1、1 1、火電廠脫硝研究背景：、火電廠脫硝研究背景：二二 技術概述技術概述 NONOx x的來源：的來源： 燃料燃燒燃料燃燒 NONOx x的組成：的組成： 9 95%NO5%NO，5%NO5%NO2 2 NONOx x的危害：的危害： 損害人體健康、形成酸雨、損害人體健康、形成酸雨、 光化學煙霧、臭氧空洞光化學煙霧、臭氧空洞 NONOx x的排放量：的排放量：4804801900mg/Nm31900mg/Nm3 我國對火電廠我國對火電廠NOxNOx的控制標準：的控制標準： GB13223-2011 GB13223-2011燃料和熱能燃料和熱能轉化設施類轉化設施類型型污染物項目適用條件適用條件限

2、值限值（mg/Nm3mg/Nm3）污染物監控污染物監控位置位置燃煤鍋爐燃煤鍋爐煙塵煙塵全部全部3030煙囪或煙道煙囪或煙道SO2SO2新建鍋爐新建鍋爐100100現有鍋爐現有鍋爐200200氮氧化物（以氮氧化物（以NO2NO2計）計）全部全部100100200200燃油鍋爐燃油鍋爐新建鍋爐新建鍋爐100100現有鍋爐現有鍋爐200200燃氣輪機組燃氣輪機組然天然氣然天然氣100100燃其他氣體燃其他氣體2002002 2、 GB13223-2011GB13223-2011火電廠大氣污火電廠大氣污染物排放標準染物排放標準 ：二二 技術概述技術概述3 3、 主要控制方法主要控制方法 ：燃燒過程中：

3、燃燒過程中： 空氣分級燃燒空氣分級燃燒 、濃淡燃燒、濃淡燃燒、 煙氣再循環、低氮燃燒器等煙氣再循環、低氮燃燒器等燃燒過程后：燃燒過程后： SCR SCR 選擇性催化還原法選擇性催化還原法 SNCR SNCR 選擇性非催化還原法選擇性非催化還原法 二二 技術概述技術概述凈化類凈化類型型 低低NOXNOX技術技術 降低降低NOXNOX排排放的效率放的效率備注備注燃燒過燃燒過程中程中 低氮燃燒器低氮燃燒器 3050% 3050% 影響爐內燃燒，易引起爐內結渣，影響爐內燃燒，易引起爐內結渣，不能徹底解決問題不能徹底解決問題無安裝空間要求無二次污染，較無安裝空間要求無二次污染，較經濟經濟 SNCRSNC

4、R3045% 3045% 氨逃逸的量大，控制困難氨逃逸的量大，控制困難效率低，經濟性中，空間需求小效率低，經濟性中，空間需求小 燃燒過燃燒過程后程后SCR SCR 90%90%以上以上 脫硝率高，氨逃逸量小脫硝率高，氨逃逸量小造價高，安裝空間大造價高，安裝空間大 4 4、技術比較、技術比較: :二二 技術概述技術概述 1 1、脫硝去除率高，可達、脫硝去除率高，可達90%90%以上；以上； 2 2、工藝成熟穩定，設備可用率達、工藝成熟穩定，設備可用率達98%98% ； 3 3、運轉操作單純，與鍋爐容易協調；、運轉操作單純，與鍋爐容易協調； 4 4、 NH3NH3逃逸率低，可達逃逸率低，可達2 2

5、5ppm5ppm ； 5 5、幾乎無二次污染、幾乎無二次污染 6 6、占地較大，投資費用較高。、占地較大，投資費用較高。SCRSCR工藝是目前世界上先進的電站煙氣脫硝技術，在全球煙工藝是目前世界上先進的電站煙氣脫硝技術，在全球煙氣脫硝領域市場占有率高達氣脫硝領域市場占有率高達98%98%。5 5、SCR SCR 技術特點：技術特點：二二 技術概述技術概述1 1、技術來源：、技術來源：二二 凱迪公司凱迪公司SCR SCR 技術介紹技術介紹2、 SCR技術引進許可文件：技術引進許可文件： B BW W公司公司3030多年來一直從事電站鍋爐的研制，同時也多年來一直從事電站鍋爐的研制，同時也致力于空氣

