高活性氨基还原剂烟气脱硝技术
烟气脱硝装置(_SCR)技术
烟气脱硝装置( SCR)技术一、SCR装置运行原理如下:氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2ONO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度围有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。
烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。
因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。
二、烟气脱硝技术特点SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。
在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。
根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。
图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图。
三、SCR脱硝系统一般组成图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图, SCR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、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。
液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器催化剂层进行还原反应。
SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。
1、氨储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存罐,一个氨气/空气混合器,两台用于氨稀释的空气压缩机(一台备用)和阀门,氨蒸发器等组成。
SNCR脱硝工艺——氨水
3）加压计量系统
该部分主要由氨水加压泵、清水加压泵，混合模块、冲洗模块、循环模 块、测量仪表和相应的管路阀门等组成。 加压泵对氨水和清水进行加压、然后通过混合器混合均匀，输送至喷射 系统。 加压计量系统作为整套系统的重要部分，其上重要设备水泵、电动 阀、流量计和压力变送器均采用优质产品，保证设备正常运行。
3）溶液停留的时间
溶液停留（化学反应）时间：合适的温度范围内反应物在反应器内停留
的总时间。在此时间内，NH3或尿素等还原剂与烟气的混合、水的蒸发、还 原剂的分解和NOx的还原等步骤须全部完成，一般要求时间为0.3~0.5s。而 雾化状态的氨在锅炉的停留时间长短取决于锅炉烟道的尺寸、烟气流经烟道 的速度、溶液雾化状况、雾场与烟气混合的形式等因素。
5）自动控制系统
我公司技术人员，研发的脱硝专用自动控制系统由由控制柜和现场测 量仪表组成，是整个系统的核心。“PLC+触摸屏”的人机对话界面，操作 简单方便。控制系统根据采集的相关信号， 控制、调节各个设备的运行， 实现高效脱硝。 控制系统核心元器件采用ABB、西门子、施耐德等产品，操控简洁方 便，响应迅速，反应灵敏，外围器件采用施耐德电气设备，质量可靠，性能 稳定，安全性高。 控制方式有现场自动控制、现场手动控制、中控自动控制、中控手动控 制，方便各个工况下的操作。系统设有必要的报警，比如液位报警、流量报 警、变频故障报警、压力报警等，保证系统能安全稳定的运行。
1）温度范围
NOx的还原反应发生在一特定的温度范围内（最佳的反应温度区间 850℃～1250℃）。若温度过低，NH3的反应不完全，容易造成NH3逃逸形成 二次污染；而温度过高（1400℃以上），NH3则容易被氧化为NOx。可见温 度过高或过低都会导致还原剂的损失和NOx脱除率下降。
烟气脱硝工艺技术
烟气脱硝工艺技术烟气脱硝是现代环保工程中的一项重要工艺技术，主要是用于去除燃烧过程中产生的二氧化氮（NOx）污染物。
烟气脱硝工艺技术的实施，可以显著降低大气中的氮氧化物排放量，保护环境，维护人民的健康。
