各种烟气脱硝工艺的比较

各种烟气脱硝工艺的比较

更新时间：2008-06-20 10:06来源：作者: 阅读：3756网友评论0条

我国地域大，各地情况不同，对于某一具体的工程采用何种烟气脱硝工艺，必须因地制宜，进行技术、经济比较。在选取烟气脱硝工艺的过程中，应遵循以下原则：

1、NO x的排放浓度和排放量满足有关环保标准；

2、技术成熟，运行可靠，有较多业绩，可用率达到90％以上；

3、对煤种适应性强，并能够适应燃煤含氮量在一定范围内变化；

4、尽可能节省建设投资；

5、布置合理，占地面积较小；

6、吸收剂和、水和能源消耗少，运行费用低；

7、吸收剂来源可靠，质优价廉；

8、副产物、废水均能得到合理的利用或处置。主要烟气脱硝工艺比较如下表：

脱硝工艺适应性特

点

优缺点脱硝率投资

SCR 适合排气

量大，连

续排放源

二次污染小，净化

效率高，技术成

熟；设备投资高，

关键技术难度大

80％～90％较高

SNCR 适合排气

量大，连

续排放源

不用催化剂，设备

和运行费用少；NH3

用量大，二次污

染，难以保证反应

温度和停留时间

30％～60％较低

液体吸收法处理烟气

量很小的

情况下可

取

工艺设备简单、投

资少，收效显著，

有些方法能够回收

NO x；效率低，副

产物不易处理，目

前常用的方法不适

于处理燃煤电厂烟

气

效率低较低

微生物法适应范围

较大

工艺设备简单、能

耗及处理费用低、

效率高、无二次污

染；微生物环境条

件难以控制，仍处

于研究阶段

80%低

活性炭吸附法排气量不

大

同时脱硫脱硝，回

收NOx和SO2，运行

费用低；吸收剂用

量多，设备庞大，

一次脱硫脱硝效率

低，再生频繁

80％～

90％

高

电子束法适应范围

较大

同时脱硫脱硝，无

二次污染；运行费

用高，关键设备技

术含量高，不易掌

握

85%高

只有SCR和SNCR法在大型燃煤电厂获得了较好的商业应用，其中SCR在全球范围内有数百台的成功应用业绩和十几年的运行经验，日本和德国95％的烟气脱硝装置采用SCR技术，由于该方法技术成熟、脱硝率高、几乎无二次污染，应是我国烟气脱硝引进及消化吸收的重点。

中科凯迪RN-302型氨选择还原NOx催化剂

人气：961发布时间：2008-06-05

14:56

关键词：其它

产品型号：

应用领域：大气控制

产品价格：面议

想了解更多产品详情，请

内容提供：兰州中科凯迪化工新技术有限公司

RN-302催化剂以氨作还原剂选择还原消除硝酸、硝酸盐尾气、火电厂及其他工业烟气中的NO x，可将NO x 转化为N2和H2O。

一、主要技术标准：

1.颗粒大小：Ф3～5mm

2.堆比重：~ 0.76g/ml

3.比表面积：140~160 m2/g

4.孔容：0.40~0.50 ml/g

5.压碎强度：≥60 N/粒

6.压力：常压～0.95Mpa

7.反应温度：200～360℃

8.NH3/NO x(分子比)：1.2~14

9.气体空速：5000~10000小时－1

10.NO x 转化率：>95％

11.使用寿命：4年以上

二、工作原理：

6NO+4NH3→ 5N2+6H2O -1807.0kJ/mol (1)

6NO2+8NH3→ 7N2+12H2O -2659.9kJ/mol (2)

8NO+2NH3→ 5N2O+3H2O -948.6kJ/mol (3)

8NO2+6NH3→ 7N2O+9H2O -1596.7kJ/mol (4)

4NH3+3O2→ 2N2+6H2O -1267.1kJ/mol (5)

4NH3+4O2 → 2N2O+6H2O -1103.7kJ/mol (6)

4NH3+5O2→ 4NO+6H2O -907.3kJ/mol (7)

2NH3 → N2+3H2+91.94kJ/mol (8)

