石灰石石膏法脫硫

1、石灰石石膏法煙氣脫硫工藝介紹石灰石石膏法煙氣脫硫工藝介紹 工藝水箱氯化物去除石膏旋流器真空皮帶脫水機吸收塔除塵器煙囪工藝水空氣石灰石粉石灰石漿液箱去制漿工藝水石膏吸收劑制備吸收塔系統(tǒng)石膏脫水系統(tǒng)引風機煙氣系統(tǒng)工藝水系統(tǒng)濕式石灰石石膏法脫硫原理 石灰石石膏法煙氣脫硫(Flue Gas Desulphurization,FGD)技術是用含石灰石的漿液洗滌煙氣，以中和（脫除）煙氣中的SO2，故又稱之為濕式石灰石/石膏法煙氣脫硫（簡稱WFGD）。 這種方法是應用最廣泛、技術最為成熟的煙氣SO2排放控制技術。其特點是SO2脫除率高，脫硫效率可達95%以上，能適應大容量機組、高濃度SO2含量的煙氣脫硫，吸

2、收劑石灰石價廉易得，而且可生產(chǎn)出副產(chǎn)品石膏，高質(zhì)量石膏具有綜合利用的商業(yè)價值。 隨著石灰石/石膏法FGD系統(tǒng)的不斷簡化和完善，不僅運行、維修更加方便，而且設備造價也有所降低。據(jù)統(tǒng)計，目前世界上已經(jīng)投運或正在計劃建設的脫硫系統(tǒng)中，WFGD工藝占80%左右。從近年國內(nèi)脫硫?qū)嵺`看，脫硫投資已有大幅度的降低。綜合各方面的情況，WFGD最適合大機組脫硫的需要。 脫硫工藝過程化學原理脫硫工藝過程化學原理 眾所周知，在濕式石灰石石膏法脫硫工藝中作為液相化學反應的結(jié)果使氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)懸浮液之間發(fā)生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化而吸收SO2，這是一個氣液傳質(zhì)過程，該過程大致分為如下幾個階段：氣態(tài)反應物質(zhì)從氣相主體向氣-液界面的傳遞

3、；氣態(tài)反應物穿過氣-液界面進入液相，并發(fā)生反應；液相中的反應物由液相主體向相界面附近的反應區(qū)遷移；反應生成物從反應區(qū)向液相主體的遷移。 用水吸收SO2一般被認為是物理吸收過程，吸收過程的機理可用雙膜理論來分析。根據(jù)雙膜理論，在氣液之間存在一個穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各存在一個很薄的氣膜和液膜，SO2分子是以分子擴散的方式通過此二個膜層的。在膜層以外的中心區(qū)，由于流體的充分湍動，SO2的濃度是均勻的，也就是說，SO2分子由氣相主體傳遞到液相主體的過程中，其傳遞阻力為氣膜阻力與液膜阻力之和。研究發(fā)現(xiàn)，SO2在氣相中的擴散常數(shù)遠遠大于液相擴散常數(shù)，所以SO2遷移的主要阻力集中在液膜。 為了克服液膜阻力

4、，使SO2的吸收過程能在較大推動力下以較快的速度進行，工程上采用了兩項措施：一是增加液氣比，并使之高度湍動，同時使液滴的顆粒盡可能的小，以增大氣-液傳質(zhì)面積；二是在吸收液中加入化學活性物質(zhì)，比如加入CaCO3。 由Henry定律可知，由于活性反應物的加入，使得SO2的自由分子在液相中的濃度比用純水吸收時大為降低，從而使SO2的平衡分壓大大降低。這樣，在總壓P一定的情況下，會大大提高溶解的推動力，使吸收速率加快。 SO2的吸收 SO2進入液相，首先發(fā)生如下一系列反應： 上式表示的溶液成分與溶液的pH值有關，圖表示了這種關系。 01234567891000.2 0.4 0.6 0.81mol/Lp