下面将介绍几种常见的烟气脱硝工艺技术。
首先，选择性催化还原（SCR）工艺是烟气脱硝中应用较为广泛的一种技术。
该工艺主要通过在烟气中添加氨气（NH3）作为还原剂，与烟气中的NOx发生催化还原反应，生成氮气和水蒸气，从而将NOx从烟气中去除。
SCR工艺具有高效、高选择性和可控性好的特点，可以在较低的温度下脱硝。
该技术的缺点是需要大量的氨气供应和催化剂的使用，增加了成本和运营复杂性。
其次，选择性非催化还原（SNCR）工艺是一种不需要催化剂的烟气脱硝技术。
该工艺利用氨气或尿素等还原剂在一定温度下与烟气中的NOx发生非催化还原反应，达到脱硝的目的。
SNCR工艺具有简单、灵活、投资少和运行成本低的优点，但由于温度要求较高，其脱硝效率相对较低。
第三，湿式烟气脱硝工艺也是一种常见的脱硝技术。
该工艺主要通过在烟气中加入一定量的碱液，如NaOH或NH3水溶液，使烟气与碱液接触，生成用于脱硝的氨盐或碱金属氮化物，从而将NOx脱除。
湿式脱硝工艺具有脱硝效率高、操作简单和用途广泛的优点，但需要处理大量的废液，对环境产生了次生污染。
最后，催化燃烧工艺是将脱硝催化剂添加到燃烧装置中，在燃烧过程中催化氧化生成的NOx，进一步还原和去除。
催化燃烧工艺具有简单、低成本和操作方便的特点，但需要定期更换催化剂，增加了维护成本。
总之，烟气脱硝是为了保护环境、降低空气污染而开发的一项重要技术。
上述几种烟气脱硝工艺技术都有各自的优缺点，应根据具体情况选择合适的工艺。
未来，在环保要求日益提高的背景下，烟气脱硝工艺技术还有进一步发展的空间，可以通过不断改进和创新，提高脱硝效率和降低成本，更好地保护生态环境和人民身体健康。
活性氨烟气脱硝新技术
活性氨烟气脱硝新技术作者：赵振杰来源：《海峡科技与产业》2014年第02期1.技术概述本技术是利用高反应活性氨基还原剂进行烟气脱硝、脱硫的工艺与设备，属于烟气治理技术领域。
当前，SNCR和SCR是应用最为广泛的两种烟气脱硝技术，SNCR脱硝技术是在炉膛或烟道合适温度（850～1000℃）的位置喷入氨基还原剂或尿素，无需催化剂，利用还原剂释放出的NH3选择性地将烟气中的NOx还原为无害的N2和水。
SNCR工艺中存在如下不足：含量10%～20%氨或尿素水溶液喷入反应区内会造成高温反应区内骤然大幅降温，而且反应区内各区域的温度不一致，从而导致脱硝效率低下，目前一般的脱硝效率仅为30%～50%，而且系统在900℃时的脱硝效果几近为零，还会影响炉内燃烧效率。
但由于SNCR技术脱硝率中等，不需要催化剂，运行费用较低，建设周期短，适合中小型锅炉的烟气脱硝。
而SCR由于其反应温度较低、脱硝效率高等优点，成为控制烟气中NOx的首选方法。
SCR技术中催化剂是核心，催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果，其成本约占SCR系统总成本的20%～40%，运行成本占40%～50%。
催化剂容易中毒，增加了系统的不稳定性。
SNCR和SCR两种主流技术目前采用的还原剂无论其来源是液氨、氨水还是尿素，与NOx发生氧化还原反应的化合物都是气态的NH3。
SCR脱销技术的核心是利用NH3在催化剂条件下与NOx发生氧化还原反应；SNCR脱销技术是NH3在高温850～1000℃下与NOx直接发生氧化还原反应。
而本技术所使用的活性氨基还原剂发生氧化还原反应的化学反应活性比NH3高，无需催化剂的情况下，在350～800℃较低温度下还原NOx。
5.技术创新推广的优势1）可整体替代现有的SCR脱销系统或SNCR脱硝技术，适用范围广阔本技术可实现性好、适用范围广，无需催化剂，只要在350～800℃的温度窗口下即可完成脱硝，可适用于多种燃煤锅炉、工业窑炉的烟气或尾气处理，也可用于汽车尾气的脱硝处理。
SNCR脱硝技术
SNCR脱硝技术SNCR脱硝技术是将NH3、尿素等还原剂喷入锅炉炉内与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850～1100℃的区域，迅速热分解成NH3，与烟气中的NOx反应生成N2和水，该技术以炉膛为反应器。
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%～80%，受锅炉结构尺寸影响很大。
