锅炉SCR脱硝技术(2020年整理).doc
选择性催化还原脱硝技术(SCR).
c.尾部烟气段布置
SCR反应器布置在烟气脱硫装置（FGD）后，催化剂将完全工作在 无尘、无二氧化硫的“干净”烟气中。 当催化剂在干净烟气中工作时，其工作寿命可达高灰段催化剂使用 寿命的两倍。 该布置方式的主要问题是将反应器布置在湿式FGD脱硫装置后，而 低温SCR催化剂还没有达到工程应用的程度，其排烟温度仅为50~60℃，
3）氨与NOx在反应器内，在催化剂的作用下反应生成N2和H2O。 N2和
H2O随着烟气进入空气预热器。在SCR进口设置NOx、O2温度监视分
析仪，在SCR出口设置NOx、O2、NH3温度监视分析仪。 NH3温度监 视分析仪监视NH3的逃逸浓度小于规定值，超过则报警并自动调节
பைடு நூலகம்
NH3注入量。
4）在氨气进气装置分管阀后设有氮气预留阀及接口，在停工检修时用于 吹扫管内氨气。
（1）烟气中所携带的飞灰中含有的Na、Ca、Si、As等成分会使催化剂中毒； （2）飞灰对SCR反应器的磨损； （3）飞灰将SCR反应器蜂窝状通道堵塞； （4）如烟气温度升高，会将催化剂烧结，或使之再结晶失效；如烟气温度 降低，NH3会与SO3反应生成硫酸铵，从而堵塞SCR反应器通道和污染空气预
热器；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (a) 高灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式
(b) 低灰段布置；
图2-3 SCR反应器的布置方式 (c) 尾部烟气段布置；
a.高灰段布置
SCR反应器布置在省煤器与空气预热器之间，反应温度一般 为300~400 ℃，
适合催化剂的运行温度，但此时烟气中所含有的全部飞灰和二氧化硫均通过催化 剂反应器，催化剂的寿命会大大缩短；影响催化剂寿命的因素有：
得反应温度大大降低（300~450℃），从而可以在锅炉的
选择性催化还原(SCR)法烟气脱硝技术
选择性催化还原（SCR）法烟气脱硝技术摘要：选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术以其高效的特点在国外得到了普遍的应用。
本文概述了SCR法的基本原理、催化剂的分类及成型布置方式、SCR 系统在电站锅炉系统中的布置方式、系统的构成和主要装置设备以及工程应用中常见的问题和解决办法。
分别以飞灰、飞灰与Al2O3混合、堇青石蜂窝陶瓷的Al2O3涂层作为载体，担载CuO、Fe2O3等金属氧化物作为活性成分进行活性测试，在实验室理想气体条件下具有较高的效率。
关键词：选择性催化还原，催化剂，SCR系统，飞灰1. 引言NO和NO2是人类活动中排放到大气环境的大量常见的污染物，通称NOx。
酸雨主要由大气污染物如硫氧化物、氮氧化物及挥发性有机化合物所导致。
因为其对土壤和水生态系统所带来的变化是不可逆的，它的影响极其严重。
NOx对大气环境的污染除了其本身的危害之外，还由于它们参与光化学烟雾的生成而受到人们的特别关注。
固定源氮氧化物排放控制技术主要有两类：燃烧控制和燃烧后控制。
燃烧控制的手段主要包括低过量空气燃烧、烟气再循环、燃料再燃烧、分级燃烧和炉膛喷射等；燃烧后脱硝的措施包括湿法和干法[1]。
而在干法中，选择性催化还原（SCR）法烟气脱硝技术具有高效率的特点，目前最高的脱硝效率能达到95%以上，因此在世界范围内得到了十分广泛的应用。
SCR烟气脱硝系统最早由七十年代晚期在日本的工业锅炉机组和电站机组中得到应用。
到目前为止已经有170多套的SCR装置在日本的电站机组上运行，其总装机容量接近100,000MW。