5、H12SO2+H2OH2SO32H+ SO32- H+ HSO3-從圖中可以看出，在pH值為7.2時，溶液中存在亞硫酸根和亞硫酸氫根離子；而pH值為5以下時，只存在亞硫酸氫根離子。當pH值繼續(xù)下降到4.5以下時，隨著pH值的降低，SO2水化物的比例逐漸增大，與物理溶解SO2建立平衡。在本工藝中，吸收液的pH值基本上在56之間，所以進入水中的SO2主要以亞硫酸氫根離子HSO3的形式存在。01234567891000.20.40.60.81mol/LpH12 注： 2線以上的區(qū)域為SO32-離子存在區(qū)域 2線以下1線以上的區(qū)域為HSO3-離子存在區(qū)域 1線以下的區(qū)域為SO2+H2O與H2SO3平衡

6、區(qū)域SO2在水中的溶解 硫酸鹽的形成根據(jù)Miller等人對SO2在水溶液中氧化動力學的研究，如右圖所示，亞硫酸氫根離子HSO3-在pH值為4.5時氧化速率最大。但實際運行中，漿液的pH值在5.45.8之間，在此條件下， HSO3-離子很不容易被氧化，為此， HSO3-+1/2O2 HSO4 SO42+H+ 工藝上采取向循環(huán)槽中鼓入空氣的方法，使HSO3-強制氧化成SO42-，以保證反應按下式進行 氧化反應的結(jié)果，使大量的HSO3轉(zhuǎn)化成SO42-，使反應得以向右進行。加之生成的SO42-會與Ca2+發(fā)生反應，生成溶解度相對較小的CaSO4，更加大了SO2溶解的推動力，從而使SO2不斷地由氣相轉(zhuǎn)移

7、到液相，最后生成有用的石膏。 石膏的結(jié)晶 石膏結(jié)晶對整個工藝過程是非常重要的。所以控制石膏結(jié)晶，使其生成大量易于分離和脫水的石膏顆粒，是很重要的。在可能的條件下，石膏晶體最好形成為粗顆粒，因為層狀尤其是針狀晶體有結(jié)成氈狀的趨勢，也可能形成非常細的顆粒，這樣一方面非常難脫水，另一方面也可能引起系統(tǒng)結(jié)垢。因此工藝上必須控制石膏溶液的相對過飽和度，以保證生成大顆粒的石膏。溶液的過飽和度是析出結(jié)晶的推動力，是決定結(jié)晶成核及成長速率的關鍵因素。工藝控制上，要在漿液中保證石膏的晶種密度，并保證石膏分子在這些晶種上繼續(xù)長大，以形成大顆粒的石膏晶種。 可以采用相對飽和度相對飽和度RSRS來表示石膏的飽和程度，

8、 RS=C/ C*， 式中 C溶液中石膏的實際濃度，C=Ca2+SO42-； C*工藝條件下石膏的飽和濃度，即石膏的溶度積常數(shù)Ksp。 當處于平衡狀態(tài)時，RS=1；當RS1時，固體趨于溶解；RS1時，固體趨于結(jié)晶。 下式表示石膏相對過飽和度相對過飽和度 與溶液中石膏濃度的關系： =（C- C*）/ C* 在0的情況下，即C C*時，溶液中將首先出現(xiàn)晶束（小分子團），進而形成晶種，并逐漸形成結(jié)晶。與此同時也會有單個分子離開晶體而再度進入溶液。這是一個動態(tài)平衡過程。 根據(jù)相對過飽和度的不同，溶液中晶種的密度會不同。同時隨著相對過飽和度的增加，會出現(xiàn)一些新的晶種，這時會出現(xiàn)晶種生成和晶體增長兩種過程