采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。
1、技术原理在850～1100℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：NH3为还原剂4 NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O尿素为还原剂NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O2、系统组成SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：接收和储存还原剂；在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂；还原剂的计量输出、与水混合稀释；还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
3、技术特点技术成熟可靠，还原剂有效利用率高系统运行稳定设备模块化，占地小，无副产品，无二次污染烟气脱硝系统构成脱硝系统基本流程和添加剂效果基于纯氨、氨水和尿素的溶液（比如satamin和carbamin二次添加剂）目前在很大程度上比较流行。
通过选择性非催化还原法，氨基在800℃-1050℃时NO生成氮气和水蒸气：NH2+NO <=> H2O+N2当使用含氨化合物的水溶液时，化合物分解就会释放出氨气。
换言之，只有在雾化流体蒸发后氨气才可以从含氨化合物中挥发出来。
自由基之间的反应选择性并不是很强。
因此充足的脱除添加剂还是必要的。
图1显示了烟气温度950℃时化学配比因子NSR与NOx 脱除量的关系。
图1 化学配比因子NSR与NOx脱除量的关系流程设计和装置描述· 燃料添加剂贮存加料装置Satamin添加剂是一种专利产品。
根据锅炉大小和每年的燃料消耗量，Satamin添加剂一般以每桶200，500和1000公升桶装形式供给。
SCR烟气脱硝技术工艺流程
SCR烟气脱硝技术工艺流程SCR（Selective Catalytic Reduction）烟气脱硝技术是目前应用较广泛的一种烟气脱硝技术。
其工艺流程主要包括氨水制备、烟气净化系统、SCR反应器和脱硝催化剂等部分。
下面将对其工艺流程进行详细介绍。
首先是氨水制备，氨水是SCR脱硝过程中的还原剂，用于与烟气中的氮氧化物（NOx）发生反应。
一般采用尿素水溶液制备氨水，尿素加水后通过加热反应生成氨水。
具体制备过程中需要考虑尿素的加进量、反应温度、反应时间等因素。
接下来是烟气净化系统。
该系统主要包括除尘、脱硫等装置，通过这些装置可以使烟气净化，去除其中的颗粒物和二氧化硫等污染物。
这是为了保护SCR反应器和催化剂不受污染，提高SCR脱硝效率。
然后是SCR反应器。
SCR反应器是实现烟气脱硝的关键部分，其内装有脱硝催化剂。
烟气在经过预处理后，进入SCR反应器与氨水发生反应。
脱硝催化剂为SCR反应提供了催化作用，使氨水与烟气中的NOx发生还原反应，生成氮气和水。
脱硝催化剂主要采用铜氧化物和钛等金属的复合物。
此外，SCR反应器还需考虑烟气流速、催化剂的分布方式等因素，以确保脱硝反应的高效进行。
最后是脱硝催化剂的再生与更新。
随着SCR反应的进行，脱硝催化剂表面会逐渐积累一些不良的物质，这些物质会影响催化剂的活性，降低脱硝效率。
因此，周期性地对脱硝催化剂进行再生与更新是必要的。
一般通过高温气流进行催化剂的再生，将之前的积累物质烧蚀掉，使催化剂恢复活性。
总结以上，SCR烟气脱硝技术的工艺流程包括氨水制备、烟气净化系统、SCR反应器和脱硝催化剂等部分。
通过这些步骤可以高效地将烟气中的氮氧化物进行还原脱除，达到减少大气污染物排放的目的。
使用SCR技术进行烟气脱硝具有脱硝效率高、操作维护方便等优点，是当前工业烟气脱硝的一种主要技术手段。
烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势探讨
烟气脱硫脱硝技术现状与发展趋势探讨摘要：根据我国目前的经济发展现状来看，火电厂烟气脱硫脱硝的处理是必须要重视起来的重点工作，如果不加以控制的话，不但会影响到人们的生活和健康，还会阻碍到我国社会经济的可持续发展。
因此，相关部门需要加大对脱硫脱硝技术的研发力度，要通过各项技术的应用，更好地保证人们的生活，推动我国社会的可持续发展。