在欧洲，SCR技术于1985年引入，并得到了广泛的发展。
电站机组的总装机容量超过60，000MW[2]。
在美国，最近五到十年以来，SCR系统得到十分广泛的应用。
为适应更高的排放标准，SCR已经被作为最好的可以利用的技术。
此外在丹麦、意大利、俄罗斯、澳大利亚、韩国、台湾等国家和地区都建立了一些SCR的脱硝装置。
我国福建某电厂也曾引进该装置和技术。
脱硝技术介绍(SCR和SNCR)
选择性非催化还原法（SNCR）
SNCR工艺特点
NOx脱硝率低，仅可达到25－40％ 因不增加SO3可较SCR放宽NH3逃逸条件 对于多层喷入，控制系统适当的跟随负荷及温度能力 工程造价较低，占地面积小，适用于老厂改造，新炉
如依锅炉设计加以配合，脱硝效率会更高
选择性非催化还原法（SNCR）
概述
1
低NOx主要控制技术
2
常用脱硝技术
3
NOX 的种类
NOX 对人类健康和环境的影响
低空臭氧的产生 光化学烟雾的形成
酸雨 各种潜在的致癌物质
国内氮氧化物排放现状
中国电力氮氧化物排放状况
2000年 2002年 2010年
358.02万吨 520.00万吨 594.74万吨
中国典型燃煤机组的NOx排放情况
选择性催化还原法（SCR）
SCR工艺系统－反应器
布置方式：一般采用2＋1或3＋1布置； 备用层：将新催化剂安装在预留催化 剂位置，以减少催化剂更换量，并充 分利用尚未完全失效的旧催化剂，从 而减少催化剂更换费用，提高脱硝效 率。
选择性催化还原法（SCR）
SCR工艺系统－催化剂
催化剂的主要成分是TiO2、V2O5、WO3、MoO3、等金属化合物， 其中TiO2属于无毒物质， V2O5为微毒物质，属于吸入有害： MoO3、也为微毒物质，长期吸入或吞服有严重危害，对眼睛和 呼吸系统有刺激。 载体：TiO2、活性炭或沸石等多孔介质。
选择性催化还原法（SCR）
SCR工艺系统－吹灰器
催化剂表面的积灰
选择性催化还原法（SCR）
蒸汽吹灰器－耙式吹灰器
选择性催化还原法（SCR）
声波吹灰器
选择性催化还原法（SCR）
SCR锅炉烟气脱硝
附件二、锅炉烟气SCR脱硝一、SCR工艺原理利用选择性催化还原（SCR）技术将烟气中的氮氧化物脱除的方法是当前世界上脱氮工艺的主流。
选择性催化还原法是利用氨（NH3）对NO X的还原功能，使用氨气（NH3）作为还原剂，将一定浓度的氨气通过氨注入装置（AIG）喷入温度为280℃-420℃的烟气中，在催化剂作用下，氨气（NH3）将烟气中的NO和NO2还原成无公害的氮气（N2）和水（H2O），“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应，在这里只选择NO X还原。
其化学反应式如下：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O副反应主要有：2SO2+O2→2SO3催化剂是整个SCR系统的核心和关键，催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的，影响其设计的三个相互作用的因素是NO X 脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。
脱硝反应是在反应器内进行的，反应器布置在省煤器和空气预热器之间。
反应器内装有催化剂层，进口烟道内装有氨注入装置和导流板，为防止催化剂被烟尘堵塞，每层催化剂上方布置了吹灰器。