9、。圖1-6表示了晶體增長速率和晶種生成速率與相對過飽和度之間的定性界限關系。 在飽和的情況下（=0），分子的聚集和分散處于平衡狀態(tài)，因此晶體的增長和晶種生成的速度均為0。 當達到一定的相對過飽和度時，生成的晶種具有一定的密度，這時晶體會呈現(xiàn)指數(shù)增長，在此情況下，現(xiàn)有的晶體可進一步增長而生成大的石膏顆粒。 當達到較大的過飽和度時，晶種的生成速率會突然迅速加快而產(chǎn)生許多新顆粒（均勻晶種），此種情況下將趨向于生成針狀或?qū)訝罹w，這在工藝上是不希望出現(xiàn)的。晶種生成速率和晶體增長速率與相對過飽和度的關系 根據(jù)以上分析，保持亞穩(wěn)平衡區(qū)域中相對過飽和度為適當值時，可使?jié){液中生成較大的晶體。為保持脫硫裝置的正

10、常運行，維持這些條件非常重要。 工藝上一般控制相對過飽和度=0.10.3（或相對飽和度RS為1.11.3），以保證生成的石膏易于脫水，同時防止系統(tǒng)結(jié)垢。若有足夠的時間，能形成大小為100m及其以上的石膏晶體，這種石膏將非常容易脫水。 通過pH值的變化來改變氧化速率有可能直接影響漿液中石膏的相對過飽和度。圖中定性地顯示在pH值為4.5時，亞硫酸氫鹽的氧化作用最強。而在pH值偏離時，HSO3-的氧化率將減少。事實上，當pH值降到足夠低時，溶液中存在的只是水化了的SO2分子，這對氧化相當不利。因此，用控制漿液pH值的手段來影響石膏的過飽和度也是一個重要手段。 石灰石的溶解 通過加入吸收劑一方面可以消

11、耗溶液中的氫離子，另一方面得到了作為最終的固態(tài)物石膏所需的鈣離子。為此目的，可以加入石灰石CaCO3。CaCO3 +H+ Ca2+ +HCO3 這是以CaCO3作為吸收劑進行脫硫時的關鍵步驟，這已是被大量實驗研究和工程實際所證明。新產(chǎn)生的HCO3- 離子與碳酸建立平衡：HCO3 +H+ H2CO3 H2O+CO2 這個基本反應的結(jié)果消耗了額外的氫離子。 一般在實際工程運行的pH值下，還會生成一小部分的半水硫酸鈣沉淀，這也是造成設備結(jié)垢的原因這樣之一。脫硫影響因素分析脫硫影響因素分析 吸收劑 石灰石漿液的實際供給量取決于CaCO3的理論供給量和石灰石的品質(zhì)。最終影響到石灰石漿液實際供給量的是石灰

12、石的濃度和石灰石的品質(zhì)，其中影響石灰石品質(zhì)的主要因素是石灰石的純度，石灰石是天然礦石，在其形成和開采的過程中難免會含有雜質(zhì)，石灰石礦中CaCO3的含量從5090分布不均。送入同量的石灰石漿液，純度低的石灰石漿液難以維持吸收塔罐中的pH值，使脫硫效率降低，為了維持pH值必須送入較多的石灰石漿液，此時會增加罐中的雜質(zhì)含量，容易造成石膏晶體的沉積結(jié)垢，影響到系統(tǒng)的安全性。 此外，石灰石中的雜質(zhì)氧化硅難以研磨，若含量高則會導致磨機系統(tǒng)功率消耗大，系統(tǒng)磨損嚴重。石灰石中的雜質(zhì)含量高，必然導致脫硫副產(chǎn)品石膏品質(zhì)的下降。由于石灰石純度越高價格也越高，因此采用純度高的石灰石做脫硫劑將使運行成本增加，但這可以通