关键词：烟气；脱硫脱硝技术；环保；前言火电厂发电主要是依靠燃烧，燃料燃烧的程度不同也会影响到排放烟气的成分和含量。
火电厂排放烟气主要包含的物质有二氧化硫、氮氧化物等，这些排放出来的物质如果不及时有效的处理，就会飘散到空气中，从而给大气环境带来很大的污染，而且还引发酸雨等自然灾害问题的出现。
1火电厂烟气脱硫脱硝技术应用1.1火电厂烟气脱硫技术(1)干法脱硫技术。
即通过固态的吸收剂来对二氧化硫进行吸附的技术。
目前我国经常使用的干法脱硫技术主要有：氧化物法和活性炭吸附法。
利用干法脱硫技术能有效地提高脱硫率。
而存在的问题是脱硫以后产生的物质是无法进行回收的，这也是干法脱硫技术的一大弊端。
(2)湿法脱硫技术。
湿法脱硫技术与上述干法脱硫技术正好相反，是采用液体吸收剂来实现脱硫的一种技术。
湿法脱硫技术与干法脱硫技术相比，脱硫效果会更好，脱硫效率可以高达90%甚至以上，是目前火电厂应用非常广泛的一种技术，而且对于湿法脱硫技术来说，还不需要火电厂投入很大的资金成本，在脱硫后的物质也会被应用起来，所以需要重点关注此脱硫技术的应用。
目前火电厂的脱硫技术来说常用的有以下几种：即石灰石-石膏烟气脱硫技术和海水脱硫技术。
其中石灰石-石膏烟气脱硫技术主要是利用石灰石来吸附烟气中的二氧化硫，不会投入很大的成本，而且脱硫以后所产生的石膏也能循环的使用，所以其经济效果很好。
而海水法烟气脱硫技术主要采用的是酸碱中和原理，即排放出来的二氧化硫和碱性的气体结合所产生的化学反应。
对于此项技术来说，应用成本也不是很高，操作起来也比较方便，所以也得到了广泛的应用。
SNCR脱硝原理
欢迎共阅SNCR脱硝技术即选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR）技术，是一种不用催化剂，在850～1100℃的温度范围内，将含氨基的还原剂（如氨水，尿素溶液等）喷入炉内，将烟气中的NOx还原脱除，生成氮气和水的清洁脱硝技术。
在合适的温度区域，且氨水作为还原剂时，其反应方程式为：4NH3 + 4NO + O2→4N2 + 6H2O （1）然而，当温度过高时，也会发生如下副反应：4NH3 + 5O2→4NO + 6H2O（2）SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%～80%，受锅炉结构尺寸影响很大。
采用SNCR技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。
SNCR脱硝原理SNCR 技术脱硝原理为：在850～1100℃范围内，NH3或尿素还原NOx的主要反应为：NH3为还原剂:4NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O尿素为还原剂:NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O系统组成：SNCR（喷氨）系统主要由卸氨系统、罐区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与调节系统、喷雾系统等组成。
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成：接收和储存还原剂；在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂；还原剂的计量输出、与水混合稀释；还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
工艺流程如图（二）所示，水泥窑炉SNCR烟气脱硝工艺系统主要包括还原剂储存系统、循环输送模块、稀释计量模块、分配模块、背压模块、还原剂喷射系统和相关的仪表控制系统等。
SNCR脱硝工艺流程图图（二）典型水泥窑炉SNCR脱硝工艺流程图SNCR脱硝设备序名称数量单位号1 氨水加压泵组 1 套2 稀释水加压泵组 1 套3 稀释水与氨水混合阀组 1 套4 上层稀氨水分配阀组 1 套5 下层稀氨水分配阀组 1 套6 喷雾系统 1 套7 储罐及卸氨系统 1 套8 压缩空气系统 1 套9 仪表、电气控制系统 1 套10 罐区厂房 1 个。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高活性氨基还原剂烟气脱硝技术