在RN－302催化剂上，当温度为150～230℃时，主要按照（1）、（2）反应进行，当温度达到250℃时，氨氧化成氮的（5）式反应速度较大，400℃以上则出现（7）（8）式的副反应。故一般希望反应温度为200～250℃，一般最高温度～300℃左右。

三、催化剂装填与活化开车

本催化剂使用前不需氢气还原。在系统开车中，根据尾气处理系统阻力大小逐步提高尾气压力，待系统稳定后，根据尾气中NO x含量来调节氨流量，使得NH3/NO x比控制在1.2～1.4。本催化剂启动温度150～180℃，一般200～230℃即可满足消除NO x要求。随着使用时间的延长，必要时可逐步提高操作温度，每次提温不超过5℃。本催化剂在2年使用时间内，反应温度为200～250℃之间，NH3/NO x原料比如能精确控制在1.2，即可达到理想的NO x脱除。使用2年后可将床层温度控制在250～300℃之间使用。

SCR系统组成及技术参数

更新时间：2008-06-18 15:43来源：作者: 阅读：5557网友评论0条

一、SCR系统组成

SCR脱硝系统由三个子系统组成：SCR反应器及辅助系统，氨储存及处理系统，氨注入系统。

SCR工艺流程：还原剂(氨) 用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入SCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中反应，去除NO x。

SCR烟气脱硝系统热面高灰布置工艺流程示意图

二、SCR技术参数

1) 脱硝效率

脱硝效率=（NO x入口-NO x出口）/NO x入口

2) 氨氮摩尔比NSR（ Normalized Stoichiometric Ratio）

NSR=NH3摩尔数/NO x摩尔数

3) 还原剂额定消耗量

额定负荷下，每小时还原剂的消耗量

4) 最大NH3逃逸量

经过脱硝反应器后残留在烟气或飞灰中未反应的还原剂氨

5) 空速SV（h-1）

烟气流量与催化剂体积之比

6) 催化剂寿命

催化剂从开始使用到需要更换的累计运行时间

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燃煤电厂SCR安装位置

更新时间：2009-09-21 11:06来源：作者: 阅读：2077网友评论0条

SCR 可以装在下列位置中的任何一个:

1空气预热器和静电除尘器上游(高灰,热烟气侧) :

这种布置的优点是进入反应器的烟气温度达到300-500 ℃,多数催化剂在这个温度范围内有足够的活性,烟气不需要再加热即可获得较好的脱硝效果。但催化剂处于高尘烟气中,催化剂的寿命会受到一些影响:飞灰中的K、Na、Ca、As 等微量元素会使催化剂污染或中毒;飞灰磨损反应器并使蜂窝状催化剂堵塞;烟气温度过高会使催化剂烧结或失效。

2 空预器上游和高温电除尘器下游(低灰热侧) :

这种布置方式的特点是催化剂不受飞灰的影响,但除尘器在高温下运行,可能会带来一些问题。

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。

图为一个典型的SNCR工艺流程图,它由还原储槽、多层还原剂喷入装置和与之相匹配的控制仪表等组成。

SNCR系统烟气脱硝过程是由下面4个基本过程完成:接收和储存还原剂;还原剂的计量输出、与水混合稀释;在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;还原剂与烟气混合进行脱硝反应。

?上一篇：SCR脱硝过程副反应

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SCR脱硝过程副反应

时间:2013-03-18 20:46来源:环保网

有3类不希望发生的副反应影响SCR 系统的性能和运行, 包括氨的氧化、二氧化硫氧化及铵盐(硫酸氢铵和硫酸铵)的形成。

氨的氧化将一部分氨转化为其他氮化合物。不希望发生氨的氧化, 有以下几个方面原因: 首先, 为达到给定的N Ox 脱除率, 需要的氨供给率将增加,需要添加额外的还原剂以替换被氧化的氨; 第二, 氨的氧化减少了催化剂内表面吸附的氨, 影响N Ox 脱除, 导致催化剂体积不足; 此外, 由于氨不是被氧化就是与N Ox 反应或者作为氨逃逸从反应器中排出,因此氨的氧化使SCR工艺过程的物料平衡变得复杂。因此, SCR烟气脱硝系统需要安装氨逃逸的测量仪器。影响氨氧化反应的因素有: 催化剂成分、烟气组分、氨的浓度、反应器温度等。