二、脱硝性能要求及工艺参数1、性能要求采用SCR脱硝技术时，脱硝工程应达到下列性能指标：NO X排放浓度控制到200mg/Nm3以下，总体脱硝效率约80%；氨逃逸浓度不大于3uL/L;SO2/SO3转化率小于1.0%；2、工艺参数脱硝工艺的设计参数见表液氨缓冲槽SCR工艺流程图3、高灰型SCR脱硝系统采用高灰型SCR工艺时，250~390℃的烟气自锅炉省煤器出口水平烟道引入，进入SCR脱硝装置入口上升烟道，经氨喷射系统喷入烟道的NH3与烟气混合后，在催化剂作用下，将NO X还原成N2和H2O，脱硝后的干净烟气离开SCR装置，进入空气预热器，回到锅炉尾部烟道。
高灰型SCR脱硝系统包括烟道接口、烟道、挡板、膨胀节、氨气制备与供应、氨喷射器、导流与整流、反应器壳体、催化剂、吹灰器、稀释风机、在线分析仪表及控制系统等部件，归纳起来可分为催化剂系统、反应器系统、氨供应与喷射系统及电气热控系统等几个部分。
(完整版)SCR脱硝技术技术
80% (500->100ppm) 77% (128->30ppm) 90% (760->76ppm) 80% (250->50ppm) 90% (760->76ppm) 70% (30->15ppm)
安装时间
09.05 09.04 ’09.04 ’09.03 ’09.03 ’09.01 ’09.01 ’08.12 ’08.11 ’08.10 ’08.10 ’08.10 ’08.09 ’08.09 ’08.07 ’08.07
煤炭 废弃物 废弃物
煤炭 废弃物 0.3 B-C
煤炭 废弃物 废弃物 废弃物 1 B-C 废弃物
煤炭 石油焦
煤炭 1.0 B-C
煤炭 煤炭 煤炭 废弃物 废弃物
烟气量 (Nm3/hr)
1,940,131 1,040,000 150,000
60,917 68,840 70,000 77,000 1,972,960 73,000 8,000 1,972,960 73,499 111,000 2,283,060 84,000 77,000 50,000 109,273 98,622 1,925,000 60,000 960,000 14,000 1,700,000 315,000 315,000 74,867 68,840
4000
NOx去除率
50% (200->100ppm) 80%(150->30ppm) 75% (280->70ppm) 72%(176->50ppm) 75%(200->50ppm) 87.5%(488->61ppm) 62.5%(800->300ppm) 60%(250->100ppm) 75%(200->50ppm) 50% (200->100ppm) 87.5%(2000->250ppm) 80%(250->50ppm) 80% (350->70ppm) 75% (160->40ppm) 87.5%(2000->250ppm) 92% (500->40ppm)
脱硝技术介绍(SCR)
反应温度
230～450 ℃ 一般应用温度：320～400 ℃
转化效率在70~90%之间。
精选ppt
15
General
NOx脱除技术－ＳＣＲ
精选ppt
22
Typical SCR System
烟气/氨的混合
氨的流 量分配阀门站
ＭＶＳ
精选ppt
23
Typical SCR System
三.SCR系统主要设备
氨的储备与供应系统 卸料压缩机 氨蒸发器（电/蒸汽） 氨罐 缓冲罐 稀释槽
精选ppt
24
Typical SCR System
氨的储备与供应系统
反应剂原料
氨的原料 无水氨
优点 反应剂纯度最高 原料成本最低 设备成本最低
缺点 高危险性的原料 运输和存储问题
氨水 (19% or 29%)
容易运输
需要更大的运输设备
浓度低于20%时不
以及更频繁的运输
划分为高危险性的原 需要更大的储存罐
料
蒸发成本
比无水氨危险性
尿素
安全的原料 (化肥) 干态或湿态 容易运输
N2＋CH化合物＝＝》HCN化合物 HCN化合物氧化生成NO