山东淄博傅山企业集团有限公司
山东大学
【摘要】
山东淄博傅山企业集团有限公司下属企业淄博双山环保科技工程有限公司作为淄博市地方骨企业，在脱硝技术等方面积累了丰富的经验，多年致力于脱硝技术工作，采用高活性氨基还原剂烟气脱硝技术，克服了现有脱硝工程中SCR技术在催化剂条件下反应和SNCR 技术在高温条件下反应等缺点。
关键词：高活性氨基；脱硝
一、前言
当前我国大气污染形势非常严峻，以细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气污染问题日益突出，尤其是今年1月以来，全国部分地区持续出现大范围雾霾天气，受影响国土面积达230万平方公里，受影响人口达6亿，对人们身体健康产生严重危害，影响社会和谐稳定，成为社会的焦点和重大民生问题。
雾霾形成的原因除气象因素外，其根本原因是污染物排放量巨大。
二氧化硫、氮氧化物、烟粉尘、挥发性有机物等是影响空气中PM2.5浓度的主要污染物。
2012年，上述四项污染物的排放总量分别为2218万吨、2404万吨、1500万吨和3000万吨，其中，燃煤电厂排放量占总排放量近50%。
因此，加快火电等重点行业脱硝除尘改造、大幅减少污染排放是实现环境空气质量明显改善的首要任务和重点措施。
二、设备工艺
高活性固体氨基还原剂烟气脱硝技术是利用高活性固体氨基还原剂（一种尿素衍生物）作为脱硝还原剂，该技术既具有SCR脱硝率高的优点，又具有SNCR投资和运行费用低的优势。
它不用催化剂，以高反应活性的固体氨基还原剂（NR3）为原料，在800-1000℃范围内，迅速（1-2s）与NOx发生还原反应而达到脱硝目的。
该技术已经申请国家专利【专利公开号CN 102553412 A】。
高活性氨基还原剂脱硝系统包含活性氨储罐模块、活性氨气化发生器模块、计量模块、分配模块、喷射模块、自动控制模块。
图1. 高活性氨脱硝工艺流程示意图
三、方案实施
高活性氨基还原剂烟气脱硝技术已经在水泥窑炉进行了中试，中试脱硝数据稳定，脱硝后NOx排放浓度低于目前国家对水泥窑炉NOx的排放标准。
随着工艺技术的优化，完全能够建立一套新的更低的水泥窑炉NOx排放标准体系，减轻我国大气污染及雾霾等环保压力。
表1. 活性氨脱硝技术在水泥窑炉脱硝试验结果
序号加料位置
温度
/℃
氨氮比
脱硝后NO
X
浓
度/mg/m3
脱硝前NO
X
浓度/mg/m3
脱硝效
率/%
1 4级预热器下
锥体清料孔
810 0.526 257 735 65
2 4级预热器下
锥体清料孔
810 1.51 200 453 55.8
3 3级预热器下
料管翻板阀下
640 0.767 286 599 52.2
4 3级预热器下
料管翻板阀下
640 0.714 192 784 75.5
高活性氨基还原剂脱硝技术已在电厂锅炉烟气脱硝进行了现场
试验。
在75t/h和220t/h循环硫化床锅炉上，不用进行锅炉改造，按氨氮比1:1加入还原剂，脱硝后NOx排放浓度小于80mg/m3，低于国家NOx排放浓度100 mg/m3的标准。
图2. 75t/h循环硫化床锅炉脱硝结果
图3.220t/h循环硫化床锅炉脱硝结果
四、经济分析
（一）经济效益
高活性氨基还原剂脱硝技术与SNCR脱硝技术原料成本比较如表2所示：
表2 SNCR脱硝与活性氨脱硝技术原料成本比较
SNCR脱硝活性氨脱硝脱硝反应原料氨气活性氨
脱硝剂形态20%氨水固体
反应摩尔比 1.5:1 1:1
M（活性氨：NOx）=1.5:1反应质量比M（20%氨水：NOx）
=4.25:1
脱硝剂价格元/吨20%氨水均价：6501600
脱除每公斤NOx的原料成
2.76元 2.4元
本
如果再加上氨水的安全隐患带来的防护费用、SNCR的脱硝效率低等综合因素，SNCR的脱硝成本显然是比活性氨的脱硝成本高。
(二)安全效益
高活性氨基还原剂脱硝技术中使用的脱硝剂为工业三聚氰酸粉末，该原料是白色无毒无味的固体，物理性质稳定，只有加热到350℃以上才分解。
因此，在脱硝使用过程中储存、运输方便，不需要进行专门的安全防护。
四、结束语
淄博双山环保科技工程有限公司以高起点谋划、高品质打造、高效率推进为原则，坚持循环经济发展模式，有效保持了高活性氨基还原剂脱硝技术的稳定进行，促进了公司健康、持续发展。