一般认为在钒作催化剂时, 当温度超过400℃时, 氨的氧化对脱硝过程才有显著影响。

由于SCR催化剂的氧化特性, 在燃用含硫煤的锅炉中也会将SO2 氧化为SO3。SO2 氧化率受SO2浓度、反应器温度、催化剂质量、催化剂的结构设计及配方的影响。SO3 的产生率正比于烟气中SO2 的浓度。增加反应温度也会加快SO2 的氧化, 当温度超过

371℃时, 氧化率将迅速增加。SO2 氧化率也与反应器中催化剂的体积成正比。为获得高的N Ox 脱除效率和低的氨逃逸而设计的反应器SO3 的产生率也会更高。

催化剂设计及配方技术(包括控制微孔尺寸、催化剂壁厚和采用化学氧化抑制剂)能被用来针对特定的应用条件改变SO2 氧化特性。例如: SO2 氧化遍及催化剂活性组分内, 而N Ox 还原发生在靠近催化剂表面处, 因此, 采用薄壁或非催化性基体的催化剂将产生较少的SO3。

但是, 即使采用催化剂的优化设计, 也不可能完全消除SO2 氧化, 烟气中总会有一小部分SO2 被氧化为SO3。

SO3 与催化剂组分及烟气组分反应, 形成固体颗粒, 沉积在催化剂表面或内部, 缩短催化剂的寿命。同时SCR反应器产生的SO3 增加了烟气中SO3的浓度。

约在320℃以下, SO3 和逃逸的氨反应, 形成硫酸氢铵和硫酸铵:

N H3+SO3+H2O----- N H4H SO4

2N H3+SO3+H2O----- (N H4)2SO4

这些物质从烟气中凝结并沉积, 可以使催化剂失活, 造成SCR系统的下游设备沾污和腐蚀, 增加空气预热器的压降并降低其传热性能, 使飞灰及脱硫装置副产物不适合于特定的用途。若要降低上述影响, 必须将氨逃逸维持在低水平, 控制燃用含硫燃料的锅炉SCR装置的SO2 氧化率。铵盐沉积开始的温度是氨和SO3浓度的函数。为了避免催化剂沾污,在满负荷条件下, SCR 系统运行温度应该维持在320℃以上。

?上一篇：SCR脱硝反应过程

SCR脱硝反应过程

时间:2013-03-18 20:39来源:环保网

SCR系统是通过在催化剂上游的烟气中喷入氨或其他合适的还原剂, 利用催化剂将烟气中的N Ox 转化为氮气和水。在通常的设计中, 使用液态无水氨或氨的水溶液。无论以何种形式使用, 首先使氨蒸发, 然后与稀释空气或烟气混合, 最后通过分配格栅喷入到SCR反应器上游的烟气中。

在SCR反应器内,N O通过以下反应被还原:

4N O+ 4N H3+O2 4N2+ 6H2O

6N O+ 4N H3 5N2+ 6H2O

当烟气中有氧气时, 反应第一式优先进行, 因此, 氨消耗量与N O还原量有一对一的关系。在锅炉的烟气中,N O2 一般约占总的N Ox 体积分数的5% ,N O2 参与的反应如下:

2N O2+ 4N H3+O2 3N2+ 6H2O

6N O2+ 8N H3 7N2+ 12H2O

上面2个反应表明还原N O2 比还原N O需要更多的氨。

在绝大多数锅炉的烟气中,N O2 体积分数仅占N Ox 总量的一小部分, 因此N O2 的影响并不显著。

还原剂供给系统氨的流量与SCR 反应器入口烟气中的N Ox 流量的摩尔比为化学计量比, 比例通常为0. 8～1. 2。

SCR系统N Ox 脱除效率通常很高, 添加到烟气中的氨几乎完全和N Ox 反应。然而, 有

一小部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。一般来说, 对于新的催化剂, 氨逃逸很低, 根据煤的含硫量决定。