13、過出售高品質(zhì)石膏以彌補，對于石灰石濕法煙氣脫硫，石灰石純度至少控制在90%以上。 石灰石顆粒粒度越小，質(zhì)量比表面積就越大。由于石灰石的消溶反應是固液兩相反應，其反應速率與石灰石顆粒比表面積成正比關系，因此石灰石顆粒性能好各種反應速率也高，脫硫效率和石灰石的利用率就高，同時石膏中的石灰石含量低，有利于提高石膏的品質(zhì)。但石灰石的粒度越小，破碎能耗越高。 通常要求石灰石顆粒通過325目篩（44um）的過篩率達到95%。 現(xiàn)在的濕法脫硫工藝的脫硫率至少要達到95%，而在20世紀70年代末80年代初脫硫率很少超過90%，而現(xiàn)在幾乎所有的濕法脫硫系統(tǒng)的脫硫率都超過90%，相當一部分已超過95%，并且可靠性

14、高、投資降低。這些進步是由于對脫硫機理理解更加深入，吸收塔設計技術更成熟。使脫硫效率提高到超過95%的壓力促使?jié)穹ǖ脑O計者們開發(fā)效率最高而投資最省的方法。提高脫硫效率之努力促使要求提高吸收劑的反應能力和使用有機緩沖劑。 濕法脫硫中使用了多種添加劑，主要分為有機緩沖劑和氧化抑制劑。有機緩沖劑用來提高脫硫性能和運行靈活性；氧化抑制劑用來抑制自然氧化，使得石膏不結(jié)垢。 在系統(tǒng)的運行過程中，緩沖劑會有兩個方面的損耗：一是非溶解損耗，如化學降解，共沉淀，蒸發(fā)作用；另一種是溶解損耗，即固體中攜帶液體。 在強制氧化工藝中，化學降解是緩沖劑損耗的主要因素，如各種有機緩沖劑的氧化脫羧作用。對于自然氧化工藝，該問

15、題不會發(fā)生。而共沉淀損耗隨亞硫酸鈣發(fā)生而不是隨石膏發(fā)生。由于強制氧化系統(tǒng)中亞硫酸鹽固體的生成量很少，因此共沉淀的損耗極少。 蒸發(fā)損耗有緩沖劑的揮發(fā)性所決定。例如，甲酸和乙酸緩沖劑的揮發(fā)性比二元酸（DBA，由古氨酸、丁二酸、已二酸組成）高，蒸發(fā)損耗也高。固體攜帶可溶性緩沖劑的損耗是需要考慮的重要問題，它由固體生成的量以及脫水固體中的含濕量決定。石膏固體一般比亞硫酸鹽固體的含水量要少，因此溶解損耗也低。 液氣比 液氣比（L/G）是一個重要的WFGD操作參數(shù)。是指洗滌每立方米煙氣所用的洗滌液量，單位是L/m3。 脫硫效率隨L/G的增加而增加，特別是在L/G較低的時候，其影響更顯著。增大L/G比，氣相

16、和液相的傳質(zhì)系數(shù)提高，從而有利于SO2的吸收，但是停留時間隨L/G比的增大而減小，削減了傳質(zhì)速率提高對SO2吸收有利的強度。在實際應用中，對于反應活性較弱的石灰石，可適當提高L/G比來克服其不利的影響。 一般適當?shù)腖/G比操作范圍為1525。美國電力研究院的FGDPRISM程序優(yōu)化計算：16.57L/m3 液氣比直接影響設備設備尺寸和操作費用。液氣比決定酸性氣體吸收所需要的吸收表面，在其他參數(shù)值一定的情況下，提高液氣比相當于增大了吸收塔內(nèi)的噴淋密度，使液氣間接觸面積增大，脫硫效率也將增大。增加了漿液循環(huán)泵的流量，從而增加設備的投資和能耗。同時，高液氣比還會使吸收塔內(nèi)壓力損失增大，增加風機能耗，

