火電廠脫硝工程建設(shè)的規(guī)程規(guī)范及關(guān)鍵工藝比選分析

火電廠脫硝工程建設(shè)

規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)及關(guān)鍵工藝比選分析1整理課件排放標(biāo)準(zhǔn)、現(xiàn)狀及面臨的形勢(shì)1NOx的形成、危害及主要控制技術(shù)2國家已出臺(tái)的文件、規(guī)程、規(guī)范3工藝技術(shù)比選分析4工藝技術(shù)對(duì)主機(jī)及下游設(shè)備的影響5需要注意的其它問題62整理課件一、排放標(biāo)準(zhǔn)及控制技術(shù)的開展1、排放標(biāo)準(zhǔn)的開展1991年?燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?無排放限制；GB13223-1996?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?按鍋爐類型分類控制GB13223-2003年按燃煤揮發(fā)份分類控制；2021年修訂的?火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)?按地區(qū)分類控制歷次NOx排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，都大大促進(jìn)了我國NOx控制技術(shù)的進(jìn)步和脫硝設(shè)備的升級(jí)。3整理課件一、技術(shù)簡(jiǎn)介4整理課件2、NOx排放狀況05年我國煤電容量3.85億千瓦，10年末約6.5億千瓦。在年均增長13.8%的情況下，NOX排放量總量由740萬噸增加到900萬噸，排放績(jī)效由3.6g/kwh下降到2.6g/kwh。同步建設(shè)低氮燃燒器和煙氣脫硝裝置〔約7500萬kW，占煤電容量11.5%〕的綜合結(jié)果。2021年氮氧化物排放總量消減10%約束性指標(biāo)的公布和GB13223的修訂，“十二五〞期間將掀起煙氣脫硝工程建設(shè)的高潮。5整理課件一、技術(shù)簡(jiǎn)介在2021年底，全國火電廠的氮氧化物排放績(jī)效約為2.6g/kwh.國電環(huán)境保護(hù)研究院6整理課件十一五期間電力工業(yè)脫硝機(jī)組的開展7整理課件中美電力NOx排放績(jī)效比照2021年，美國煙氣脫硝機(jī)組占煤電機(jī)組容量的42%左右2021年，我國煙氣脫硝機(jī)組占火電機(jī)組容量的12%左右，電力NOx減排空間很大8整理課件目前我國火電機(jī)組氮氧化物排放的平均情況〔NOx：mg/Nm3〕機(jī)組容量分類（MW）燃煙煤/褐煤發(fā)電機(jī)組燃無煙煤/貧煤發(fā)電機(jī)組CFB鍋爐切圓W型墻式切圓W型墻式100以下890～990-914～10141450～1550-1523～1577250～410100(含)-19966～775-684～8001260～1360-1385～1434150～200200(含)-299525～622400550～650925～1025-1260～1303300(含)-399567～655650～700546～663748～8941089.3～1279.51144～1185600及以上(含500)398～528-440～588-1000～11001040～1077-上述數(shù)據(jù)為2005年電力NOx排放數(shù)據(jù)。9整理課件2006年-2021年期間新建機(jī)組NOx排放狀況(mg/m3)鍋爐類型30萬千瓦等級(jí)機(jī)組60萬千瓦及以上等級(jí)機(jī)組煙煤類無煙煤類煙煤類無煙煤類切圓350-380570-590310-330460-480對(duì)沖420-440620-640340-360410-430W火焰—860-880—790-810CFB鍋爐140-180—10整理課件3、面臨的形勢(shì)〔1〕我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致NOx排放總量居高不下?！笆晃濞暺陂g，NOx排放的快速增長使得我國酸雨污染由硫酸型向硫酸和硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)變，硝酸根離子在酸雨中所占的比例從上世紀(jì)80年代的1/10逐步上升到近年來的1/3，加劇了復(fù)合型大氣污染的形成，局部抵消了二氧化硫減排的巨大努力?！?〕NOx跨國界的“長距離輸送〞，增加了我國控制NOx排放的壓力。隨著“火電廠NOx防治技術(shù)政策〞的公布及GB13223“火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)〞的修訂，控制燃煤電廠氮氧化物的排放已成為電力工業(yè)“十二五〞環(huán)境保護(hù)工作的重中之重。11整理課件〔3〕在NOx控制方面，一是我國與興旺國家相比尚有一定的差距?！?0年底，我國煤電投入運(yùn)營的脫硝機(jī)組容量接近7500萬kW，占煤電容量11.5%；而美國04年為1.5億kW，占煤電容量為45%左右，排放績(jī)效是美國的1.78倍?！扯俏覈岩粤⒎ǖ男问綄?duì)控制氮氧化物的排放提出更嚴(yán)格的要求。〔先后修訂了“大氣污染防治法〞和“火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)〞〔GB13223〕，出臺(tái)了“火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策〞(環(huán)發(fā)[2021]10號(hào))，“關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見?〞〔國辦發(fā)〔2021〕33號(hào)〕等，明確要求新建燃煤機(jī)組和位于重點(diǎn)城市和區(qū)域的燃煤機(jī)組必須建設(shè)煙氣脫硝實(shí)施，并按重點(diǎn)地區(qū)和非重點(diǎn)地區(qū)規(guī)定了100-400mg/m3的NOx排放限值?！橙腔痣姀S在“十二五〞期間，將掀起建設(shè)煙氣脫硝設(shè)施的高潮?！驳趸镆蚜腥胛廴疚锱欧诺募s束性指標(biāo)，要求“十二五〞期間在2021年的根底上削減10%。為此，電力行業(yè)高度重視，積極開展氮氧化物減排的相關(guān)工作?！?2整理課件我國歷年火電裝機(jī)容量和發(fā)電量的變化13整理課件我國歷年電煤消耗情況14整理課件二、NOx的形成、危害及主要控制技術(shù)1、NOx的形成：兩個(gè)方面，自然源和人為源。自然源排放量異常巨大，但源和匯根本平衡。人為源是人類活動(dòng)中產(chǎn)生的NOx，多集中于城市、工業(yè)區(qū)等人口稠密區(qū)，量大集中，危害嚴(yán)重。主要來源于通過化石燃料燃燒獲取能量或動(dòng)力的過程，如火電、熱電、交通車船和飛機(jī)等；其次來源于通過生產(chǎn)制取產(chǎn)品的過程，如硝酸生產(chǎn)、冶煉、加工等；三是來源于處理廢棄物的過程，如垃圾燃燒等。燃煤電廠是氮氧化物主要的排放源之一。06年全國污染源普查統(tǒng)計(jì)，燃煤產(chǎn)生的NOx占全國總量的67%。其中火電廠和工業(yè)鍋爐占42%左右。15整理課件煤燃燒中NOX的生成途徑有三類：一類為由燃料中含氮有機(jī)化合物的氧化而生成的NOX，稱為燃料型NOX〔fuelNOX〕。第二類由大氣中的氮生成，主要產(chǎn)生于原子氧和氮在高溫下發(fā)生的化學(xué)反響，稱為熱力型NOX〔thernalNOX〕。第三類稱為快速型NOX〔promptNOX〕，它是燃燒時(shí)空氣中的氮和燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)如CH等反響生成的NOx。16整理課件NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5，大氣中NOx主要以NO、NO2形式存在；NO是大氣中NO2前體物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧活潑組分；NO2有強(qiáng)烈刺激性，來源于NO的氧化，酸沉降；N2O單個(gè)分子溫室效應(yīng)為CO2200倍，并參與臭氧層的破壞空氣環(huán)境質(zhì)量中的二氧化氮影響酸沉降影響生態(tài)系統(tǒng)水體富營養(yǎng)化的氮源光化學(xué)煙霧中臭氧二次污染形成的細(xì)顆粒物產(chǎn)生灰霾溫室效應(yīng)并參與臭氧層破壞2、NOx的危害17整理課件3、主要控制技術(shù)NOx主要控制技術(shù)一類是生成源控制—低氮燃燒器一類是煙氣治理脫硝技術(shù)—煙氣脫硝技術(shù)18整理課件

