演講版---脫硝技術(shù)方案選擇.ppt

脫硝方案選擇的探討 液氨SCR與尿素SCR尿素 SNCR SCR 混合法尿素SNCR美國(guó)FuelTech公司劉明輝2008年10月版 RobertLiu劉明輝 Robertliu orzyrob 聯(lián)系電話 TEL 10 84871465真 FAX 10 84871470美國(guó)燃料技術(shù)公司 北京福泰克環(huán)?？萍加邢薰颈本┦谐?yáng)區(qū)慧忠里103號(hào)樓洛克時(shí)代中心B座1912室郵編 100101 美國(guó)FuelTech公司 美國(guó)FuelTech公司是美國(guó)納斯達(dá)克的上市公司 代碼FTEK 業(yè)務(wù)領(lǐng)域 空氣污染控制技術(shù)燃料處理技術(shù)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù) 脫硝技術(shù)供應(yīng)商 尿素 SNCR尿素 SNCR SCR混合法天然氣再燃尿素 SCR氨法 SCR改造為尿素 SCR 目前在中國(guó)的業(yè)績(jī) 江蘇利港電廠 4 600MW SNCR工藝 已通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收 江蘇闞山電廠 2 600MW SNCR SCR混合工藝 正在調(diào)試 華能北京熱電廠 4 830t h 尿素SCR工藝 奧運(yùn)工程 已通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收 北京石景山熱電廠 4 200MW 尿素SCR工藝 奧運(yùn)工程 已通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收 香港中華電力 4 600MW 尿素SCR工藝 華能伊敏電廠 2 660MW SNCR工藝 2007年7月成立北京福泰克環(huán)?？萍加邢薰緦?shí)施國(guó)產(chǎn)化的工作 BeijingFuelTechEnvironmentalTechCo 華能首套煙氣脫硝裝置成功投運(yùn)10月13日 中國(guó)華能集團(tuán)公司首套鍋爐煙氣脫硝裝置 華能北京熱電廠2號(hào)鍋爐脫硝裝置成功投運(yùn) 特別是在國(guó)內(nèi)電廠煙氣脫硝工程中首次采用尿素?zé)峤夥椒ǚ纸獬鲞€原劑 具有安全性較高 占地面積小的特點(diǎn) 該脫硝工程于2006年12月開工 其他3套脫硝裝置將在2007年年底前投運(yùn) 來(lái)源 中國(guó)華能集團(tuán)公司 主要內(nèi)容 一 選擇方案的標(biāo)準(zhǔn)二 基本方案 液氨SCR三 升級(jí)方案 尿素SCR四 較佳方案 尿素 SCR SNCR 五 經(jīng)濟(jì)適用方案 尿素SNCR六 各方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)七 結(jié)論 沒有最佳只有最適合您的方案 一 選擇方案的標(biāo)準(zhǔn)1 選擇脫硝方案的原則 安全生命 政治 可靠有業(yè)績(jī) 經(jīng)濟(jì) 目標(biāo)是以較低的成本滿足環(huán)保要求 而不是追求最高的脫硝率 2 影響脫硝方案選擇的因素 內(nèi)部跑前期的 早日拿到批文搞基建的 保工期 壓造價(jià)管運(yùn)行的 安全 可靠 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)外部政府 環(huán)保局 發(fā)改委準(zhǔn)政府 電規(guī)院 中咨公司咨詢公司 環(huán)評(píng) 設(shè)計(jì)院 安評(píng)供應(yīng)商 鍋爐廠 環(huán)保工程公司 催化劑廠商 3 脫硝技術(shù)及其特點(diǎn) 燃燒過(guò)程中控制技術(shù)低NOx燃燒器空氣分級(jí)燃燒技術(shù)燃料分級(jí)燃燒技術(shù)燃燒后控制技術(shù) 煙氣脫硝技術(shù) I 選擇性催化還原技術(shù) SCR II 選擇性非催化還原技術(shù) SNCR III SNCR SCR混合技術(shù) StuartDalton DirectorofFossil EmissionControl EPRI US 經(jīng)濟(jì) 的深入探討 基建投資 運(yùn)行成本 基建投資與脫硝率成正比 元 kgNOx或 元 KW從單個(gè)項(xiàng)目看 新機(jī)組排放濃度280 320mg nm3 從全廠來(lái)看 老機(jī)組排放濃度600 1200mg nm3 從整個(gè)集團(tuán)來(lái)看 按 元 