HCN化合物＋O2＝＝》NO
对于燃煤锅炉，快速型NOx所占份额一般低于5 ％。
精选ppt
9
General
NOX 的控制 技术
•燃烧中NOx生成的控制 •烟气中NOx的脱除
SCR脱硝技术
SCR脱硝技术SCR脱硝技术1、目的和原理脱硝技术主要包括了选择非催化还原（SNCR），选择性催化还原（SCR）和SNCR、SCR结合的工艺。
SCR具有很高的脱硝效率（70-90%），它是成熟的脱硝工艺，是脱硝应用最广泛的技术。
SCR的意思是烟气中的氮氧化合物选择性的和还原剂进行反应，生成氮气和水，脱除烟气中的氮氧化合物（NOx）。
SCR的化学反应方程式是：4NO + 4NH3+O2→ 4N2 +6H2O6NO2 + 8NH3 + O2→ 7N2 + 12H2O典型的SCR脱硝系统的工艺在SCR脱硝系统中，各种废气中含有的NOx和氨水、尿素或其他含有氨基的物质进行反应，生成氮气和水。
基于经济性、处理难度和系统的安全角度考虑，选择最适合的含氨基的还原剂SCR系统主要包含了反应器、还原剂储罐、还原剂喷射系统和催化剂，在还原剂喷射和烟气进行完全混合之后，废气会进入催化剂层，脱硝反应将会在这里进行。
氮氧化合物在催化剂表面转化成氮气和水。
当还原剂是氨的时候，化学反应方程式如下。
4NO+4NH3+O2 -> 4N2+6H2O6NO2 +8NH3 -> 7N2+12H2O2、性能（常用范围）使用范围：（燃气、燃油、燃煤）锅炉，汽轮机，垃圾焚烧发电厂和柴油发电机效率：大于90%的脱硝率运行温度：200-420℃氮氧化物含量：10-2,000ppm压降：小于1.2kPa/反应器反应器：催化剂床层可安装在余热锅炉内运行条件：冷启动30分钟以内可以达到稳定状态1）当要求的脱硝效率大于95%的时候，排放的还原剂的量会显著的增加；2）运行温度的确定应该考虑烟气中SOx的浓度，以防形成ABS，导致催化剂堵塞。
3、备注SCR脱硝系统的性能主要依赖于催化剂的性能（活性，寿命等）和还原剂喷射的控制技术。
V/TiO2催化剂是通过三氧化钒离子吸附在二氧化钛晶体上并且煅烧制成的，广泛的运用在SCR系统中。
脱硝反应速度非常快，所以，反应速度主要受还原剂扩散率的控制：层流边界层和催化剂微孔处的扩散率。
scr脱硝技术指标
SCR脱硝技术指标1. 简介SCR（Selective Catalytic Reduction）脱硝技术是一种常用于燃煤电厂和工业锅炉等燃煤设备中的脱硝技术。
它通过在烟气中注入尿素溶液或氨水，利用催化剂将氮氧化物（NOx）转化为无害的氮气和水蒸气，从而实现减少大气污染物排放的目的。
2. SCR脱硝技术原理SCR脱硝技术的主要原理是在适宜的温度、催化剂和氨（尿素）溶液浓度条件下，将烟气中的氮氧化物与氨发生反应，生成氮气和水。
该反应需要催化剂作为催化剂，常用的催化剂包括钛酸钾、钒酸钾等。
反应的化学方程式如下：4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O3. SCR脱硝技术指标SCR脱硝技术的指标主要包括以下几个方面：3.1 脱硝效率脱硝效率是指SCR脱硝系统对烟气中氮氧化物去除的能力，通常以百分比表示。
脱硝效率越高，说明系统对氮氧化物的去除能力越强。
3.2 氨逃逸率氨逃逸率是指SCR脱硝系统中氨逃逸到大气中的比例。
氨逃逸率越低，说明系统对氨的利用率越高，同时也减少了对环境的污染。
3.3 催化剂活性催化剂活性是指催化剂在SCR脱硝反应中的催化性能，主要包括催化剂的转化效率和稳定性。
催化剂活性越高，反应速率越快，脱硝效果越好。
3.4 温度窗口SCR脱硝反应需要在一定的温度范围内进行，称为温度窗口。