NOX減排的主要技術(shù)降低NOX主要措施煙氣脫硝SCR

SNCR＋SCR低氮燃燒條件爐膛噴射脫硝SNCR

19整理課件20整理課件〔1〕特點(diǎn)工藝成熟、投資和運(yùn)行費(fèi)用低采用最廣、相對(duì)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)有效〔2〕開展歷經(jīng)三代第一代技術(shù)不對(duì)燃燒系統(tǒng)作大的改動(dòng)第二代技術(shù)以空氣分級(jí)燃燒器為特征第三代技術(shù)那么是在爐膛內(nèi)同時(shí)實(shí)施空氣、燃料分級(jí)的燃燒方式3.1低氮燃燒器技術(shù)21整理課件〔3〕應(yīng)用狀況2000年我國火電裝機(jī)中采用低NOx燃燒技術(shù)的約5000萬kW，約占當(dāng)年火電總裝容量的21.05%。08年底，火電裝機(jī)6.01億kW中約65%的采用低氮燃燒器。8年內(nèi)增長了三倍，預(yù)計(jì)到十二五末，將會(huì)到達(dá)95%以上?！?〕優(yōu)缺點(diǎn)投資省，改造難度小不能滿足100/200排放限制的要求飛灰含碳量約有1％的上升。水冷壁腐蝕及爐內(nèi)結(jié)渣等現(xiàn)象將出現(xiàn)，使電廠運(yùn)行效率降低，火焰穩(wěn)定性、燃燒效率、過熱蒸汽溫度的控制等均帶來影響。22整理課件DRB型〔巴威〕LNASB型〔日本三井巴布科克〕DS型〔德國巴布科克〕23整理課件