kgNOx上老機(jī)組合算按 元 KW上新機(jī)組合算 總量控制 績(jī)效指標(biāo) 可參考劉的文章 運(yùn)行成本運(yùn)行成本與脫硝率成正比 大約為3 6元 kgNOx排污費(fèi) 0 63元 kgNOx脫硝補(bǔ)助 按元 KW補(bǔ)助脫硝發(fā)電量 70 100小時(shí) 技術(shù)人員常提的 一步到位 液氨SCR 脫硝率80 85 存在的問(wèn)題 未來(lái)單位造價(jià)將大幅下降運(yùn)行費(fèi)用高昂 3 6元 kgNOx 上千萬(wàn)元 年相當(dāng)一段時(shí)間 環(huán)保法規(guī)沒有這么高的要求第三時(shí)段標(biāo)準(zhǔn) 450mg nm3第四時(shí)段標(biāo)準(zhǔn) 230 280mg nm3執(zhí)法次序第一輪 全部新廠上脫硝第二輪 沒有脫硝的老廠也要上脫硝第三輪 有脫硝但未達(dá)標(biāo)老廠上脫硝 北京市鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) DB11 139 2007 上海鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) DB31 387 2007 山東省火電廠NOx排放標(biāo)準(zhǔn) DB37 664 2007 重慶市火電廠NOx排放標(biāo)準(zhǔn) DB50 252 2007 各國(guó)火電廠氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)比較單位 mg m3 G 2008 J05火力發(fā)電廠脫硝技術(shù)設(shè)計(jì)導(dǎo)則 送審稿 4 4對(duì)于脫硝效率要求80 及以上的機(jī)組 應(yīng)采用SCR脫硝工藝 4 5對(duì)于機(jī)組容量為600MW等級(jí)及以下的機(jī)組 若要求脫硝效率不大于40 宜采用SNCR脫硝工藝 4 6對(duì)于脫硝效率要求在60 80 范圍內(nèi)的機(jī)組 視還原劑的運(yùn)輸 儲(chǔ)存 制備 初投資及運(yùn)行費(fèi)用并考慮短期內(nèi)脫硝效率是否要求提高的因素 綜合比較后確定采用SCR脫硝工藝或SNCR SCR混合脫硝工藝 G 2008 J05火力發(fā)電廠脫硝技術(shù)設(shè)計(jì)導(dǎo)則 送審稿 4 7對(duì)于脫硝效率要求在40 60 范圍內(nèi)的機(jī)組 宜采用SNCR SCR混合脫硝工藝 SCR裝置宜布置在煙道內(nèi) 不單獨(dú)設(shè)置構(gòu)架 但應(yīng)考慮荷重增加的影響 4 8還原劑可采用液氨或尿素 還原劑的選用應(yīng)根據(jù)廠址周圍的環(huán)境 脫硝工藝 脫硝系統(tǒng)的投資 系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用及藥品來(lái)源的安全性及可靠性因素 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較及安全評(píng)價(jià)后確定 4 9對(duì)于SCR煙氣脫硝工藝 若電廠地處城鎮(zhèn)邊緣 而液氨產(chǎn)地距電廠較近 在能保證藥品安全 可靠供應(yīng)的情況下 宜選擇液氨作為還原劑 若電廠位于人口密度高的中心城市 港口 河流位置 宜選擇尿素作為還原劑 二 基本方案液氨SCR 二 基本方案選擇性觸媒還原法 SCR SCR最早由日本于60 70年代后期完成商業(yè)運(yùn)行 至80年代中期歐洲也成功地實(shí)現(xiàn)了SCR的商業(yè)運(yùn)行 原來(lái)并非為高脫硝率工藝 一般高塵設(shè)置 HighDustLayout 觸媒裝置于鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間 其作用為使噴入之氨與煙氣中之NOx反應(yīng)實(shí)現(xiàn)脫硝 在此情況時(shí) 其有效反應(yīng)之溫度范圍較SNCR低的多 約在320oC 400oC之間 最普遍使用的化學(xué)反應(yīng)劑 還原劑 為氨 但近年來(lái)也使用尿素 鍋爐 NH3噴注 脫硝反應(yīng)器 空氣預(yù)熱器 NH3混合器 蒸發(fā)器 NH3 液化罐 靜電除塵器 引風(fēng)機(jī) 煙囪 換熱器 增壓風(fēng)機(jī) 脫硫系統(tǒng) 送風(fēng)機(jī) SAH 蓄壓器 鍋爐脫硝系統(tǒng)裝置的基本流程 3DDRAWING 6 SCR系統(tǒng)控制邏輯 鍋爐負(fù)載或燃料流量 流量控制閥 