但是, 随着催化剂失活或者表面被飞灰覆盖、堵塞,氨逃逸就会增加。为了维持需要的N Ox 脱除率, 就必须增加反应器中N H3 与N Ox 的摩尔比。当不能保证预先设定的N Ox 脱除率和(或)氨逃逸的性能标准时, 就必须向反应器添加新的催化剂以恢复反应器性能。

SCR系统组成

时间:2013-03-20 20:37来源:环保网

典型的scR系统结构包括尿素水溶液储存、传输、喷射系统，压缩空气系统以及控制系统。

ScR系统主要部分及功能如下：

尿素箱：尿素水溶液的储存容器。因为尿素水溶液具有一定的腐蚀性，因此其储存和传输设备应该选用特殊的材料或者进行防腐蚀处理，来防止或减缓腐蚀。

尿素泵：尿素泵是尿素水溶液传输的动力装置，它将尿素水溶液输送到计量设备中，并且维持一定的压力备用。

压缩空气系统：尿素的喷射分为压缩空气辅助喷射和无压缩空气辅助喷射两种方式。目前应用较多的是利用压缩空气辅助喷射，采用这种方式就需要用压缩空气系统。其优点是雾化效果好，但是由于实用压缩空气系统导致系统复杂，成本高，而且输送管路中尿素水溶液中的水分蒸发会使尿素晶体析出，堵塞喷嘴；若不使用压缩空气辅助喷射，虽然可以使系统简单，但是雾化效果不好，影响ScR反应的程度，使NOx转化率下降，NH。泄露量大，因此应用不多，尚在研究之中。

尿素喷嘴：尿素喷嘴安装在排气管上，将计量设备送来的尿素与压缩空气的混合物顺流喷射进入排气管中，并且尽量使喷出的尿素水溶液均匀雾化，尿素水溶液的雾化程度，与尾气混合的均匀程度对scR反应的程度有极大的影响。尿素水溶液的雾化对喷嘴的型式，数目等都有一定要求，此外，对喷嘴的安装位置也有一定的要求，研究发现喷嘴到催化消声器的入口至少300mm，距离越大混合的效果越好嘲。

催化转化器：Nox还原反应发生的场所，一般采用蜂窝状的内部结构，为了提高SCR反应的程度要获得尽量大的内表面积，同时也要尽量减小转化器造成的排气背压升高。ScR 催化剂附着在催化转化器的内表面，工作时吸附在表面上的NH。与NQ在催化剂作用下发生反应。

氮氧化物控制技术原理

时间:2013-03-20 20:49来源:环保网

氮氧化物控制技术的研究主要集中在以燃烧设备为主的固定源排放和以机动车为主的移动源排放。固定源燃烧过程控制主要是通过新型燃烧器的设计而实现，但采用各种低NOx

燃烧技术最多仅能降低NOx排放50%左右，可见，尾部烟气脱硝(氮)技术是减少固定源NOx排放的关键。

烟气脱硝技术是指通过各种物理和化学过程等使烟气中的NOx还原分解为氮气(从)和其他物质，或者以清除含N物质的方式去除NOx的各种技术措施。按反应体系的状态，烟气脱硝技术可大致分为干法和湿法两类。目前，干法烟气脱硝技术主要包括选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、电子束法(EB)、脉冲电晕低温等离子体法(PCIPCP),SNRB联合控制工艺、SNOx工艺和固体吸收再生法等。日本早在1974年就已经开始将SCR应用于大型电站锅炉上。与湿法工艺相比，干法脱硝工艺系统较为简

单、占地面积较小、不产生或很少产生有害副产物，也不需要烟气加热系统，因此，绝大部分电站锅炉采用干法烟气脱硝技术。SCR技术利用NH3做还原剂，在300一

400 `C温度范围和一定的催化剂(铁、钒、铬、铜、钻或钥等金属氧化物)作用下，使烟气中的NOx还原为无害的N2和践O。同时也会有多个副反应发生。

主、副反应发生的趋势与催化剂和其相适宜的温度密切相关。在选定所用催化剂后，要获得高的NOx转换率，控制反应温度尤为关键。用NH3作还原剂时，选择性催化还原NOx的适宜温度通常为570--720 K。当保持NH3 /NOx的摩尔比为0.85--1.0之间的喷射速率时，SCR系统的NOx理论脱除率可高达85 % - 95 % o SCR系统主要由催化反应器、催化剂和NH3储存及喷射系统等组成。