6、污染治理技術的研發，目前在控制致力于空氣污染治理技術的研發，目前在控制NONOx x、SOSO2 2、粉、粉塵以及汞排放領域取得了顯著的成果和業績。塵以及汞排放領域取得了顯著的成果和業績。 19821982年開始年開始SCRSCR煙氣脫硝技術的研發應用，煙氣脫硝技術的研發應用，19861986年第年第一套一套SCRSCR脫硝裝置成功投運。脫硝裝置成功投運。 B BW W公司在鍋爐公司在鍋爐SCRSCR應用方面有豐富的業績和經驗，應用方面有豐富的業績和經驗，目前擁有超過目前擁有超過20,000 20,000 MWMW電站電站 的的 脫硝業績，廣泛應用于脫硝業績，廣泛應用于40401000MW10

7、00MW機組。機組。3、美國巴威（、美國巴威（ ）公司介紹：）公司介紹：三三 凱迪公司凱迪公司SCR SCR 技術介紹技術介紹 優化的噴氨系統優化的噴氨系統 優化的靜態混合器優化的靜態混合器 豐富的爆米花灰處理經驗豐富的爆米花灰處理經驗 物理模型和物理模型和CDFCDF流場模擬為節約成本提供有利保流場模擬為節約成本提供有利保障障4、 技術特點技術特點三三 凱迪公司凱迪公司SCR SCR 技術介紹技術介紹5、 ：三三 凱迪公司凱迪公司SCR SCR 技術介紹技術介紹1、 ：三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術1)1)主要化學反應：主要化學反應： 4 NO + 4 NH4 NO + 4 NH3 3

8、+ O + O2 2- - 4 N4 N2 2+ 6 H+ 6 H2 2O O 4NH 4NH3 3 + +2NO2NO2 2+ +O O2 2 - 3N3N2 2+6H+6H2 2O O NO + NONO + NO2 2 + 2NH + 2NH3 3 2N2N2 2 + 3H + 3H2 2O ONHNH3 3先被催化劑表面活性先被催化劑表面活性元素吸收后，才能與元素吸收后，才能與NONO2 2發生還原反應生成發生還原反應生成N N2 2和和H H2 2O O。1、 ： 當煙氣溫度超過規定值當煙氣溫度超過規定值（430430）時，易發生氨氧化反應，并增加時，易發生氨氧化反應，并增加NONO

9、的濃度和減少有效的濃度和減少有效NH3NH3的量，而且催化劑易的量，而且催化劑易燒結燒結失去活性。失去活性。 在催化劑在催化劑活性物質釩活性物質釩的作用下，煙氣中的的作用下，煙氣中的SOSO2 2在高溫和氧氣作用下在高溫和氧氣作用下一部分被氧化成一部分被氧化成SOSO3 3，稱之為，稱之為SOSO2 2/SO/SO3 3轉化率轉化率，該值一般被控制在，該值一般被控制在1.0%1.0%以以內內, ,其高低與煙溫、催化劑特性、含氧量、其高低與煙溫、催化劑特性、含氧量、SOSO2 2濃度有關。濃度有關。 由于運行由于運行SCRSCR時，煙氣中時，煙氣中SOSO3 3濃度升高，在低溫（濃度升高，在低溫

10、（320320）條件下，）條件下，易生成易生成硫酸氨和硫酸氫氨硫酸氨和硫酸氫氨，將會在催化劑和下游設備上沉積腐蝕；，將會在催化劑和下游設備上沉積腐蝕；2)2)間接化學反應：間接化學反應：三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術反應器反應器 催化劑催化劑煙道系統煙道系統 吹灰系統吹灰系統氨稀釋及噴射系統氨稀釋及噴射系統 混合器（若有）混合器（若有）擋板門密封系統（若有）擋板門密封系統（若有）氨存儲制備系統氨存儲制備系統2、 SCR主要主要：三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術200MW及以上機組鍋爐SCR系統流程圖鍋爐省煤器空氣預熱器送風機除塵器煙氣脫硫系統催化劑SCR反應器氨/空氣稀釋混合器氨蒸發器氨

11、儲罐催化劑催化劑引風機熱風噴氨格柵稀釋風機蒸汽或壓縮空氣吹灰設備高溫旁路蒸汽或電液氨槽車卸氨壓縮機混合器火電廠火電廠SCR典型系統流程：典型系統流程： 位置：位置：布置鍋爐省煤器出口和空氣預熱器入口布置鍋爐省煤器出口和空氣預熱器入口高溫煙氣區域。高溫煙氣區域。 數量：數量：200MW200MW及以上機組鍋爐一般采用外置的及以上機組鍋爐一般采用外置的回轉式空預器，回轉式空預器，SCRSCR反應器可按空預器的臺數配置，反應器可按空預器的臺數配置，即一臺空預器配一個即一臺空預器配一個SCRSCR反應器。反應器。 形式：形式：豎直矩形立方體，上部入口有煙氣整流豎直矩形立方體，上部入口有煙氣整流分配器，