氨急關(guān)斷閥 稀釋風(fēng)機(jī) 氨 空氣混合器 省煤器 鍋爐 空氣預(yù)熱器APH TOE P DCS或PLC 注氨器 USExperience StuartDalton DirectorofFossil EmissionControl EPRI US 使用后 5 灰份 使用前 中國(guó)煤可能引起的新挑戰(zhàn) 煤灰影響灰量大 煤種變化 質(zhì)量變化 混燒煤 對(duì)氨逃逸 NH3Slip 及SCR催化劑的適用及風(fēng)險(xiǎn) 觸媒的砷 硫及堿性物 如鈣含物 金屬含物中毒減效 其他元素造成的觸媒中毒減效 催化劑選擇最好從具有較大空隙及層間尺寸板狀催化劑為起點(diǎn) 使用良好后試驗(yàn)蜂窩狀的催化劑 催化劑結(jié)構(gòu)可以適應(yīng)不同壓降 燃料和煙氣成分要求 滿足工程選擇 SCR引起的三氧化硫酸霧煙氣排放 選自 Dr AnupamSanyalandWilliamEllison DOENETLConference May2002 Pittsburgh PA 煤質(zhì)對(duì)SCR工藝的影響 全包了 灰份量又密又多 硫 砷 鈣 鎂 鈉 鉀氯 氟鐵 鉛 錫 等重金屬未燃碳灰量 15 35 催化劑用量越少越好 空隙大點(diǎn)為好 脫硝率 75 為佳 并非做不到更高 而是問(wèn)題多停爐多 高成本NOx系統(tǒng)產(chǎn)能損失安全藥劑操作意外假設(shè)性的沒想到的 液氨SCR的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 脫硝率高達(dá)80 缺點(diǎn) 不安全 環(huán)保工程成了重大危險(xiǎn)源建設(shè)工程可能不經(jīng)濟(jì) 投資和運(yùn)行費(fèi)用高 2004年 全國(guó)火電行業(yè) 3 2億千瓦裝機(jī) 氮氧化物排放總量達(dá)到670萬(wàn)噸 到07年5月份火電裝機(jī)已達(dá)5億千瓦以上 初步估計(jì)火電產(chǎn)生的氮氧化物排放已達(dá)1000萬(wàn)噸 如果氮氧化物減排和SO2減排看齊 到2015年減排20 那么NOx減排量將達(dá)到200萬(wàn)噸 相應(yīng)氨需量約為75萬(wàn)噸 年 如按一般液氨運(yùn)輸車為7噸載重 每年按300天計(jì)算 每天約有360輛液氨車次運(yùn)輸這些液氨 這些車輛隨時(shí)都面臨交通事故的危險(xiǎn) 而一旦發(fā)生交通事故導(dǎo)致液氨泄漏 后果將不堪設(shè)想 淮安液氯泄漏人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失達(dá)2901萬(wàn) 附 氨 和 氨溶液 的有關(guān)管理規(guī)定 中國(guó)政府對(duì) 氨 和 氨溶液 的有關(guān)管理規(guī)定 供參考 中國(guó)政府規(guī)定的危險(xiǎn)品名錄 GB12268 90危險(xiǎn)化學(xué)物品名表 備注 根據(jù)GB18218 2000重大危險(xiǎn)源辨識(shí)的定義 氨作為有毒物質(zhì)儲(chǔ)存超過(guò)40噸的液氨儲(chǔ)罐屬重大危險(xiǎn)源 將有更嚴(yán)格的安全立法規(guī)定限制 參考 600MW機(jī)組的液氨SCR裝置 其所需液氨儲(chǔ)罐的容量為200噸左右 A 氨溶液為危險(xiǎn)化學(xué)品 根據(jù)中國(guó)政府 危險(xiǎn)貨物品名表 GB12268 危險(xiǎn)化學(xué)品名錄 2002版 規(guī)定 氨水與無(wú)水氨都屬于危險(xiǎn)化學(xué)品 含氨 50 的氨溶液 危險(xiǎn)貨物編號(hào)為23003 35 含氨 50 的氨溶液 危險(xiǎn)貨物編號(hào)為22025 10 含氨 35 的氨溶液 危險(xiǎn)貨物編號(hào)為82503 B 氨溶液使用量超過(guò)40 50噸的為重大危險(xiǎn)源根據(jù) 重大危險(xiǎn)源辨識(shí) GB18218 2000 的規(guī)定 表四有毒物質(zhì)名稱及臨界量 氨的使用量若超過(guò)40噸 則為重大危險(xiǎn)源 一般情況下 2 600MW機(jī)組氨法SCR的氨儲(chǔ)存量可在100 200噸的范圍 C 中國(guó)政府對(duì)危險(xiǎn)品的有關(guān)管理法規(guī)主要法規(guī)有 安全生產(chǎn)法 國(guó)務(wù)院第344號(hào) 危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局 危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全許可實(shí)施辦法 自2006年10月1日起施行 重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理規(guī)定 國(guó)家針對(duì)危險(xiǎn)化學(xué)品將出臺(tái)一系列的法規(guī)用液氨的成本將大幅增加 關(guān)于危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全許可和試生產(chǎn) 使用 方案?jìng)浒腹ぷ鞯囊庖?