目前，SCR技术在国内外得到了广泛应用，是西欧和日本采用最多的烟气脱硝技术。到1985年初，日本已有160套选择性催化还原系统在运行，德国和日本均有30 000 MW 以上电站锅炉采用SCR系统控制NOx排放;后石电厂600 MW机组配备的SCR装置是我国第1套电站锅炉烟气脱硝装置。电站锅炉尾部烟气处理的SCR系统有三种布置方式:催化转化器位于锅炉尾部省煤器与空气预热器之间的高粉尘布置;催化转化器位于省煤器后热端电除尘器与空气预热器之间的低粉尘布置;催化转换器位于电除尘器(ESP)、烟气脱硫系统(FGD)与气一气换热器之后的末端布置。高粉尘布置方案SCR的烟气温.度在300-400℃的范围内，适于大多数催化剂的反应温度，因而应用最为广泛。但由于烟气条件恶劣，易使催化剂中毒，影响催化剂使用寿命。SCR低粉尘布置方案可以防止烟气中飞灰对催化剂的污染和将反应器磨损与堵塞，但该方案的最大问题是常规静电除尘器无法在300一400℃的温度下正常运行，因此，很少被采用。

SCR末端布置方案下，催化剂将在无尘和无义沁污染的“洁净”烟气条件下工作，避免了飞灰对反应器的堵塞和腐蚀问题，有效防止了催化剂的污染和中毒问题，因此，可以采用高活性的催化剂，并使反应器布置紧凑，以减少反应器的体积。末端布置方案的主要问题在于催化反应器在湿式FGD系统之后，烟气温度仅为50一60℃，需要在烟道内加装燃油或燃天然气的燃烧器，或蒸汽加热的换热器以加热烟气，从而增加了能源消耗和运行费用。

NOx形成机理

时间:2013-03-20 20:53来源:环保网

煤燃烧过程所排放出的NOx一般是指NO和N02，其中90％以上是NO，在火焰带的下游或排放后一部分NO转化为N02。按生成的基础理论，NOx可分为热力型NOx和燃料型NOx两大类，其中热力型NOx又分为捷里德维奇(Zeldovich)NOx和快速型NOx。

1、热力型NOx

热力型NOx是燃烧空气中的氮氧化而成，按照其形成机理的不同分为捷里德维奇NOx和快速型NOx。

1）捷里德维奇NOx

捷里德维奇NOx主要产生于温度高于1800K的高温区，其反应机理如下：

N2+0=NO+N (1)

N+02=NO+O (2)

N+OH=NO+H(3)

式(1)和式(2)的反应被称为捷里德维奇模型，式(1)～式(3)被称为扩大的捷里德维奇模型。捷里德维奇NOx的浓度随温度和氧浓度的增大而增加，其生成速度比较缓慢，主要是在火焰带的下游的高温区生成。

捷里德维奇NOx的主要影响因素是温度和氧浓度。随温度和氧浓度的增加，捷里德维奇NOx的浓度增加。因此，降低捷里德维奇NOx的基本原理就是降低氧的浓度、降低火焰温度以及缩短高温区的停留时间等。在停留时间较短时，捷里德维奇NOx随停留时间的增加而增加，但超过一定时间后，捷里德维奇NOx不再受停留时问的影响。

2）快速型NOx

快速型NOx是碳氢类燃料在过量空气系数<1的富燃料条件下，在火焰面内快速生成的NOx，它不同于空气中的N2按捷里德维奇机理生成的热力型NOx，其生成过程经过了空气中的N2和碳氢类燃料分解的HCN、NH、N等中问产物等一系列复杂的化学反应。快速型NOx的生成机理十分复杂，其反应过程简化如下：

CH+N2=HCN+N

CH2+N2=HCN+NH

捷里德维奇型NOx和快速型NOx虽然都是由空气中的N2经过系列化学反应而生成，但它们的生成机理不同，其影响因素也不同。快速型NOx对温度的依赖性很低，而过量空气系数对捷里德维奇型NOx影响比较大。

