1、脫硝系統(tǒng)介紹講課人：講課人：我不創(chuàng)造知識，我只是搬運工我不創(chuàng)造知識，我只是搬運工N NO Ox x的來源的來源通常以通常以NOxNOx表示表示NONO（90%90%）和）和NONO2 2 （10%10%）天然源：閃電、火災、大氣中天然源：閃電、火災、大氣中NHNH3 3、N N2 2O O的氧化的氧化人為源：火力發(fā)電、工業(yè)、交通運輸?shù)热藶樵矗夯鹆Πl(fā)電、工業(yè)、交通運輸?shù)榷喾N多樣，工業(yè)生產(chǎn)是主體多種多樣，工業(yè)生產(chǎn)是主體O2H2N2NOXNH3NO不溶水不溶水NO2穩(wěn)定穩(wěn)定N2O5固固N2O笑氣笑氣N2O3N2O4電除塵捕捉攔截電除塵捕捉攔截大哥：粉塵，進你的肺大哥：粉塵，進你的肺二哥：二哥：SO2

2、，酸雨酸雨三弟：三弟：NOX，各種危害各種危害（1噸煤，噸煤， 8-9公斤）公斤）石灰石石灰石吸收轉吸收轉化化1 1、酸雨、酸雨pH5.6pH5.62 2、臭氧層受破壞、臭氧層受破壞腐蝕腐蝕紫外線紫外線殺傷殺傷3 3、光化學煙霧、光化學煙霧排量少，危害大排量少，危害大燃燒過程NOx的生成機理主要是內燃機（量少，主要是內燃機（量少，與溫度關系不大）與溫度關系不大） NOX 形成機理形成機理 火力火力電廠電廠雖然要消滅它，但也要知道它是怎么來的雖然要消滅它，但也要知道它是怎么來的n 熱力型熱力型 NOx燃料燃燒時，空氣中的氮在高燃料燃燒時，空氣中的氮在高溫下發(fā)生氧化反應。隨著反應溫下發(fā)生氧化反應。

3、隨著反應溫度的升高，其反應速率按指溫度的升高，其反應速率按指數(shù)規(guī)律增加。當數(shù)規(guī)律增加。當1400時時,每增加每增加100,反應反應速率增大速率增大6-7倍。倍。由燃料中含氮有機物在燃燒中氧化而成。在600800時就會生成燃料型NOx ，在生成燃料型NOx過程中，首先是含有氮的有機化合物熱裂解產(chǎn)生N、CN、HCN等中間產(chǎn)物基團，然后再氧化成NOx ，在煤粉燃燒NOx產(chǎn)物中占6080。 燃料型NOx老鼠拉木掀老鼠拉木掀大頭在后面大頭在后面從從NOx生成機理可以得出抑制生成機理可以得出抑制NOx生成和促使破壞生成和促使破壞NOx的途徑，的途徑，還原氣氛箭頭所指即抑制和促使還原氣氛箭頭所指即抑制和促使

4、NOx破壞的途徑破壞的途徑氧化氣氛空氣N2NOx雜環(huán)氮化物烴生成物 CH，CH2烴生成物中結合的氮氰 (HCN, CN)氰氧化物(OCN, HNCO)氨類(NH3, NH2，NH，N)N2ONOxH HN2還原氣氛空氣中的氮燃料中氮的轉換NO再燃燒Zeldovich機理 NOx產(chǎn)生的影響因素煤種（揮發(fā)份、含氮量、固定碳）煤種（揮發(fā)份、含氮量、固定碳）燃燒溫度燃燒溫度過量空氣系數(shù)（過量空氣系數(shù)（a a值）值）反應區(qū)的煙氣組成（反應區(qū)的煙氣組成（O O2 2、N N2 2、COCO等）等）反應停留時間反應停留時間煤粉細度煤粉細度過量空氣系數(shù)過量空氣系數(shù)a a為最重要的影響因素為最重要的影響因素NO