NOX爐內(nèi)減排技術(shù)集成主燃燃料空氣LNB低氮燃燒器SNCRCO/O2傳感器燃燒傳感器燃料與空氣控制再燃燃料二次風(fēng)24整理課件3.2成熟的煙氣脫硝技術(shù)〔SCR、SNCR〕〔1〕SCR技術(shù)特點(diǎn)脫硝效率高，一般有80％以上；控制良好時(shí)根本無副產(chǎn)物，無二次污染；工程應(yīng)用多，技術(shù)成熟；初投資大、運(yùn)行本錢高；帶來平安問題。25整理課件系統(tǒng)組成SCR反響器SCR催化劑SCR煙道系統(tǒng)氨的儲(chǔ)藏供給系統(tǒng)氨/煙氣的混合(AIG噴射系統(tǒng))控制系統(tǒng)核心技術(shù)包括催化劑、流場(chǎng)優(yōu)化和煙氨均混技術(shù)國電環(huán)境保護(hù)研究院26整理課件系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵合理選擇催化劑根據(jù)煙氣溫度、煙氣成分、煙氣壓降、煙氣氮氧化物濃度、氮氧化物脫除率、氨的逸出量、催化劑壽命、SO2/SO3轉(zhuǎn)換率、煙氣含塵量和反響器的布置空間等；優(yōu)化設(shè)計(jì)反響器及煙道系統(tǒng)的流場(chǎng)，利用CFD數(shù)學(xué)模型和實(shí)體物理模型以實(shí)現(xiàn)煙氣平穩(wěn)均勻流動(dòng)；合理設(shè)計(jì)氨煙氣混合系統(tǒng)，使氨/煙氣混合均勻到達(dá)NOx/NH3分布均勻、煙氣速度分布均勻、減小煙氣溫度偏差、獲得最小的煙氣壓降。國電環(huán)境保護(hù)研究院27整理課件國電環(huán)境保護(hù)研究院某SCR工程反響器立體示意圖28整理課件29整理課件我國局部鍋爐廠和國內(nèi)10多家環(huán)保工程公司分別引進(jìn)了美國B&W公司、德國魯奇公司、FBE公司、三菱公司、日立公司、意大利TKC公司、丹麥托普索公司的煙氣脫硝技術(shù)。但大多側(cè)重于技術(shù)應(yīng)用，對(duì)核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)消化吸收、再創(chuàng)新不夠。30整理課件〔2〕SNCR技術(shù)特點(diǎn)投資費(fèi)用較低。建設(shè)周期短，場(chǎng)地要求少，適用于對(duì)現(xiàn)有中小型鍋爐的改造。脫硝率25%～60%，氨逃逸率比較高，必須控制在15ppm以下。隨著鍋爐的增大，其脫硝率下降。負(fù)荷變化時(shí)，控制有難度。有副反響，生成N2O。氨的利用率低。31整理課件32整理課件國電環(huán)境保護(hù)研究院典型的SNCR系統(tǒng)是由三局部組成：復(fù)原反響劑的接受儲(chǔ)藏系統(tǒng)、輸送、稀釋計(jì)量系統(tǒng)和噴射混合系統(tǒng)，主要包括復(fù)原反響劑儲(chǔ)藏罐、泵、管道、噴射器和與之相關(guān)的控制系統(tǒng)以及NOx在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。33整理課件美國有90多臺(tái)燃煤電站鍋爐〔總發(fā)電容量為20GW左右〕。全球范圍內(nèi)，320+SNCR系統(tǒng)在應(yīng)用(FuelTechCo.2005年)。最大脫硝率70％，比較好的能到達(dá)40％，600MW鍋爐32～38％。國電環(huán)境保護(hù)研究院34整理課件SNCR技術(shù)缺乏之處：脫硝效率不高；適宜的反響的溫度窄；混合問題：爐膛的尺寸越大，充分混合越困難；工況變化的波動(dòng)影響大：比方鍋爐負(fù)荷，磨煤機(jī)調(diào)整等國電環(huán)境保護(hù)研究院35整理課件截止到2021年底我國火電裝機(jī)中采用SCR、SNCR燃燒技術(shù)的約有7500萬kW，約占當(dāng)年火電總裝機(jī)容量的11.5%其中97%的脫硝機(jī)組為SCR法，其余為SNCR法。其它脫硝技術(shù)目前在國內(nèi)電廠上幾乎沒有商業(yè)運(yùn)用。36整理課件3.3其它煙氣脫硝技術(shù)〔均需完善和商業(yè)工程驗(yàn)證〕脫硫脫硝一體化技術(shù)〔1〕等離子體脫硫脫硝〔2〕濕法氧化/復(fù)原法吸收法〔3〕低溫SCR〔4〕生物質(zhì)活性炭吸附NOx直接催化分解技術(shù)37整理課件3.4脫硝工程面臨的共性問題〔1〕脫硝經(jīng)濟(jì)政策滯后?！?〕脫硝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系尚不健全。〔3〕脫硝核心技術(shù)的自主化尚待提高?！?〕脫硝催化劑的制備技術(shù)、氨噴射流場(chǎng)混合和優(yōu)化技術(shù)等方面的經(jīng)驗(yàn)積累比較欠缺。38整理課件三、國家已出臺(tái)的管理和指導(dǎo)性文件1、關(guān)于推進(jìn)大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質(zhì)量的指導(dǎo)意見〔國辦發(fā)〔2021〕33號(hào)文〕“加強(qiáng)氮氧化物污染減排。建立氮氧化物排放總量控制制度。