安監(jiān)總?；?2007 121號(hào) 危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全評(píng)價(jià)規(guī)范 危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)施設(shè)計(jì)專篇編寫導(dǎo)則 安監(jiān)總?；?2007 225號(hào) 危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)安全設(shè)施目錄 重大危險(xiǎn)源 儲(chǔ)罐區(qū) 庫(kù)區(qū)和生產(chǎn)場(chǎng)所 安全監(jiān)控通用技術(shù)規(guī)范 重大危險(xiǎn)源 罐區(qū) 安全監(jiān)控裝備設(shè)置規(guī)范 重大危險(xiǎn)源分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 氨氣安全規(guī)程 國(guó)家將出臺(tái)一系列的法規(guī)用液氨的成本將大幅增加 危險(xiǎn)化學(xué)品汽車運(yùn)輸車輛安全監(jiān)控系統(tǒng)通用規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品汽車運(yùn)輸安全監(jiān)控車載終端危險(xiǎn)化學(xué)品運(yùn)輸安全監(jiān)控系統(tǒng)間信息傳輸規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源 儲(chǔ)罐區(qū) 庫(kù)區(qū)和生產(chǎn)場(chǎng)所 安全監(jiān)控通用技術(shù)規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)控預(yù)警功能驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源 罐區(qū) 安全監(jiān)控預(yù)警技術(shù)要求危險(xiǎn)化學(xué)品典型重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)管信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源申報(bào)登記軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)管基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交換規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)管系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)管指標(biāo)體系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及代碼規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)管指標(biāo)體系數(shù)據(jù)元規(guī)范危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源安全監(jiān)管信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) D 氨溶液泄漏事故近兩年有關(guān)無(wú)水氨及氨溶液泄漏事故頻頻發(fā)生 導(dǎo)致了重大的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重的后果 特別是煤礦生產(chǎn)事故頻發(fā) 從而引起了國(guó)家對(duì)安全生產(chǎn)的高度重視 使安全生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)成本和政治成本大幅上升 