5、X的張良計的張良計主要應對兩大方法主要應對兩大方法：（1 1）低）低NOxNOx燃燒技術燃燒技術在鍋爐爐膛內減少煤燃燒生成在鍋爐爐膛內減少煤燃燒生成NOxNOx的量的量（2 2）煙氣脫硝技術）煙氣脫硝技術在煙氣中脫除在煙氣中脫除NOxNOx，以減少向環(huán)境排放。，以減少向環(huán)境排放。 我們有過墻梯我們有過墻梯v技術分類技術分類1 1、低過量空氣燃燒、低過量空氣燃燒2 2、空氣分級燃燒（實質：缺氧燃燒）、燃料分、空氣分級燃燒（實質：缺氧燃燒）、燃料分級燃燒（實質：級燃燒（實質：NOxNOx被還原）被還原）3 3、煙氣再循環(huán)等技術、煙氣再循環(huán)等技術 v技術核心技術核心 形成缺氧富燃料區(qū)，設法降低局部高

6、溫形成缺氧富燃料區(qū)，設法降低局部高溫區(qū)的燃燒溫度以抑制區(qū)的燃燒溫度以抑制NONOx x的生成。的生成。單個燃燒器分級單個燃燒器分級全爐分級燃燒全爐分級燃燒Selective Catalytic Reduction (SCR)Selective Catalytic Reduction (SCR) 選擇性催化還原法選擇性催化還原法 (SCR) (SCR) （在（在3003004 42 20 0噴射氨和空氣，用噴射氨和空氣，用V V2 2O O5 5+WO+WO3 3催化使催化使 NOx NOx 轉轉化為化為 N2 N2 和水蒸汽）和水蒸汽）* * 被廣泛的應用被廣泛的應用* * 不利因素：不利因素

7、：NHNH3 3 存儲存儲/ /尿素制氨尿素制氨 Selective Non - Catalytic ReductionSelective Non - Catalytic Reduction (SNCR) (SNCR) 選擇性非催化還原法選擇性非催化還原法（氨或尿素在氨或尿素在10001000與其發(fā)生反應）：工藝簡化，但脫與其發(fā)生反應）：工藝簡化，但脫硝效率較低。硝效率較低。時髦叫法時髦叫法不用，直接不用，直接passSCR脫硝機理脫硝機理 原理是將還原劑（液氨、氨水、尿素）注入溫度約為原理是將還原劑（液氨、氨水、尿素）注入溫度約為300 300 420420的煙氣中，還原劑與的煙氣中，還原劑

8、與NOxNOx在催化劑的作用下進行選擇性反在催化劑的作用下進行選擇性反應應, NOx, NOx被還原成氮氣和水。被還原成氮氣和水。主反應：主反應： 4NO+4NH4NO+4NH3 3 +O +O2 2 4N 4N2 2+6H+6H2 2O O2NO2NO2 2+4NH+4NH3 3+O+O2 2 3N 3N2 2+6H+6H2 2O O副反應副反應: 4NH: 4NH3 3+3O+3O2 2 2N 2N2 2+6H+6H2 2O O NHNH3 3+H+H2 2O+SOO+SO3 3 NH NH4 4HSOHSO4 4 NHNH3 3+O+O2 2 NO NOX X+H+H2 20 03003

9、00420420是是“效率、安全、經(jīng)濟效率、安全、經(jīng)濟”平衡的選擇平衡的選擇催化劑催化劑催化劑催化劑催化劑（中催化劑（中間人）：朋間人）：朋友的朋友是友的朋友是朋友朋友146207液液態(tài)黏性，造成態(tài)黏性，造成空預器堵灰空預器堵灰( (很很頭大的）頭大的）搗蛋搗蛋份子份子 氨首先被催化劑活化成氨基，再與煙氣中的氨首先被催化劑活化成氨基，再與煙氣中的NONO偶合，形成了極偶合，形成了極易降解為易降解為N N2 2和和H H2 2O O的亞硝基中間產(chǎn)物。隨著還原態(tài)的催化劑被煙氣的亞硝基中間產(chǎn)物。隨著還原態(tài)的催化劑被煙氣中的氧氣所氧化，催化劑得到復原，實現(xiàn)了催化循環(huán)。中的氧氣所氧化，催化劑得到復原，實