煤在燃烧过程中生成的NOx主要是燃料型NOx。由于煤燃烧时首先是挥发分的析出，挥发分中的氮主要以HCN、N飓等形式存在，因此，在挥发分的燃烧过程中将产生快速型的NOx。

2、燃料型NOx

燃料型NOx指燃料中的氮在燃烧过程中经过一系列的氧化一还原反应而生成的NOx，它是煤燃烧过程NOx生成的主要来源，约占总的NOx生成量的80％～90％。根据煤种的不同，煤中的含氮量大约在0．4％一4％之间变化，煤燃烧过程生成的挥发分HCN、NH；与自由基0、OH、02等的氧化反应以及焦炭N的氧化反应生成燃料型NOx(主要是NO)，同时生成的NO又与挥发分HCN、NH；等发生还原反应生成N2。燃料型NOx既受燃烧温度、过量空气系数、煤种、煤颗粒大小等的影响，同时也受燃烧过程中的燃料一空气混合条件的影响，它们影响到燃烧室局部的自由基浓度分布，从而影响了NOx的生

成与还原。研究认为，煤的燃料型NOx中，主要是挥发分NOx，焦炭NOx所占比例不大。

燃煤锅炉脱硝技术

时间:2013-03-20 21:02来源:环保网

燃煤锅炉常用的脱硝技术可分为炉内脱硝和烟气脱硝，炉内脱硝主要是在燃烧过程中抑制NOx生成，即低NOx燃烧技术；烟气脱硝主要是对燃烧生成后的NOx进行脱除，即烟气脱硝技术。

1、低NOx燃烧技术

由NOx的生成机理可知，煤燃烧过程中影响NOx生成的主要因素有

(1)煤种特性，如煤的含氮量等；

(2)燃烧区域的温度峰值；

(3)反应区中氧、氮、一氧化氮和烃根等的含量；

(4)可燃物在反应区中的停留时问等。

由此，对应的低NOx燃烧技术的主要途径如下：

①减少燃料周围的氧浓度。包括减少炉内过剩空气系数，以减少炉内空气总量；减少一次风量和减少挥发分燃烬前燃料与二次风的掺混，以减少着火区段的氧浓度。

②在氧浓度较少的条件下，维持足够的停留时间，使燃料中的N不易生成NOx，而且使生成的NOx经过均相或多相反应而被还原分解。

③在过剩空气的条件下，降低温度峰值，以减少热力型NOx的生成，如采用降低热风温度和烟气再循环等。

④加入还原剂，使还原剂生成cO、NH3和HCN，它们可将NOx还原分解。具体方法有：分级燃烧、燃料再燃、浓淡偏差燃烧、低过剩空气燃烧和烟气再循环等，详细论述可参见相关资料。

2、烟气脱硝技术

采用低NOx燃烧技术，是降低燃煤锅炉的NOx排放值最主要也是比较经济的技术措施。但是通常低NOx燃烧技术只能降低NOx排放值的30％～50％，要进一步降低NOx的排放，必须采用烟气脱硝技术。

目前燃煤电厂成熟应用的烟气脱硝技术主要有选择性催化剂还原法(SelectiveCatalytic Reduction，SCR)、选择性非催化还原法(Selective Non—Catalytic Reduction，SNCR)、电子束照射法和同时脱硫脱硝法。由于SCR法烟气脱硝技术具有脱硝效率高，运行可靠、便于维护和操作等优点，目前世界上有80％以上的烟气脱硝装置采用SCR法脱硝技术。

SCR法烟气脱硝技术原理

时间:2013-03-20 21:06来源:环保网

SCR法技术最早是在上世纪50年代由美国人首先提出来的，美国Eegelhard公司于1959年申请了该技术的发明专利，1972年在日本开始正式研究和开发，并于1978年实现了工业化应用。经过二十多年的发展和完善，SCR法是工业上应用最广的一种烟气脱硝技术，可应用于电站锅炉、工业锅炉、燃油、气锅炉、内燃机、化工厂以及炼钢厂，脱硝效率可高达90％以上，由于此法效率较高，是目前最好的可以广泛用于固定源NOx治理的脱硝技术。