17、因此應尋找降低液氣比的途徑，例如加入鎂鹽、鈉堿、已二酸的CaCO3漿液，可以克服其活性較弱的缺點，可以適當降低液氣比，同時還可以提高脫硫率。 pH值 漿液的pH值WFGD裝置運行中需要重點檢測和控制的化學參數(shù)之一，它是影響脫硫率、氧化率、吸收劑利用率及系統(tǒng)結(jié)垢的主要因素之一。 脫硫效率隨pH值的升高而提高。低pH值有利于石灰石的溶解、HSO3-的氧化和石膏的結(jié)晶，但是高pH值有利于SO2的吸收。pH對WFGD的影響是非常復雜和重要的。工業(yè)WFGD運行結(jié)果表明較低的pH值可降低堵塞和結(jié)垢的風險。 因此，在石灰石石膏濕法煙氣脫硫中，pH值控制在5.06.0之間較適宜。 吸收塔罐中的反應若要生成較多

18、的石膏晶體，經(jīng)發(fā)達國家的運行經(jīng)驗證明必須維持吸收塔罐中的pH值大約在5.7左右，而罐中pH值的維持是依靠石灰石漿液量來控制的。石灰石漿液量的調(diào)整會影響到吸收塔罐內(nèi)的pH值，隨著反應的進行石灰石漿液減少導致pH值的降低，此時必須增加石灰石漿液的供給量。一方面一方面pHpH值影響值影響SOSO2 2的吸收過程，的吸收過程，pHpH值越高，傳質(zhì)系數(shù)增加，值越高，傳質(zhì)系數(shù)增加，SOSO2 2的吸收速度就快，但系統(tǒng)設備結(jié)垢嚴重。的吸收速度就快，但系統(tǒng)設備結(jié)垢嚴重。當當pHpH值下降到值下降到4 4時，幾乎就不能吸收時，幾乎就不能吸收SOSO2 2；另一方面另一方面pHpH值還影響石灰石、值還影響石灰石、

19、CaSOCaSO4 42H2H2 2O O和和CaSOCaSO3 31/2H1/2H2 2O O的溶的溶解度，隨著解度，隨著pHpH值的升高，值的升高，CaSOCaSO3 3溶解度明顯下降，而溶解度明顯下降，而CaSOCaSO4 4的溶解的溶解度則變化不大。度則變化不大。因此隨著因此隨著SOSO2 2的吸收，溶液的的吸收，溶液的pHpH值降低，溶液中值降低，溶液中CaSOCaSO3 3的量增加，并的量增加，并在石灰石粒子表面形成一層液膜，而液膜內(nèi)部在石灰石粒子表面形成一層液膜，而液膜內(nèi)部CaCOCaCO3 3的溶解又使的溶解又使pHpH值上升，溶解度的變化使液膜中值上升，溶解度的變化使液膜中C

20、aSOCaSO3 3析出并沉積在石灰石粒子表面，析出并沉積在石灰石粒子表面，形成一層外殼，使粒子表面鈍化，鈍化的外殼阻礙了形成一層外殼，使粒子表面鈍化，鈍化的外殼阻礙了CaCOCaCO3 3的繼續(xù)的繼續(xù)溶解，抑制了吸收反應的進行。這就是所謂的溶解，抑制了吸收反應的進行。這就是所謂的石灰石閉塞石灰石閉塞 。 煙氣流速 煙氣流速是指設計處理煙氣量的空塔截面流速，以m/s為單位，因此，煙氣設計流速決定了吸收塔的橫截面面積，也就確定了塔的直徑。煙氣設計流速越高，吸收塔的直徑越小，可降低吸收塔的造價。但另一方面，煙氣流速越高，煙氣與漿液的接觸和反應時間相應減少，煙氣攜帶液滴的能力也相應增大，升壓風機的電

21、耗也加大。 比較典型的逆流式吸收塔煙氣流速一般在2.55m/s的范圍內(nèi)，大多數(shù)的FGD裝置吸收塔的煙氣設計流速選取為34m/s，并趨向于更高的流速。國外FGD裝置的運行經(jīng)驗表明，在SO2脫除率恒定的情況下，液氣比L/G隨著吸收塔煙氣流速的升高而降低，帶來的直接利益是可以降低吸收塔和循環(huán)泵的初投資，雖然增壓風機的電耗要增加，但可由循環(huán)泵降低的電耗沖減。因此，吸收塔煙氣設計流速的選取是一個技術經(jīng)濟的綜合比較，隨著吸收塔的設計不斷改進，煙氣和漿液的反應吸收過程不斷改善，設計和運行的煙氣流速也在趨于提高。據(jù)實驗表明，氣體速度在2.443.66之間逐漸增大時，隨著氣速的增大，脫硫效率下降；但當氣速在3.