10、現(xiàn)了催化循環(huán)。 .NO.1/2H2ON H3NVOOOOHHHNVOOOOHHHNVOOOOHHNHONNH2OVOOOOH.VOOOO1/4O2.高大上的反應機理（因為所以，科學道理）高大上的反應機理（因為所以，科學道理）SCR脫硝機理脫硝機理凈煙氣凈煙氣原煙氣原煙氣催化劑催化劑整流器整流器噴氨噴氨 反應器前加整流器，優(yōu)化流場，使進入催化劑表反應器前加整流器，優(yōu)化流場，使進入催化劑表面煙氣達到面煙氣達到u煙氣入射角偏差煙氣入射角偏差10 防沖刷、磨蝕防沖刷、磨蝕u煙氣速度偏差煙氣速度偏差15% 防沖刷、防防沖刷、防NH3逃逸逃逸uNSR偏差偏差5% 防防NH3逃逸逃逸u溫度偏差溫度偏差15

11、入口入口C C1 1（NOxNOx濃度按濃度按230mg/Nm3230mg/Nm3）2+1層設計（上一層預留，下兩用）層設計（上一層預留，下兩用）設計效率85%，C1-C2/C1出口C234.5mg/Nm3mg/Nm3，逃逸2.3mg/Nm3，SO2/SO3轉化率350，單層，單層4 4支，共支，共1616支支0.50.8MPa儀用壓縮空儀用壓縮空氣，單層氣，單層6支，共支，共24支支獅吼功獅吼功豬八戒豬八戒的專利的專利蜂窩式蜂窩式，活性高、表面積大，活性高、表面積大，催化劑用量小，性能穩(wěn)定催化劑用量小，性能穩(wěn)定板式板式，不銹鋼骨架，適宜于高，不銹鋼骨架，適宜于高塵環(huán)境，易磨損，中毒后活性塵環(huán)

12、境，易磨損，中毒后活性下降快，催化劑用量稍大下降快，催化劑用量稍大波紋式波紋式，纖維基材纖維基材,適宜于低塵適宜于低塵環(huán)境環(huán)境基材基材TiO2為載體為載體,V2O5+WO3為活性組分為活性組分平板式催化劑平板式催化劑 蜂窩式催化劑蜂窩式催化劑（單體截面為（單體截面為16161616孔）孔） 來個寫真來個寫真H H整流層整流層催化劑運行層催化劑運行層催化劑預留層催化劑預留層導流板導流板催化劑箱體催化劑箱體D DW W每個反應器的催化劑：每個反應器的催化劑：2 2層層+1+1層備用層備用每臺爐有每臺爐有2 2個反應器（最大滿足入口個反應器（最大滿足入口NoxNox濃度為濃度為350mg/Nm335

13、0mg/Nm3時，時，SCRSCR出出口口NoxNox濃度小于濃度小于40mg/Nm340mg/Nm3）催化劑在煙道中的布置（示意圖）催化劑在煙道中的布置（示意圖）影響催化劑效果的因素影響催化劑效果的因素（1 1）反應溫度）反應溫度 反應溫度決定著反應速度和反應活性。目前的反應溫度決定著反應速度和反應活性。目前的SCRSCR系統(tǒng)大多設定在系統(tǒng)大多設定在320320420420之間。之間。（2 2）空間速度）空間速度 空間速度是煙氣在催化劑容積內的停留時間尺度?？臻g速度大，煙氣在反應空間速度是煙氣在催化劑容積內的停留時間尺度?？臻g速度大，煙氣在反應器內的停留時間短，則反應有可能不完全。器內的停留