1、SCR法反应原理

在催化剂存在下，反应温度在250～4500C之间时，SCR法烟气脱硝技术的主要反应方程式如下：

4NO+4NH3+02—4N2+6H20 (6)

2N02+4NH3+02—3N2+6H20 (7)

NO+N02+2NH3—2N2+3H20 (8)

其中式(6)和式(8)是主要的反应过程，因为烟气中90％以上的NOx是以NO形式存在的。在反应过程中，由于NH3可以选择性的和NOx反应生成N2和H20，而不是被02所氧化，因此反应被称为具有“选择性”。工业应用中SCR法常用的还原剂有氨水、液氨和尿素，在用尿素做还原剂时通常是采用热解或水解的方法将尿素溶液热解为含有NH3的气体再喷入到SCR反应室烟道中。

2、SCR法布置方式

通常根据SCR法反应室布置在锅炉除尘器前后可将SCR法布置方式分为高尘布置和低尘布置两种，如图1所示的SCR法反应室布置在除尘器之前为高尘布置，图所示的SCR法反应室布置在除尘器之后的为低尘布置。

比较而言，低尘布置可以有效减轻催化剂的磨损和堵塞，提高催化剂的寿命和利用率，但

是低尘布置需给脱硫后的烟气增加“加热器”以提高烟气温度，如此初建和运行成本较高，目前已建SCR法脱硝装置大都采用高尘布置方式。

SCR法系统工艺流程和主要设备布置描述

时间:2013-03-20 21:11来源:环保网

工程中以液氨作为还原剂的典型的高尘布置SCR法脱硝系统流程和典型的SCR系统的主要设备布置示意图见图，其工艺主要包括以下几个系统。

1、烟气系统

烟气从锅炉省煤器出来后通过SCR反应室入口烟道进入SCR反应室，在SCR反应室入口烟道上设置有氨气喷射栅格(AIG)，将氨／空气混合气体均匀的喷射到SCR反应室人口烟道中，使喷人的氨气能与烟气中的NOx充分混合(对于短距离烟道的混合，为了保证有效的混合，在喷氨栅格后设置静态混合器)为了保证烟气能垂直的通过SCR反应室床层，通常在烟道转弯处设置有烟气导流板，烟气通过导流板后均匀分布并流过催化剂床层，在催化剂的作用下，NH3与NOx发生还原反应，生成无二次污染的N2和n20，随烟气流经锅炉空预器、除尘器、脱硫装置后，进人烟囱排放。

2、还原剂供应系统

液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入氨贮罐内，液氨靠氨贮罐中的压力将液氨输送到液氨蒸发器内蒸发为氨气，然后输送到氨气缓冲罐，由氨气缓冲罐来控制一定的压力和流量，然后与稀释空气在氨／空气混合器中混合均匀，送至SCR

反应室入口烟道中。

3、废气排放系统

还原剂供应系统(包括液氨贮罐、氨气缓冲罐等)紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，用水吸收后排人废水池，再经废水泵送至废水处理系统处理。

4、控制系统

(1)烟气监测与还原剂供给控制

在SCR反应室入口烟道设置有02和NOx监测点，用来测量烟气中的02和NOx浓度，烟气量参数从锅炉侧引入；在SCR反应室出口设置有NOx和NH3测点用来测量脱硝反应后烟气中的NOx浓度和NH，的含量，通过对系统烟气量和SCR反应室入、出口NOx 和NH3浓度的分析确定供应氨量的多少，达到脱硝系统的有效控制。

(2)氨贮区监测及消防水喷洒控制

为了防止氨区的泄漏造成的危害，在氨区贮罐上方设置有消防水喷淋装置，当布置在氨区的氨气泄漏监测器检测到空气中的氨浓度达到设计报警值时，消防水喷淋装置便会自动启动，喷洒消防水，达到吸收氨气和降低氨贮罐温度的作用。

SCR法烟气脱硝系统控制点数较少，通常纳入锅炉机组的DCS。

除了主要的工艺和控制系统外，SCR法烟气脱硝系统还有电器系统、氮气吹扫系统、吹灰系统等。

SCR烟气脱硝工程常见的运行问题