12、底部一般不考慮灰斗，采用分配器，底部一般不考慮灰斗，采用Q345Q345鋼制造。鋼制造。 大小：大小：截面尺寸和高度主要取決于流通煙氣量、截面尺寸和高度主要取決于流通煙氣量、催化劑的模塊尺寸及要求的脫硝率等。催化劑的模塊尺寸及要求的脫硝率等。1)1)反應器：反應器：三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術2、 SCR主要主要：2)2)催化劑：催化劑：四四 SCRSCR脫硝技術脫硝技術2、 SCR主要主要：WOWO3 3 / MoO / MoO3 3TiOTiO2 2（載體）（載體）目前國外目前國外SCRSCR中催化反應塔中催化反應塔清灰方式主要分為清灰方式主要分為蒸汽吹灰和聲波吹灰。蒸汽吹灰和聲波吹

13、灰。 蒸汽吹灰：蒸汽吹灰：清灰徹底，能有效清除積灰。但消耗蒸汽量大，機械維護清灰徹底，能有效清除積灰。但消耗蒸汽量大，機械維護量大，運行費用高，操作不當，可能造成煙氣過濕，造成量大，運行費用高，操作不當，可能造成煙氣過濕，造成粘灰和腐蝕。粘灰和腐蝕。 3)3)吹灰系統：吹灰系統：四四 SCRSCR脫硝技術脫硝技術2、 SCR主要主要： 聲波吹灰器聲波吹灰器是通過聲波發生器將壓縮空氣是通過聲波發生器將壓縮空氣調制成高強聲波，聲波在塔內空間里傳播，引起調制成高強聲波，聲波在塔內空間里傳播，引起催化劑表面積灰粒子循環往復的振動，對灰粒之催化劑表面積灰粒子循環往復的振動，對灰粒之間及管壁之間的結合力起

14、到減弱和破壞的作用，間及管壁之間的結合力起到減弱和破壞的作用，同時在灰粒本身重量或煙氣沖刷力作用下，不能同時在灰粒本身重量或煙氣沖刷力作用下，不能連續沉積，同時部分被煙氣帶走。連續沉積，同時部分被煙氣帶走。優點是投資低，運行費用低，但不能有效地優點是投資低，運行費用低，但不能有效地移除積灰，只能防止粉塵沉積。移除積灰，只能防止粉塵沉積。3)3)吹灰系統：吹灰系統：四四 SCRSCR脫硝技術脫硝技術2、 SCR主要主要：氨/空氣稀釋混合器噴氨格柵稀釋風機（100%容量）鍋爐一次風來自氨蒸發器NH3AIR4)4)氨稀釋及噴射系統氨稀釋及噴射系統 ：三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術2、 SCR主要

15、主要：噴氨系統噴氨格柵（AIG）噴氨系統典型的閥門組站 脫硝高效率 對煙氣流速、濃度、溫度的不平衡高效修正 對混合長度要求降至最低 現場調試的時間大幅降低，由幾周縮短到幾天 氨逃逸率降低，減少氨的消耗5)5)靜態混合器靜態混合器B&WB&W專利技術：專利技術：三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術2、 SCR主要主要：1 1、脫硝率：、脫硝率：808090%90%；2 2、氨逃逸率：、氨逃逸率：3ppm3ppm；3 3、SOSO2 2/SO/SO3 3轉化率：轉化率： 1.0 %;1.0 %;4 4、催化劑使用壽命：、催化劑使用壽命：20000 20000 24000h 24000

16、h；5 5、脫硝裝置阻力：、脫硝裝置阻力：800 800 1000Pa 1000Pa；6 6、氨消耗量：脫除、氨消耗量：脫除1kgNO1kgNOx x約需約需0.4kgNH0.4kgNH3 3。三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術4、 SCR裝置主要性能考核指標：裝置主要性能考核指標：SCRSCR反應器通常布置在電站鍋爐省煤器出口和空氣預熱器之反應器通常布置在電站鍋爐省煤器出口和空氣預熱器之間間, , 此時氣體溫度為此時氣體溫度為320320400400，是脫硝反應的最佳溫度，是脫硝反應的最佳溫度區間。區間。 根據空預器的位置一般分為以下兩種：根據空預器的位置一般分為以下兩種：1 1、空預器內置