煤礦事故死亡礦工的賠償金由原來(lái)的2萬(wàn)提高到不得低于20萬(wàn)元人民幣 交通事故死亡者的賠償金由原來(lái)的5萬(wàn)提高到50萬(wàn)元人民幣 E 有關(guān)氨溶液儲(chǔ)存 運(yùn)輸注意事項(xiàng)根據(jù) 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GBJ16 87 液氨屬于乙類液體 儲(chǔ)存時(shí) a 防火間距要求 宜布置在地勢(shì)較低的地帶 間距按本表計(jì)算 b 乙類液體的地上 半地下儲(chǔ)罐或儲(chǔ)罐組 應(yīng)設(shè)置非燃燒 耐腐蝕的材料防火堤 c 乙類液體儲(chǔ)罐區(qū) 應(yīng)設(shè)消防車道或可供消防車通行的且寬度不小于6m的平坦空地 根據(jù) GB11666 89 重大危險(xiǎn)源 液氨罐區(qū) 距居民區(qū)的衛(wèi)生防護(hù)距離必須大于800米 按照石化合成氨衛(wèi)生距離標(biāo)準(zhǔn)最低為500米 合成氨萬(wàn)噸率 平均風(fēng)速 m s 4 2 5 1200m 800m 600m衛(wèi)生防護(hù)距離 2 5 1600m 1000m 800m 山西省人民政府辦公廳頒布單位 山西省人民政府辦公廳文號(hào) 晉政辦發(fā) 號(hào)頒布期 分類 其他實(shí)施日期 時(shí)效 有效晉政辦發(fā) 號(hào) d 儲(chǔ)存罐區(qū)須安裝相應(yīng)的氣體濃度報(bào)警儀 防雷防靜電裝置 相應(yīng)的消防設(shè)施等 儲(chǔ)罐安全附件 急救設(shè)施設(shè)備和泄漏應(yīng)急處理設(shè)備 另外 根據(jù) 危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例 第五十條 危險(xiǎn)化學(xué)品單位應(yīng)當(dāng)制定本單位事故應(yīng)急救援預(yù)案 配備應(yīng)急救援人員和必要應(yīng)急救援器材 設(shè)備 并定期組織演練 運(yùn)輸時(shí) 鐵路運(yùn)輸時(shí) 限使用耐壓液化氣企業(yè)自備罐車裝運(yùn) 裝運(yùn)前需報(bào)有部門批準(zhǔn) 2 夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸 防止日光曝曬 3 公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛 禁止在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留 山西省人民政府辦公廳晉政辦發(fā) 號(hào) 經(jīng)省人民政府常務(wù)會(huì)議研究決定 對(duì)這部分周邊安全防護(hù)距離嚴(yán)重不足的危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行搬遷和整治 通過(guò)安全生產(chǎn)許可審查 發(fā)現(xiàn)此類企業(yè)中 重大危險(xiǎn)源或生產(chǎn)裝置與周邊居民區(qū)衛(wèi)生防護(hù)距離嚴(yán)重不足的 應(yīng)搬遷和整治企業(yè)有 目前已經(jīng)取得安全生產(chǎn)許可證41戶 其中 重大危險(xiǎn)源 液氨罐區(qū) 或合成車間距居民區(qū)不足衛(wèi)生防護(hù)距離不足500米 按照石化合成氨衛(wèi)生距離標(biāo)準(zhǔn)最低為500米 的有天脊集團(tuán)晉城化工股份有限公司煤氣化廠 山西五臺(tái)山化肥有限公司新榮分公司 與本廠職工宿舍 等15戶企業(yè) 供參考 無(wú)水氨的特性 理化特性 無(wú)水氨 AnhydrousAmmonia 又名液氨 為GB12268 90規(guī)定之危險(xiǎn)品 危險(xiǎn)物編號(hào)23003無(wú)色氣體 有刺激性惡臭味 分子式NH3 分子量17 03 相對(duì)密度0 7714g l 熔點(diǎn) 77 7 沸點(diǎn) 33 35 自燃點(diǎn)651 11 蒸氣密度0 6 蒸氣壓1013 08kPa 25 7 水溶液呈強(qiáng)堿性 氨逸散后之特性 無(wú)水氨通常儲(chǔ)存的方式為加壓液化 液態(tài)氨變氣態(tài)氨時(shí)會(huì)膨脹850倍 并形成氨云 另外液氨泄入空氣時(shí) 會(huì)形成液體氨滴 放出氨氣 其比重比空氣重 雖然它的分子量比空氣小 但它會(huì)和空氣中的水形成水滴的氨氣 而形成云狀物 所以當(dāng)氨氣泄漏時(shí) 