算
有一日产2500吨水泥熟料生产线，已知窑尾烟气量V0=280 000Nm3/h（温度T0,压力P0,密度ρ,0，各物质体积分数：y co2,y N2,y H2O,y O2,…），NO X含量800mg/Nm3(NO占92.5%,NO2占7.5%)。
计划才采用SNCR技术经行烟气脱硝，脱硝率η＝60%，脱硝剂采用ω＝25%氨水（相对密度0.9070,），基准态下氨的逃逸率γ=5ppm。
问（1）正常运行下每小时氨水用量；（2）正常运行下能耗增加量，（假定原煤热值5500kCal/kg）。
解：（1）主反应方程式表达式：副反应方程式表达式：假定氨水输送过程中没有损失，氨水全部气化，氨气在窑尾气中按气体比例发生式—（1）、式—（2）反应，无其他副反应发生。
理论氨水用量计算：方法一、化学方程式法①NO X排放量计算：合每小时NO X排放224千克NO排放量M NO＝224kg/h×92.5%＝207.2kg/hNO2排放量M NO2＝224kg/h×7.5%＝16.8kg/h②NO X处理量计算：NO处理量M NO’＝ M NO×η＝207.2kg/h×60%＝124.32kg/h NO2处理量M NO2’＝ M NO2×η＝16.8kg/h×60%＝10.08kg/h③氨用量计算：参与NO反应氨用量计算参与NO2反应氨用量计算逃逸氨量计算m3＝V0×γ＝280 000Nm3/h×5mg/Nm3×10-6kg/mg＝1.40kg/h理论氨用量m ＝m 1＋m 2 ＋m 3＝70.45kg/h+7.45kg/h ＋1.40 kg/h ＝79.30kg/h ④理论氨水用量计算M ＝m ÷ω＝79.30kg/h ÷25%＝317.20kg/h 方法二、公式法尾气中NO 、NO 2浓度计算800×92. 5%＝740mg/Nm 3 800×7.5%＝60mg/Nm 3理论NH 3/NO x 比计算 另K=n （NH3）/n (NOx)理论氨用量计算理论氨水用量计算小结：实际运行中，总会伴随副反应的发生，假定副反应氨损在5%，hkg M x V M M x V M k m NO NO NH NONONH /20.7910)46602800001723074028000017(61.0)2(6002233=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=-h kg M /80.316%2520.79W ==ω实际25%氨水用量在334kg/h左右，合0.37m3/h。
烟气脱硝计算公式汇编
脱硝计算公式一、NO X 含量计算 %21152/O C C XXNO NO -⨯=二、氨气质量流量6/6/103864.031.217108.303⨯⨯∆=÷⨯⨯⨯⨯∆=N NO N NO NH Q C Q C W X X三、氨气体积流量6/6/1050912.03176.1103864.03176.1174.22333-⨯⨯⨯∆=⨯⨯⨯∆=⨯=⨯=N NO N NO NH NH NH Q C Q C W W V X X四、烟气流量计算）湿度（%-115%211003.11003.1273293255⨯-⨯⨯+⨯⨯+⨯=⨯=O P T Q Q SV Q V N V五、流量计计算厂家计算书。
W a= (V q ×C N O ×1 7 / ( 3 0 ×1 0 6) +V q×C NO2×17×2/(46×106)) ×m ⑻m =ηNOx/100+γa/22.4/(C NO/30+C NO2×2/46) ⑼式中：ηNOx为脱硝效率，％；γa为氨的逃逸率，ppmv（顾问公司导则公式）。
典型逻辑：一、供氨关断阀：允许开（AND）：1)一台稀释风机运行；2)稀释风流量大于设计低值；3)供氨管道压力大于设计低值；4)SCR区氨泄漏值低于设计高值；5)SCR氨逃逸低于设计低值；6)SCR入口温度大于设计低值（三选二）；7)SCR入口温度低于设计高值（三选二）；8)无锅炉MFT；9)锅炉负荷大于50%；连锁关（or）：1)两台稀释风机停运；2)稀释风量低于设计低值；3)供氨流量大于设计高值；4)SCR氨泄漏高于设计高值；5)SCR氨逃逸高于设计高值；6)锅炉MFT；7)锅炉负荷小于50%；8)SCR入口温度低于设计低值（三选二）；9)SCR入口温度高于设计高值（三选二）；10)氨气比大于8%；允许关：无逻辑航天环境连锁开：无逻辑二、调节阀见逻辑图逻辑图PID手 自烟气流量 出口氧量2115∑ ×÷×入口NO X21出口NO X出口氧量出口NO X 设定－－∑出口偏置NH 3流量阀门开度阀门指令∑NH 3逃逸切换条件入口氧量－ 21 －÷÷ 15 ×15 ×。
烟气脱硝计算公式
烟气脱硝计算公式烟气脱硝是一种减少燃烧过程产生的氮氧化物（NOx）排放的技术。
常用的烟气脱硝方法包括选择性催化还原（SCR）和非选择性催化还原（SNCR）等。
下面将介绍烟气脱硝的计算公式。
1.氮氧化物（NOx）的浓度计算公式：NOx（mg/m³）= V × C/3600其中，V代表燃料的消耗速率（m³/h），C代表NOx的排放浓度（mg/m³），3600代表将时间单位由小时换算为秒。
2.氮氧化物（NOx）的排放量计算公式：E（kg/h）= V × C × MW × 10^(-6)/22.4其中，E代表NOx的排放量（kg/h），V代表燃料的消耗速率（m³/h），C代表NOx的排放浓度（mg/m³），MW代表NOx的分子量（g/mol），10^(-6)代表单位转换，22.4代表将m³转换为标准状况下的体积（L/mol）。