17、型空預器內置型：空預器布置于爐后豎井底部，：空預器布置于爐后豎井底部， SCRSCR反應反應器布置在鍋爐外側，鍋爐本體與常規鍋爐布置一致，脫硝器布置在鍋爐外側，鍋爐本體與常規鍋爐布置一致，脫硝裝置布置在空氣預熱器出口至除塵器進口之間的煙道支架裝置布置在空氣預熱器出口至除塵器進口之間的煙道支架上。見附圖所示，圖中的尺寸為上。見附圖所示，圖中的尺寸為600MW600MW等級鍋爐脫硝設備的等級鍋爐脫硝設備的參考尺寸。鍋爐本體在設計時需考慮煙氣的接口，留出足參考尺寸。鍋爐本體在設計時需考慮煙氣的接口，留出足夠的距離，鋼構架設計應考慮脫硝設備傳遞的荷載。夠的距離，鋼構架設計應考慮脫硝設備傳遞的荷載。SC

18、RSCR反反應器支架需考慮空預器出口煙道荷載，或在空預器出口煙應器支架需考慮空預器出口煙道荷載，或在空預器出口煙道支架基礎上設立道支架基礎上設立SCRSCR反應器支架，大部分的改造項目均為反應器支架，大部分的改造項目均為此方式布置，也可用于此方式布置，也可用于SCRSCR的新建機組，布置較緊湊。的新建機組，布置較緊湊。SCR系統布置：系統布置：三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術空預器內置型2 2、空預器外拉型空預器外拉型：空預器與：空預器與SCRSCR反應器均布置在反應器均布置在鍋爐外側，鍋爐外側，SCRSCR反應器支架和空預器的支架同時反應器支架和空預器的支架同時考慮考慮 ，另需增加兩個柱距

19、，見附圖二所示。此，另需增加兩個柱距，見附圖二所示。此方式比較適合帶方式比較適合帶SCRSCR的新建機組，雖然增大了機的新建機組，雖然增大了機組的占地，但布置方式較為靈活，煙氣比較流暢，組的占地，但布置方式較為靈活，煙氣比較流暢，阻力較小，分布均勻，有利于脫硝系統的性能。阻力較小，分布均勻，有利于脫硝系統的性能。三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術SCR系統布置：系統布置：1 1）還原劑種類：）還原劑種類： 液氨純液氨純 NHNH3 3 （99.5%)99.5%) 氨水氨水NHNH3 3 （20%20%29%29%） H H2 20 0 尿素尿素 CO ( NHCO ( NH2 2 ) ) 2

20、2 （固體或（固體或40%40%溶液）溶液）三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術尿素尿素氨水氨水液氨液氨氨的耗量氨的耗量1 11 11 1還原劑的耗量還原劑的耗量1.81.85.15.11 1初始投資初始投資1.81.81 11.61.6運行費用運行費用0.40.41 10.30.3風險管理風險管理小小小小顯著顯著三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術3 3）氨系統布置要求氨系統布置要求: : 由于氨屬乙類危險品，按國家標準由于氨屬乙類危險品，按國家標準要求規定，氨系統設備距離周邊建要求規定，氨系統設備距離周邊建筑物消防距離一般要求為筑物消防距離一般要求為252530m30m，氨區域內相關設備布置也

21、有規定的氨區域內相關設備布置也有規定的消防距離。占地面積一般為消防距離。占地面積一般為30 x40m30 x40m。4 4）氨系統主要設備氨系統主要設備: : 1 1、 卸氨壓縮機卸氨壓縮機 2 2、氨儲罐、氨儲罐 3 3、液氨蒸發器（電、液氨蒸發器（電/ /蒸汽加熱）蒸汽加熱） 4 4、 氨氣緩沖罐（閉式不需要）氨氣緩沖罐（閉式不需要） 5 5、氨泄露檢測器、氨泄露檢測器 6 6、水噴淋消防系統、水噴淋消防系統 三三 SCRSCR脫硝技術脫硝技術 催化劑入口煙氣的均勻性催化劑入口煙氣的均勻性入口煙氣速度偏差入口煙氣速度偏差入口煙氣溫度偏差入口煙氣溫度偏差入口入口NHNH3 3/NO/NOX