温度窗口是指SCR脱硝反应的最佳温度范围，通常在250-400摄氏度之间。
在温度窗口内，催化剂的活性最高，脱硝效果最好。
3.5 氨氧比氨氧比是指SCR脱硝反应中氨与氮氧化物的摩尔比。
氨氧比的选择对SCR脱硝效果有重要影响，过高或过低的氨氧比都会影响脱硝效率。
4. SCR脱硝技术的优势SCR脱硝技术相比其他脱硝技术具有以下优势：4.1 高效SCR脱硝技术具有高脱硝效率，能够将烟气中的氮氧化物去除率达到90%以上，甚至可以接近100%。
4.2 适应性强SCR脱硝技术对烟气中的氮氧化物浓度变化范围较大，适应性强。
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220t/h锅炉SCR脱硝技术
1.反应器布置
本项目锅炉烟气NO X含量达800mg/Nm3，要求排放100 mg/Nm3，脱硝效率87.5%。
SNCR脱硝工艺达不到环保要求，建议采用SCR脱硝工艺，推荐采用20孔蜂窝式催化剂，每台锅炉配置2台脱硝反应器，每台反应器内催化剂布置方式采用2+1布置，即安装2层催化剂，预留1层。
每层催化剂体积初步预估21m3，三台锅炉总量约252m3。
另本项目锅炉尾部竖井交叉布置两级省煤器和三级管式空气预热器，省煤器、空气预热器交叉布置分别支承在尾部构架上，这种省煤器及空预器布置方式不便于SCR脱硝装置的设置。
鉴于锅炉已开始进行安装工程，不便进行大的改动，脱硝反应器的布置及脱硝烟气的引出将结合目前锅炉的实际情况配置。
1.1脱硝烟气将由高温省煤器出口双烟道引出（此处烟气温度380℃，最佳反应
温度），向上约10米分别进入两台脱硝反应器（W4.04mxL5.9mxH10m），经反应器后回到一级空预器入口，这样尾部竖井烟道高温省煤器和高温空预器之间需预留出烟气的进出空间约5.6米（烟道截面按4.04x1.6，烟气流速14m/s 估算），需锅炉厂调整空预器和低温省煤器的安装位置，来保证脱硝烟气的进出空间。
且此种反应器布置方式烟气脱硝后在空预器低温区易生成亚硫酸铵造成低温腐蚀及堵塞，建议在三级空预器上方设置蒸汽吹灰器。
1.2如锅炉低负荷运行时，高温空预器出口温度能在290℃以上，可采取将脱硝
烟气由高温空预器出口引出（如必要，也可从高温省煤器上方引出部分高温烟气来加热脱硝烟气），向上约10米分别进入两台脱硝反应器，同时将剩余省煤器、空预器安装位置平移调整到反应器出口烟道，并在三级空预器上方设置蒸汽吹灰器。
SCR烟气系统设计参数
2．主要设计原则
（1）采用选择性催化还原（SCR）工艺全烟气脱硝系统。
烟气中的NO
X 在300~380度环境下，经催化剂作用，由NH
3
将NO
X
还原
成无害的N
2和H
2
O。
（2）采用液氨做为脱硝系统的还原剂。
（3）脱硝系统脱硝效率不低于87.5%。
（4）催化剂采用20孔Ti-V-W蜂窝式催化剂。
（5）采用声波吹灰器对催化剂进行清灰。
3. 脱硝系统设计数据（单台机组）
4. 脱硝系统设备
主要设备表
5 脱硝炉区系统布置
5.1 布置设计原则
总体布置依据提供的相关资料
主要布置设计原则
（1）在布置方案中，新建设施尽可能减少对场地原有地下及地上设施的影响；
（2）减少施工工程量，同时要尽量便于施工；
（3）供氨管路、电缆等尽量利用原有管路支架、及电缆桥架；
（4）稀释风机就近布置在SCR装置旁。
在制定脱硝装置布置方案时，考虑下面设备：
—SCR反应器；
—烟风管道；
—稀释风机；
—辅助设备。
在规划基本的现场布置方案时，建筑和设备的位置应该按照需要的功能来布置，并考虑进出方便、建造难易、操作、维护和安全性。
锅炉的尾部是双烟道，相应反应器的入口烟道也是双烟道形式，一台锅炉安装两个SCR脱硝反应器，采用两个SCR脱硝反应器两侧对称布置。