3.脱硝效率（DeNOx Efficiency）的计算公式：DeNOx Efficiency（%）= [NOx进口浓度 - NOx出口浓度]/NOx进口浓度× 100%其中，NOx进口浓度代表脱硝之前烟气中NOx的浓度，NOx出口浓度代表脱硝之后烟气中NOx的浓度。
4.还原剂（如氨水或尿素溶液）的投入量计算公式：M（kg/h）= E × 1/43其中，M代表还原剂的投入量（kg/h），E代表NOx的排放量（kg/h），1/43为化学计算中的系数。
5.反应剂的摩尔量计算公式：N（mol/h）= M × 1000/MW其中，N代表反应剂的摩尔量（mol/h），M代表反应剂的投入量（kg/h），1000为单位转换，MW代表反应剂的分子量（g/mol）。
这些计算公式可以用于烟气脱硝系统的设计和优化，并可以帮助工程师评估和控制烟气脱硝系统的效率。
然而，实际的工程设计和运行中，可能还需要考虑其他因素，如催化剂的选择、反应温度和氧化还原条件等。
脱硝公式5
在锅炉正常负荷范围内烟气脱硝效率均不低于80%，保证脱硝装置出口NOx 浓度不高于80mg/Nm 3（6%氧含量，干烟气）。
NH 3逃逸量应控制在3µL/L （3PPM ）以下；SO 2向SO 3的氧化率小于1%；脱硝装置可用率不小于98%，服务寿命为30年。
脱硝效率计算公式：(反应器入口烟道NOx(6%O2)含量-反应器出口烟道NOx(6%O2)含量)÷反应器入口烟道NOx(6%O2)含量×100% NOx 换算为6%基氧公式：NOx(6%O 2)=NOx ×(21-6)/（21-X ）,其中NOx 和X 分别为仪器测得的NOx 值和氧含量，X 为分百分比值。
NOx 浓度计算方法烟气中NOx 的浓度（干基、标态、6%O 2）计算方法为：NOx （mg/m 3）：标准状态，6%氧量、干烟气下NOx 浓度，mg/m 3；NO （µL/L ）：实测干烟气中NO 体积含量，µL/L ； O 2：实测干烟气中氧含量，%；0.95：经验数据（在NOx 中，NO 占95%，NO 2占5%）； 2.05： NO 2由体积含量µL/L 到质量含量mg/m 3的转换系数。
本技术规范书中提到的NOx 均指修正到标态、干基、6%O 2时的浓度。
CO 浓度计算方法232162105.295.0)/()/(O L L NO Nm mg NO x --⨯⨯=μ烟气中CO 的浓度（干基、标态、6%O 2）计算方法为：CO ：标准状态，6%氧量、干烟气下CO 浓度，µL/L ；)/(L L CO μ ：实测干烟气中CO 体积含量，µL/L ；O 2：实测干烟气中氧含量，%。
本技术规范书中提到的CO 均指修正到标态、干基、6%O 2时的浓度。
保证燃烧系统的性能满足本工程的具体要求，主要指标如下： (1) 氮排放浓度各负荷下（省煤器出口处）低于260mg/Nm 3。
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SCR 设计计算
入口烟气量约为Q =200000Nm3/h ；NOx 浓度300mg/m 3烟气入口温度T =367.8℃，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。
1. 基本的设计计算
锅炉的蒸汽量：220t/h
锅炉的烟气量：200000Nm3/h
功率 B MW =60MW
反应器烟道入口处NOX 浓度 NO Xin =295mg/Nm ³；
反应器烟道出口处NOX 浓度 NO Xout =75mg/Nm ³；
反应摩尔比常数 ASR =0.803。
理论催化剂体积计算：
式中，
catalyst Vol —理论催化剂体积，ft 3 adj η—调整效率，
得：
0.2809(1.058)adj ηη=+⨯0.2869(1.0580.8)=⨯⨯ 1.133= sdj
slip —调整氨逃逸率， 得：
1.2835(0.0568)sdj sdj slip slip =-⨯0.2835(0.05670.003)=⨯⨯ 1.28= Xadj
NO —调整NO X 浓度， 得：
0.1542(0.3208)Xadj Xin NO NO =+⨯ 0.1524(0.32080.71)=+⨯ 1.08= adj S —调整硫含量，S —烟气中硫含量 ，mg/Nm 3，
得：
0.9636(0.0455)adj S S =+⨯ 0.9636(0.04550.27)=+⨯0.9759= adj T —调整温度，F ， 得：
5215.16(0.03937720)(2.7410720)
adj T -=-⨯+⨯⨯
=5215.16(0.03937720)(2.7410720)--⨯+⨯⨯
得： 理论催化剂断面面积计算，得： 反应器断面面积计算，得：
设反应器长L=3m ，则： W —反应器宽，得： 催化剂层数计算，得： 取圆整层为3层。
单层催化剂高度计算，得：
反应器催化层数计算
式中，
total n —催化剂总层数 empty
n —预留催化剂层数，取1 得：
反应器总高度计算，得：
32.81 1.0682.81133 1.133 1.28 1.080.9759217.2
adj catalyst B adj sdj Xadj adj SCR T Vol Q slip NO S n m η=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=。