22、X摩爾比絕對偏差摩爾比絕對偏差 催化劑的質量催化劑的質量化學使用壽命化學使用壽命機械使用壽命機械使用壽命氨的逃逸率氨的逃逸率SOSO2 2/SO/SO3 3轉化率轉化率阻力阻力 工期工期（1）脫硝工藝采用SCR法。（2）脫硝效率不小于80%。（3）脫硝系統不設置煙氣旁路系統和省煤器高溫旁路系統。（4）脫硝反應器布置在爐后除塵器前送風機室上部。（5）吸收劑以99.6%純氨為基本方案。（6）脫硝設備年利用小時6837小時，投運時間8000小時。（7）脫硝裝置可用率不小于98%。（8）裝置服務壽命為30年。（9）脫硝單元系統的控制納入單元機組DCS 實現。 (10)氨逃逸3ppm，SO2/SO3轉化

23、率1%,催化劑使用壽命24000h五五 參考項目技術方案參考項目技術方案項目項目單位單位設計煤種設計煤種校核煤種校核煤種1 1校核煤種校核煤種2 2煙氣量煙氣量NmNm3 3/h/h1131741 1131741 1134084 1128432 煙氣溫度煙氣溫度396396395395394.1 煙氣壓力煙氣壓力PaPa-1200-1200-1200-1200-1200-1200NOxNOxmg/Nmmg/Nm3 3450(6% O450(6% O2 2, ,干基干基) ) - - -粉塵濃度粉塵濃度mg/Nmmg/Nm3 332.66 (6% O32.66 (6% O2 2, ,干基干基)

24、) 36.41 (6% O36.41 (6% O2 2, ,干基干基) ) 13.92 (6% O13.92 (6% O2 2, ,干基干基) ) SOSO2 2mg/Nmmg/Nm3 33614 (6% O(6% O2 2, ,干基干基) ) 4895 (6% O(6% O2 2, ,干基干基) ) 2201 (6% O(6% O2 2, ,干基干基) ) SOSO3 3mg/Nmmg/Nm3 3Cl(HCl)Cl(HCl)mg/Nmmg/Nm3 346.8146.8146.8146.8146.8146.81F(HF)F(HF)mg/Nmmg/Nm3 319.219.219.219.219.

25、219.2五五 參考項目技術方案參考項目技術方案項目項目單位單位數據數據備注備注氨耗量 Kg/h18299.6%液氨電耗 kW 21.9/42 氨區（2臺爐公用）/反應區工業用水（冷卻水） m3/h 50氨罐等（消防用水） 蒸汽t/h15.2吹灰和氨蒸發 用氣量Nm3/h60儀表用系統壓降Pa800初裝催化劑m3約300初裝，蜂窩五五 參考項目技術方案參考項目技術方案項目項目規格型號規格型號 數量數量 備注備注卸料壓縮機 Q=0.8m3/min，入口最大吸氣壓力1.6MPa,出口最高壓力2.4Mpa，電機15KW2臺兩臺公用液氨儲罐 V70m3，2.614.1m,設計壓力：2.2Mpa,設計溫

26、度：50 2個液氨蒸發槽 蒸發能力400kg/h 2臺氨氣緩沖槽 V10m3，22002500mm1臺氨氣稀釋槽 2200mm，高度3800mm，V12m3 1臺廢水坑V=12m3,200020003000mm 1個廢水泵 Q=15m3/h，H=40m，N=5.5KW 1臺稀釋風機 離心風機 Q=6300m3/h，P=5000Pa 2臺氨氣/空氣混合器 DN400、L=1500mm，設計溫度50 2個氨噴射格柵 DN400、L=1500mm 2套混合裝置2套反應器8.3812.3612.8m，內裝催化劑2個吹灰器8臺煙道1套五五 參考項目技術方案參考項目技術方案六六 參考項目技術方案參考項目技

27、術方案#2A 混合器#2B 混合器#1B 混合器#1A 混合器來自蒸汽FROM HEATED STEAM SYSTEMAMMONIA TRUCK去氨貯罐UNLOADING SYSTEMANHYDROUS#2 COMPRESSOR#1 COMPRESSOR#1 ANHYDROUS AMMONIA TANK#2 ANHYDROUS AMMONIA TANK#1 VAPORIZER#2 VAPORIZER去#2機組TO #1 UNIT催化劑 CATALYST LAYER 3催化劑 CATALYST LAYER 2催化劑 CATALYST LAYER 1#2A SCR反應器#2A SCR REACTOR#2A 噴氨格柵（AIG）#2A AMMONIA INJECTION GRID#2 ECONOMIZER#2機鍋爐省煤器去#2A 空預器TO #2A HEATER催化劑