22、6624.57m/s之間逐漸增大時，脫硫效率幾乎與氣速的變化無關。目前，將吸收塔內(nèi)的煙氣流速控制在3.54.5m/s，煙氣在吸收區(qū)的停留時間大約在2-5s內(nèi)。 漿液停留時間的影響 漿液在吸收塔內(nèi)循環(huán)一次在反應池中的平均停留時間，也叫漿液循環(huán)停留時間（c），可通過反應池漿液體積（m3）除以循環(huán)漿液總流量（m3/min）來計算。 漿液在反應池內(nèi)停留時間長有助于漿液中石灰石與SO2完全反應，并能使反應生成CaSO3有足夠的時間完全氧化成CaSO4，形成粒度均勻、純度高的優(yōu)質(zhì)脫水石膏。但是，延長漿液在反應池內(nèi)停留時間會導致反應池的容積增大，氧化空氣量和攪拌機的容量增大，土建和設備費用以及運行成本增加。

23、典型濕式石灰石石膏法的漿液停留時間c為3.5-8min。 吸收液過飽和度的影響 石灰石漿液吸收SO2后生成CaSO3和CaSO4。石膏結(jié)晶速度依賴于石膏的過飽和度，在循環(huán)操作中，當超過某一相對飽和度值后，石膏晶體就會在懸濁液內(nèi)已經(jīng)存在的石膏晶體上生長。當相對飽和度達到某一更高值時，就會形成晶核，同時石膏晶體會在其他物質(zhì)表面上生長，導致吸收塔漿液池表面結(jié)垢。此外，晶體還會覆蓋那些還未及反應的石灰石顆粒表面，造成石灰石利用率和脫硫效率下降。 一般控制相對飽和度低于1.3-1.4。 3.2 煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng) 從除塵器出來后的煙氣進入引風機加壓后進入脫硫系統(tǒng)，進入脫硫塔，然后在塔內(nèi)入噴淋漿液逆流接觸完

24、成煙氣脫硫凈化。再經(jīng)過塔內(nèi)上部除霧器脫水，煙氣經(jīng)塔出口擋板門進入煙囪排放大氣 除霧器噴淋層脫硫塔格網(wǎng)傳質(zhì)層M側(cè)攪拌器1#煙氣M石膏脫水主要設備石膏脫水主要設備真空皮帶過濾機真空皮帶過濾機濾液罐真空泵濾液罐真空泵濾液水箱濾液水箱石膏脫水旋流站石膏脫水旋流站脫硝技術介紹北京市鍋爐大氣污染物排放標準（DB11/1392007）上海鍋爐大氣污染物排放標準 （DB31/3872007）山東省火電廠山東省火電廠NOx排放標準（排放標準（DB37/6642007）氮氧化物的危害氮氧化物(NOX)是主要的大氣污染源之一，種類繁多。NOX種類NONO3NO2N2ON2O4N2O5NOX的危害對人體的致毒作用形成

25、光化學煙霧形成酸雨參與破壞臭氧層氮氧化物中絕大部分為NO，NO在大氣中可以氧化生成NO2，其毒性是NO的45倍。 氮氧化物的來源NOX的來源自然源人為源產(chǎn)品生產(chǎn)處理廢物化石燃料燃燒雷電，固氮菌產(chǎn)生；量穩(wěn)定，基本平衡NO2、N2O約占510%燃燒生成NOX的比例NOX的生成機理對于NOx的生成機理，國內(nèi)外學者普遍認為有3種機理： 熱力型NOx:是在高溫的條件下，燃燒空氣中的氧氣與氮氣反應生成的，占總量的25%30%，溫度小于1350時幾乎不生成。瞬時型NOx:主要是指燃料中的碳氫化合物在燃料濃度較高的區(qū)域所產(chǎn)生的烴與燃燒空氣中的N2分子發(fā)生反應，形成的CN、HCN，繼續(xù)氧化而生成的NOx。生成量