为SCR脱硝反应器留有适当的空间，用来设置检修通道，便于催化剂模块的安装和检修操作。
催化剂模块的抬升预留足够的空间。
催化剂模块的大小为993mm×1914mm ×1260mm。
通道连续，所有的主要通道能允许叉式升降机（铲车）通行，并考虑其转动半径。
5.2典型布置方案
参见附图
5.3 脱硝系统布置方案
（1）脱硝反应器
，反应器的截面尺寸为4.04米×5.9米，中间布置氨喷射系统。
（2）脱硝反应器入口的烟道布置
在锅炉尾部烟道引出口，从锅炉中间引出穿过最后一排钢架再向上并向两侧
与脱硝反应器的入口相联。
烟气流速<15米/秒，既要减少烟道磨损和降低系统阻力又要保证烟道中少积灰。
（3）氨稀释风机和氨/空气混合系统
每台锅炉设两台100%容量的高压离心式鼓风机，一用一备。
设二套氨/空气混合系统。
分别用于SCR反应器的氨与空气的混合。
为保证氨（NH3）注入烟道的绝对安全以及均匀混合，以脱硝所需最大供氨量为基准设计氨稀释风机及氨/空气混合系统。
稀释风机的性能将保证能适将锅炉50～100%BMCR负荷工况下正常运行，并留有一定裕度：风量裕度不低于10 %，另加不低于10℃的温度裕度；风压裕度不低于20%。
稀释风机和氨/空气混合系统将尽量布置在SCR反应器本体氨注入口附近，基于此原因，稀释风机将避免由于布置在SCR反应器本体支撑钢架上而引起的振动。
为保证氨不外泄，稀释风机出口阀设故障连锁关闭，并发出故障信号。
风机和叶轮的结构设计将便于检修和更换，外壳与易损件将易于拆除，在风机和驱动电动机的上方将设有检修起吊设施。
风机的所有旋转件周围将设有人员安全防护罩。
消音器将安装在恰当位置。
稀释风机将配备必要的仪表和控制，主要包括监控轴温的热电偶、振动测量装置、正常/异常跳闸信号装置等。
电动机控制信号也包括在设计范围之内。
氨的注入量由SCR反应器进出口NOx，O2监视分析仪测量值、烟气温度测量值、稀释风机流量、烟气流量（由燃煤流量换算求得）等来控制。
（4）氨喷射系统
每台反应器设置一套完整的涡流式氨喷射混合系统，保证氨气和烟气混合均匀。
喷入反应器烟道的为空气稀释后的氨气混合气体。
所选择的风机将该满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。
稀释风机将按两台100％
容量（一用一备）设置。
氨/烟气混合均布系统的设计充分考虑到其处于锅炉的高含尘区域的因素，所选用的材料将为耐磨材料或充分考虑防磨措施加以保护。
在进氨装置分管阀后将设有氮气预留阀及接口，在停工检修时用于吹扫管内氨气。
5.4 SCR反应器本体吹灰系统及脱硝除灰系统
按每台SCR反应器设置一套吹灰系统进行设计。
根据SCR反应器本体内设置的催化剂层数及数量来设置吹灰系统，按每一层催化剂设置一层吹灰器进行设计，吹灰器数量按催化剂的层数来配置，每层配置2台。
本工程采用声波式吹灰器。
6 脱硝氨区系统
6.1 氨区规模
氨站占地约1500m2，设有50m3液氨储罐2台，按80%充装系数计算，满足全厂7天用量要求，压力为2.16MPa。
氨气稀释槽1个；液氨蒸发器（1个）：氨处理量：241Kg/h；氨气缓冲罐（1个），缓冲时间8分钟；操作室、消防值班室、氨站配电室和氨卸料压缩机、液氨槽车装卸区。
氨站内设安全、消防设施6.2 工艺流程简述
液氨由液氨槽车送来，利用氨压缩机增压的方式将液氨由槽车输入至液氨储罐内贮存；生产时液氨储罐中的液氨流到液氨蒸发器内蒸发为气氨，并通过气氨缓冲罐来稳定其压力后送脱硝系统。
液氨储罐及液氨蒸发系统紧急排放的气氨通过管道排入氨气稀释槽中，经水吸收成氨水后排入废水池，再经由废水泵送至沉渣池处理。
液氨蒸发的加温方式系蒸汽加热。