氨氣并不自然的往空中擴(kuò)散 而會(huì)在地面滯留 帶給附近民眾及現(xiàn)場(chǎng)工作人員傷害 2 燃燒爆炸性及腐蝕性 蒸氣與空氣混合物爆炸極限16 25 最易引燃濃度17 氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會(huì)燃燒和爆炸 如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在 則危險(xiǎn)性更高 與硫酸或其它強(qiáng)無(wú)機(jī)酸反應(yīng)放熱 混合物可達(dá)到沸騰 泄漏時(shí) 會(huì)對(duì)在現(xiàn)場(chǎng)工作的工人及住在附近社區(qū)的居民造成相當(dāng)程度的危害 液態(tài)氨將侵蝕某些塑料制品 橡膠和涂層 不能與下列物質(zhì)共存 乙醛 丙烯醛 硼 鹵素 環(huán)氧乙烷 次氯酸 硝酸 汞 氯化銀 硫 銻 雙氧水等 3 對(duì)人體的危害性 若與氨直接接觸 會(huì)刺激皮膚 灼傷眼睛 使眼睛暫時(shí)或永久失明 并導(dǎo)致頭痛 惡心 嘔吐等 嚴(yán)重時(shí) 會(huì)導(dǎo)致?lián)は到y(tǒng)積水 肺或喉部水腫 可能導(dǎo)致死亡 長(zhǎng)期暴露在氨氣中 會(huì)傷肺 導(dǎo)致產(chǎn)生咳嗽或呼吸急促的支氣管炎 供參考 有水氨的特性PropertiesofNH3Water 1 理化特性 有水氨 AmmoniaWater 氨溶液 35 含氨 50 為GB12268 90規(guī)定之危險(xiǎn)品 危險(xiǎn)物編號(hào)為22025分子式 NH3OH 分子量35 相對(duì)溶解度0 91 無(wú)色透明液體 有強(qiáng)烈的刺激性氣味用于脫硝的還原劑通常采用20 29 濃度的氨水 較無(wú)水氨相對(duì)安全2 燃燒爆炸性及腐蝕性 其水溶液呈強(qiáng)堿性 強(qiáng)腐蝕性 當(dāng)空氣中氨氣在15 28 爆炸界限范圍內(nèi) 會(huì)有爆炸的危險(xiǎn)性 所以氨水與液氨皆具有燃燒 爆炸及腐蝕的危害性禁忌物 酸類 鋁 銅3 對(duì)人體的危害性 氨水對(duì)生理組織具有強(qiáng)烈腐蝕作用 進(jìn)入人體之途徑有四種 1 吸入方式 2 皮膚接觸 3 眼睛接觸 4 吞食等 其暴露途徑與液氨非常相似 而對(duì)人體的危害可能造成嚴(yán)重刺激或灼傷 角膜傷害 反胃 嘔吐 腹瀉等現(xiàn)象 也可能造成皮膚病 呼吸系統(tǒng)疾病加劇等 供參考 尿素的特性PropertiesofUrea 理化特性 尿素分子式是NH2CONH2 分子量 60 06 含氮 N 通常大于46 顯白色或淺黃色的結(jié)晶體 它易溶于水 水溶液呈中性反應(yīng) 吸濕性較強(qiáng) 因在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì) 其吸濕性大大下降 危險(xiǎn)性 與無(wú)水氨及有水氨相比 尿素是無(wú)毒 無(wú)害的化學(xué)品 無(wú)爆炸可能性 完全沒有危險(xiǎn)性 尿素在運(yùn)輸 儲(chǔ)存中無(wú)需安全及危險(xiǎn)性的考量 更不須任何的緊急程序來(lái)確保安全 使用尿素取代液氨運(yùn)用于脫硝裝置中可獲得較佳的安全環(huán)境 因?yàn)槟蛩厥窃趪娺M(jìn)混合燃燒室之后轉(zhuǎn)化成氨 實(shí)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)的 因此 可以避免氨在電廠儲(chǔ)存及管路 閥門泄露而造成的人體傷害 美國(guó)關(guān)于氨和尿素的法規(guī) 關(guān)于還原劑的建議 三 升級(jí)方案 尿素法SCR 系利用一種設(shè)備將尿素轉(zhuǎn)換為氨之后輸送至SCR觸媒反應(yīng)器它轉(zhuǎn)換的方法為將尿素注入一分解室中 此分解室提供尿素分解所需之混合空間 停留時(shí)間及溫度 由此室分解出來(lái)之氨及氮基產(chǎn)物 Nitrogen basedproducts 即成為SCR的還原劑 通過(guò)觸媒實(shí)施化學(xué)反應(yīng)后生成氮及水 尿素于分解室中分解成氨之方法有熱解法 ThermalDecomposition 及水解法 Hydrolyser 二種 尿素SCR工藝的發(fā)展 美國(guó)FuelTech公司早在1990年代初就研發(fā)了水解法 現(xiàn)場(chǎng)試用后發(fā)現(xiàn)業(yè)主難以接受水解法中有高壓設(shè)備 轉(zhuǎn)化反應(yīng)容器 雖然FuelTech公司獲得了專利 