14、時間短，則反應有可能不完全。（3 3）煙氣流型及與氨的）煙氣流型及與氨的 在工程設計中必須重視煙氣的流場，在工程設計中必須重視煙氣的流場，噴氨點應具有湍流條件以實現(xiàn)與煙氣的最佳混合，噴氨點應具有湍流條件以實現(xiàn)與煙氣的最佳混合，形成明確的均項流動區(qū)域。形成明確的均項流動區(qū)域。（4 4）催化劑的類型、結構和表面積）催化劑的類型、結構和表面積 催化劑是催化劑是SCRSCR系統(tǒng)中最關鍵的部分，其類型、結構和表面積都對脫除系統(tǒng)中最關鍵的部分，其類型、結構和表面積都對脫除NOxNOx效果效果有很大影響。有很大影響。萬事俱備萬事俱備也要東風也要東風 內殺內殺催化劑的堵塞催化劑的堵塞效率下降效率下降風機電耗增

15、加風機電耗增加催化劑的損傷催化劑的損傷 催化劑的損傷主要是：催化劑的損傷主要是：1.1.磨蝕（飛灰撞擊在催化磨蝕（飛灰撞擊在催化劑表面形成，磨蝕強度與劑表面形成，磨蝕強度與氣流速度氣流速度、飛灰特性飛灰特性、撞擊角度撞擊角度及及催化劑本身特性催化劑本身特性有關）有關）2.2.蒸汽吹損蒸汽吹損 催化劑壽命管理計劃催化劑壽命管理計劃長江后浪推前浪長江后浪推前浪一代更比一代強一代更比一代強u NOX排放濃度和/或脫硝效率達到設計要求； （單層催化劑50%，兩層85%以上）u 氨逃逸率控制在2.3ppm以下；u SO2/SO3轉化率小于1%；性能保證、催化劑壽命管理計劃性能保證、催化劑壽命管理計劃催化

16、劑壽命在同時達到上述三指標時，不低催化劑壽命在同時達到上述三指標時，不低于于24000小時小時/3年年。 原來使用環(huán)境塵較低，水洗后熱還原法。原來使用環(huán)境塵較低，水洗后熱還原法。 堿金屬中毒嚴重的，采用酸液浸泡、清水沖洗、熱堿金屬中毒嚴重的，采用酸液浸泡、清水沖洗、熱 風干燥。風干燥。 As2O5 、P2O5中毒，采用堿液浸泡、酸浸泡、干燥；中毒，采用堿液浸泡、酸浸泡、干燥； 活性元素水溶液浸漬?；钚栽厮芤航n。u板式催化劑再生板式催化劑再生 壓縮空氣沖刷、去離子水沖洗、熱空氣吹干。壓縮空氣沖刷、去離子水沖洗、熱空氣吹干。u催化劑本身毒性并不大，催化劑本身毒性并不大，TiO2無毒性，但超細

17、，無毒性，但超細， 防吸入，防吸入，V2O5 、P2O5都是微毒；關鍵是煙氣中的都是微毒；關鍵是煙氣中的As、 Hg等重金屬在催化劑上的富集，所以報廢催化劑屬危等重金屬在催化劑上的富集，所以報廢催化劑屬危 險固體廢物。險固體廢物。u壓碎填埋處理，防滲處理。壓碎填埋處理，防滲處理。u板式催化劑中的金屬可回收利用。板式催化劑中的金屬可回收利用。英雄老矣英雄老矣 尿素熱解制氨系統(tǒng)：卸料裝置、溶解計量裝置、尿素溶解罐、尿素溶液混合泵、尿素溶液儲罐、尿素溶液循環(huán)泵、計量和分配裝置、熱解爐（內含噴射器）及控制裝置 尿素袋裝存于儲倉間，通過卸料斗送到溶解罐里，用除鹽水將尿素溶解成4055%質量分數(shù)的尿素溶液

18、，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐。尿素溶液經(jīng)由供液泵、計量與分配裝置、霧化噴嘴等進入熱解爐內分解，生成NH3、H2O和CO2，分解產(chǎn)物與熱一次風混合均勻并噴入脫硝系統(tǒng)。尿素熱解脫硝系統(tǒng)設備及流程尿素熱解脫硝系統(tǒng)設備及流程來份枯燥的來份枯燥的文字文字電電加加熱熱器器結結構構示示意意圖圖 使用包含300C,壓力10KPa的鍋爐一次風，所用的任何熱空氣必須是無硫、低塵的，電加熱器將熱一次風加熱到約600。（1200KW,380V）尿素熱解爐尿素熱解爐噴入熱解爐內霧化尿素溶液與電加熱器出口高溫風在350600的條件下，分解成NH3、H2O、CO2。熱解產(chǎn)物發(fā)生逆反應的溫度，熱解爐出口溫度范圍控制