26、極少。燃料型NOx:是燃料中所含的氮化合物在燃燒過程中熱分解接著又氧化而生成的氮氧化物，主要是NO。生成量約占燃煤鍋爐排放總量的7590%。內(nèi) 容 NONOX X概概 述述脫硝技術比較SCR工藝系統(tǒng)設計要求三種機理對NOX的影響燃燒過程中三種機理對NOX的影響燃料類型對NOX生成量的影響脫硝技術介紹 NOX概述 脫硝技術簡介脫硝技術簡介 SCR工藝系統(tǒng) 設計要求NOX的控制技術 根據(jù)NOx的生成機理，其控制措施分為： 一是控制燃燒過程中NOx的生成，即低NOx燃燒技術； 二是對生成的NOx進行處理，即煙氣脫硝技術。低氮燃燒技術空氣分級燃燒燃料分級燃燒煙氣再循環(huán)低氮燃燒器煙氣脫硝技術干法濕法NO

27、X控制技術煙氣脫硝技術濕 法液體吸收法生物法干 法催化還原吸附法等離子法選擇性催化還原法選擇性非催化還原法電子束照射法脈沖電暈法煙氣脫硝技術簡 稱SCR簡稱S N CR低氮燃燒技術要點低氮燃燒器是將空氣分級燃燒、燃料分級燃燒、煙氣再循環(huán)技術用于燃燒器，它不僅能保證燃料著火和燃燒需要，還能最大限度地抑制NOX的生成低氮燃燒技術比較液體吸收法比較選擇性非催化還原法（SNCR） SNCR原理：在爐內(nèi)噴射氨、尿素等化學還原劑使之與煙氣中的NOX反應，將其轉(zhuǎn)化成氮(N2)及水(H2O)有 效 反 應 溫 度 范 圍9001100之間。 4NH3+4NO+O24N2+6H2O SCR與SNCR比較各種脫硝

28、工藝比較脫硝技術介紹 NOX概述 脫硝技術比較 SCRSCR工藝系統(tǒng)工藝系統(tǒng) 設計要求SCR- 選擇性催化還原SCR應用 SCR技術在火電廠中的應用最成熟、最可靠。自20世紀70年代在歐洲和日本首先運用于燃油和燃氣電廠鍋爐，隨后20世紀80年代開始逐漸應用于燃煤電廠鍋爐。 我國福建的后石電廠、嵩嶼電廠；北京的高井電廠、江蘇國華太倉電廠、廣東的臺山電廠、恒運電廠、黃埔電廠等已經(jīng)投運或正在實施SCR脫硝工程。SCR反應原理原理：有催化劑和氧氣存在條件下，在一定溫度（300-430）范圍內(nèi)，還原劑有選擇地將NOX還原成氮氣和水。 “選擇性”：是指還原劑在催化劑的作用下有選擇地進行還原反應，這里主要選

29、擇還原NOX。 SCR技術原理SCR系統(tǒng)分類SCR系統(tǒng)的分類一般有3種：一是按照SCR使用的催化劑種類分；二是催化劑適用的溫度分；三是依據(jù)SCR反應器裝置所布設的位置進行分類。按催化劑種類分貴金屬催化劑金屬氧化物催化劑其他催化劑按催化劑適用溫度分按反應器布置部位分高溫中溫低塵尾部低溫高塵高溫：450600中溫：320450低溫：120300分別以省煤器、空預器、除塵器、脫硫塔為分界界限布置SCR工藝技術特點 煙氣脫硝效率90% 出口氨氣排放量3ppm,達到國家標準 SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率1% 催化劑采用單元模塊化設計 采用特殊煙氣/氨氣均布裝置 尿素、液氨、氨水等還原劑可選方案 SCR工藝