而占居了有利地位 公司仍然決定放棄水解法的商業(yè)應(yīng)用和推廣 FuelTech公司隨后又研發(fā)了熱解法 熱解法的商業(yè)名稱為NOxOUTULTRA 該方法是一種更簡(jiǎn)單 更實(shí)用 更好的工藝 現(xiàn)在市場(chǎng)商業(yè)亦有水解法工藝 如U2A AOD等 NOxOUTULTRA SCR的在線尿素轉(zhuǎn)化為氨的工藝尿素在氣相中分解為NH3和HNCO加熱介質(zhì) 熱的過(guò)濾空氣或熱煙氣向AIG提供還原劑根據(jù)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)控制尿素的噴入 AIG NH3 HNCO 熱煙氣 尿素 催化劑 預(yù)熱的助燃空氣 或熱煙氣 NOxOUTULTRA 布置圖 鼓風(fēng)機(jī) 天然氣或熱煙氣 尿素 AIG 熱解室時(shí)間 溫度尿素 氨 HNCO 從后和SCR一樣 NOxOUTULTRA 安全的SCR還原劑 STACK NOx APH Air SCR 計(jì)量泵 尿素儲(chǔ)罐 空氣 燃燒器 熱解室 Inj Grid 安全還原劑簡(jiǎn)單可靠的尿素噴入系統(tǒng)大氣壓快速響應(yīng)系統(tǒng)中少量的NH3 柴油 天然氣 NOxOUTULTRA 工藝 尿素供應(yīng)的選擇 可以選擇尿素溶液和固態(tài)尿素可以選用常用的40 70 的尿素濃度如果選用固態(tài)尿素 推薦采用即時(shí)的批量溶解方式固態(tài)尿素儲(chǔ)存和處置系統(tǒng)是可行的 儲(chǔ)存尿素溶液更好些 NOxOUTULTRA 溶解供應(yīng)過(guò)程的布置 1250lb hr 600kg hr 600MWNOxOUTULTRA 中國(guó)液氨 氨水 尿素的市場(chǎng)價(jià)格 SNCR SCR混合工藝 這是一種工藝 非兩種工藝合用 四 較佳方案 采用SCR SNCRHYBRID混合技術(shù) 1 高的SCR工程造價(jià) 2 由于SCR形成硫酸氫銨使空氣預(yù)熱器性能降低 3 SCR催化劑壽命 4 SCR需要對(duì)NH3逃逸進(jìn)行嚴(yán)厲控制 5 SCR要求煙氣中 NH3 NOx 混合和溫度均勻 需要AIG和其他混合裝置和旁路煙道 6 SCR需要對(duì)還原劑的儲(chǔ)存和處理 7 無(wú)SCR需要的空間 8 SCR要求風(fēng)機(jī) ID FDFan 更新或加大 9 SCR催化劑對(duì)中國(guó)煤敏感度 分步到位 NOxOUTULTRA 安全的SCR還原劑 STACK NOx APH Air SCR 計(jì)量泵 尿素儲(chǔ)罐 空氣 燃燒器 熱解室 Inj Grid 安全還原劑簡(jiǎn)單可靠的尿素噴入系統(tǒng)大氣壓快速響應(yīng)系統(tǒng)中少量的NH3 柴油 天然氣 熱解室 前段850 1 250 後段320 400 再利用 省去SCR之AIG系統(tǒng) SNCR SCR混合工藝 SNCR SCR混合技術(shù) SNCR SCR混合型工藝 故意由尿素制造成氨 完全排除了氨處理的需要 工藝只需要少量的催化劑 逃逸的氨會(huì)隨煙氣流向下游的SCR系統(tǒng) 使其利用率反應(yīng)率更為完全 還原劑可使用尿素代替較危險(xiǎn)的液氨 此外 可以大幅減少其所需要的SCR反應(yīng)容積 進(jìn)而降低SCR系統(tǒng)的裝置成本和空間 可分步到位 SNCR SCR混合技術(shù) 使用SNCR的尿素緊縮的SCR sometimesin ductorextendedduct 氨逃逸利用在SCR上50 80 總脫硝效率低投資成本 煙道內(nèi)的SCR InDuctSCR 費(fèi)用根據(jù)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)總投資vs NOx減排率 SCR 70 130 KW85 90 SNCR 10 20 KW22 35 混合工藝 30 60 KWSO360 80 無(wú)三氧化硫酸霧問(wèn)題 SNCR SCR混合型工藝 混合良好 不需AIG 1 具有腐蝕性 無(wú)色 具有強(qiáng)烈氣味的氣體 2 雖然絕大部分的時(shí)間都在安全使用 但一旦發(fā)生事故 它會(huì)形成一個(gè)致命的毒云 toxiccloud 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作的工人及附近社區(qū)居住的人造成危害 3 若與氨直接接觸 會(huì)刺激皮膚 灼傷眼睛 使眼睛暫時(shí)或永久失明 並導(dǎo)致頭痛 惡心 嘔吐等 4 嚴(yán)重時(shí) 會(huì)導(dǎo)致呼吸系統(tǒng)積水 