19、在310350C之間，確保出口氣體不會發(fā)生逆反應（約為270C）尿素溶液噴槍尿素溶液噴槍噴槍用儀用壓縮空氣霧化，0.50.8MPa，運行中，如單只噴槍停運，其霧化壓縮空氣要連續(xù)運行，否則噴槍撤出，防止噴槍燒壞 尿素溶液計量分配裝置尿素溶液計量分配裝置尿尿素素車車間間溶溶解解罐罐防止雜物進入溶解罐防止雜物進入溶解罐保持一定溫度防結晶保持一定溫度防結晶伴伴熱熱u安全性高。（尿素無爆炸危險）安全性高。（尿素無爆炸危險）u能耗高：（能耗高：（350650，確保熱解爐出口溫度，確保熱解爐出口溫度350， 電加熱器電加熱器1200KW，電壓，電壓380V）uNH3得率低于水解法，副反應產(chǎn)生三聚氰酸、三聚氰

20、酸一得率低于水解法，副反應產(chǎn)生三聚氰酸、三聚氰酸一 酰胺等聚合物，酰胺等聚合物， 1mol尿素尿素2molNH3，噴槍的維護。，噴槍的維護。u尿素中帶雜質，對催化劑壽命有影響。尿素中帶雜質，對催化劑壽命有影響。u產(chǎn)氨量受限制，負荷波動或濃度波動的響應稍慢，單臺熱產(chǎn)氨量受限制，負荷波動或濃度波動的響應稍慢，單臺熱 解爐不可能同時供應多條反應器。解爐不可能同時供應多條反應器。熱解法特點分析熱解法特點分析特色標簽特色標簽還原劑經(jīng)濟的比較還原劑經(jīng)濟的比較安全安全-天外天天外天絕對姐妹倆絕對姐妹倆炸炸彈彈之之母母溫壓溫壓炸彈炸彈液液氨氨儲儲罐罐SCR脫硝系統(tǒng)運行中常見問題脫硝系統(tǒng)運行中常見問題v熱解爐結

21、晶問題熱解爐結晶問題v現(xiàn)象現(xiàn)象v1 1、運行過程中發(fā)現(xiàn)用于尿素熱解系統(tǒng)的一次風運行過程中發(fā)現(xiàn)用于尿素熱解系統(tǒng)的一次風流量逐漸降低流量逐漸降低v2 2、熱解爐內壓力逐漸上漲，熱解爐尾部壓力逐、熱解爐內壓力逐漸上漲，熱解爐尾部壓力逐漸降低，熱解爐壓差上漲超出正常值漸降低，熱解爐壓差上漲超出正常值v3 3、電加熱器出口風溫上漲，加熱器因超溫保護、電加熱器出口風溫上漲，加熱器因超溫保護停止繼續(xù)加熱停止繼續(xù)加熱v4 4、熱解爐內和爐尾溫度逐步上漲、熱解爐內和爐尾溫度逐步上漲堵塞心病怎么辦？堵塞心病怎么辦？處理：處理：1、保持霧化空氣量在設計值范圍內，噴槍壓縮空氣流量偏低時要及時檢查噴槍、管路是否有堵塞，及時處理。2、減少尿素溶液進入熱解爐的量3、提高熱解爐內溫度和熱解爐尾部溫度4、開大熱一次風流量調節(jié)閥，提高熱一次風流量5、正常運行時，必須保證熱解爐尾溫度在340以上；熱解爐內溫度保證在420 以上解鈴還需額系鈴人解鈴還需額系鈴人升升 溫溫 速速 率率二、運行過程需特別關注的幾點：二、運行過程需特別關注的幾點：