30、系統(tǒng):高塵布置缺點： 粉塵濃度較高，對催化劑的沖刷和磨損較大； 對電廠改建項目而言，鋼結(jié)構(gòu)的搭建必須考慮與鍋爐的一致性和穩(wěn)定性，因此，這就涉及到了鍋爐的重新調(diào)整和負荷重新計算的問題； 煙氣中含有大量的SO2，催化劑可以使部分SO2氧化，生成難處理的SO3，并可能與泄漏的氨生成腐蝕性和粘性很強的硫酸氨（或者硫酸氫氨），對后續(xù)設備造成腐蝕； 由于流程較長，容易發(fā)生氨的泄漏。 優(yōu)點： 進入反應器煙溫達300430，可選擇的催化劑的種類較多。催化劑的活性較好，脫硝效率較高； 省去了煙氣再熱系統(tǒng)，從而節(jié)省了投資和運行成本； 已完成工業(yè)化運用，工藝技術成熟。高塵布置優(yōu)缺點SCR工藝系統(tǒng):低塵布置低塵布置是

31、將SCR反應器布置在除塵器之后低塵布置優(yōu)缺點優(yōu)點：優(yōu)點： 鍋爐煙氣經(jīng)過除塵器之后，粉塵濃度降低，可以延長催化劑的使用壽命； 與鍋爐本體獨立，不影響鍋爐的正常運行； 氨的泄漏量比高塵布置方式的泄漏量要少。缺點：缺點： 催化劑可以使部分SO2氧化，生成難處理的SO3,并可能與泄漏的氨生成腐蝕性和粘性很強的硫酸氨（或者硫酸氫氨）鹽物質(zhì)； 由于煙氣溫度低(160左右)，可供選擇的催化劑種類較少； 國內(nèi)沒有運用經(jīng)驗，并且國外可供參考的工程實例也比較少。SCR工藝系統(tǒng):尾部布置 是將SCR反應器布置在脫硫工藝之后，此時煙氣溫度經(jīng)過脫硫處理已經(jīng)降至100以下。尾部布置優(yōu)缺點 優(yōu)點優(yōu)點： 鍋爐煙氣經(jīng)過除塵脫硫

32、后，可以采用更大煙氣流速和空速， 從而使催化劑的消耗量大大的減少； 氨的逃逸量是最少的，并且不會腐蝕構(gòu)筑物（煙囪采用防腐煙囪）； 不會產(chǎn)生SO3，防止二次污染。 缺點：缺點： 一定要設置煙氣再熱系統(tǒng)，增加了投資和運行成本； 很難找到有低溫活性的催化劑。脫硝工藝系統(tǒng)組成SCR工藝流程（氨為例） SCR脫硝裝置主要由煙道系統(tǒng)、 SCR反應系統(tǒng)、催化劑、還原劑存儲和供應系統(tǒng)、吹灰系統(tǒng)等組成?；竟に嚵鞒倘鐖D：SCR系統(tǒng)控制SCR反應器 SCR反應器（催化劑即安裝于反應器內(nèi)部）是煙氣脫硝工藝的核心裝置，有水平和垂直氣流兩種布置方式。在燃煤鍋爐中，煙氣的含塵量很高，一般采用垂直氣流方式。SCR反應器立體示意圖SCR催化劑SCR催化劑催化劑類型 廠家催化劑的形狀主要有：蜂窩式、板式、波紋板式三種。目前國外生產(chǎn)脫硝催化劑的主要廠家有：美國：康寧(Cormetech)歐洲：托普索(Topsoe)、巴斯夫(Ceram)、亞吉隆 (Argillon)日本：日立(Hitachi)、日本觸媒、觸媒化成、日立造船(Hitz)韓國：SK國產(chǎn)：國電龍源