肺或喉部水腫 可能導(dǎo)致死亡 5 長(zhǎng)期暴露在氨氣中 會(huì)傷肺 導(dǎo)致產(chǎn)生咳嗽或呼吸急促的支氣管炎 使用安全的脫硝藥劑的安全工藝 氨的特性 尿素是綠化環(huán)境的肥料 SNCR SCR混合技術(shù)利用更廣的反應(yīng)窗口 NOxReductionAmmoniaSlip 尿素SNCR 五 經(jīng)濟(jì)適用方案 選擇性非觸媒還原法 SNCR SNCR技術(shù)是非觸媒的爐內(nèi)噴射工藝 80年代中期SNCR技術(shù)在國(guó)外研發(fā)成功 開始大量應(yīng)用于中小型機(jī)組 至90年代初期成功地應(yīng)用于大型燃煤機(jī)組 該技術(shù)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)至今已成功的應(yīng)用在600 800MW等級(jí)燃煤機(jī)組 其原理是在爐內(nèi)噴射氨或尿素等化學(xué)還原劑使之與氮氧化物在煙氣中反應(yīng) 將其轉(zhuǎn)化成氣態(tài)分子氨 N2 及水 H2O 尿素亦有少量的二氧化碳 CO2 全工藝無(wú)使用或生成固體 目前最進(jìn)步的SNCR技術(shù)與NOx有效反應(yīng)溫度范圍已可達(dá)850oC 1250oC之間 美國(guó)非核能機(jī)組的數(shù)量Coal煤 1 563Oil油 142Gas天然氣 4 606MSW焚化爐 136Other其他 1 8382005年前實(shí)施脫硝的機(jī)組數(shù)量SNCR 90個(gè)SCR 192個(gè) 美國(guó)電力業(yè)脫硝機(jī)組一覽 Source InstituteofCleanAirCompanies ICAC December2006 美國(guó)燃煤電站SNCR SCR應(yīng)用情況 Source InstituteofCleanAirCompanies ICAC December2006 美國(guó)燃煤電站SNCR SCR應(yīng)用情況預(yù)測(cè) Source InstituteofCleanAirCompanies ICAC December2006 因?yàn)閷⒒瘜W(xué)反應(yīng)劑噴入爐內(nèi)正確的位置且隨鍋爐負(fù)荷變化而調(diào)整是非常重要的 因此要求SNCR技術(shù)在設(shè)計(jì)階段對(duì)每臺(tái)對(duì)象機(jī)組實(shí)施計(jì)算機(jī)模擬分析 從而設(shè)計(jì)出隨溫度場(chǎng)變化的運(yùn)行控制系統(tǒng) 使用計(jì)算機(jī)流體力學(xué) CFD 和化學(xué)動(dòng)力學(xué)模型 CKM 進(jìn)行工程設(shè)計(jì)能力 即將先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)與特定燃燒裝置的尺寸 燃料類型和特性 鍋爐負(fù)荷范圍 燃燒方式 煙氣再循環(huán) 如果采用 爐膛過(guò)剩空氣 初始或基線NOx濃度 爐膛煙氣溫度分布 爐膛煙氣流速分布等相結(jié)合進(jìn)行工程設(shè)計(jì) 實(shí)際運(yùn)行時(shí)SNCR的反應(yīng)窗將隨溫度場(chǎng)的分布而實(shí)施自動(dòng)追蹤調(diào)整 不受燃料種類或煤的質(zhì)量變化的影響 最普遍應(yīng)用的化學(xué)反應(yīng)劑為尿素SNCR 氨使用的比例很少 SNCR脫硝效率對(duì)大型燃煤機(jī)組通常在25 40 之間 對(duì)反應(yīng)窗有利非大型電站機(jī)組SNCR工藝效率可達(dá)80 特點(diǎn)是工程造價(jià)低 占地面積小 適用于老廠改造 新爐可依鍋爐設(shè)計(jì)加以配合 脫硝效率更高 選擇性非觸媒還原法 SNCR SNCR工藝關(guān)鍵概念之一 修減式的脫硝工藝 400mg 200mg 100 MCR 50 MCR 運(yùn)轉(zhuǎn)成本 75 MCR 100 MCR NOx設(shè)定控制值 無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)成本 平均運(yùn)轉(zhuǎn)成本 修減 SNCR只要依瞬間NOx濃度值來(lái)添加所要求的量 NOx SNCR設(shè)計(jì)NOx濃度基線值 實(shí)際NOx值 SNCR工藝關(guān)鍵概念之二 分段加總式的脫硝工藝 260mg 200mg 50mg SNCR SCRHYBRID混合技術(shù) 現(xiàn)行法規(guī) 400mg 分段加總式 高靈活性 SNCR