新建、擴(kuò)建、改建火電廠應(yīng)根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)工程環(huán)境影響報(bào)告書批復(fù)要求建設(shè)煙氣脫硝設(shè)施,重點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的火電廠應(yīng)在“十二五〞期間全部安裝脫硝設(shè)施,其他區(qū)域的火電廠應(yīng)預(yù)留煙氣脫硝設(shè)施空間。推廣工業(yè)鍋爐低氮燃燒技術(shù),重點(diǎn)開展鋼鐵、石化、化工等行業(yè)氮氧化物污染防治。39整理課件2、火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策〔環(huán)境保護(hù)部10年1月27日〕“政策控制重點(diǎn)是全國范圍內(nèi)200MW及以上燃煤發(fā)電機(jī)組和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組以及大氣污染重點(diǎn)控制區(qū)域內(nèi)的所有燃煤發(fā)電機(jī)組和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組。〞3、火電廠排煙脫硝技術(shù)導(dǎo)那么〔中電聯(lián)2021-5-18〕規(guī)定了火電廠現(xiàn)有煙氣脫硝工藝技術(shù)選擇、設(shè)備配置、主要參數(shù)設(shè)計(jì)等方面的要求。標(biāo)準(zhǔn)適用于新建、擴(kuò)建和改建的燃煤火電廠鍋爐、同期建設(shè)或已建鍋爐加裝的煙氣脫硝工程。40整理課件4、危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)〔GB18218-2021〕規(guī)定了辨識(shí)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源的依據(jù)和方法。氨定義為“毒性氣體〞。臨界量10噸。10噸為2臺(tái)300MW脫硝機(jī)組一天的正常用量。5、危險(xiǎn)化學(xué)品平安管理?xiàng)l例〔國務(wù)院2002年第344號(hào)文〕“危險(xiǎn)化學(xué)品單位從事生產(chǎn)、經(jīng)營、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用危險(xiǎn)化學(xué)品或者處置廢棄危險(xiǎn)化學(xué)品活動(dòng)的人員，必須接受有關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章和平安知識(shí)、專業(yè)技術(shù)、職業(yè)衛(wèi)生防護(hù)和應(yīng)急救援知識(shí)的培訓(xùn)，并經(jīng)考核合格，方可上崗作業(yè)。〞41整理課件6、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)〔1〕可行性研究類DL/T5375-2021火力發(fā)電廠可行性研究報(bào)告內(nèi)容深度規(guī)定發(fā)布日期：2021-06-04實(shí)施日期：2021-11-01〔2〕工程設(shè)計(jì)類HJ562-2021火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇性催化復(fù)原法發(fā)布日期：2021-02-03實(shí)施日期：2021-04-01HJ563-2021火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇性非催化復(fù)原法發(fā)布日期：2021-02-03實(shí)施日期：2021-04-0142整理課件〔3〕工業(yè)設(shè)備類DL/T586—2021電力設(shè)備監(jiān)造技術(shù)導(dǎo)那么發(fā)布日期：2021-06-04實(shí)施日期：2021-11-01GB/T21509燃煤煙氣脫硝技術(shù)裝備發(fā)布日期：2021-03-12實(shí)施日期：2021-09-01〔4〕工程建設(shè)類DL/T5257-2021火電廠煙氣脫硝工程施工驗(yàn)收技術(shù)規(guī)程發(fā)布日期：2021-01-09實(shí)施日期：2021-05-0143整理課件〔5〕運(yùn)行檢修類DL/T335-2021火電廠煙氣脫硝〔SCR〕系統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布日期：2021-01-09實(shí)施日期：2021-05-01DL/T322-2021火電廠煙氣脫硝〔SCR〕裝置檢修規(guī)程發(fā)布日期：2021-01-09實(shí)施日期：2021-05-01

44整理課件7、即將出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)〔1〕排放標(biāo)準(zhǔn)類GB13223-201X火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布日期：二稿征求意見中〔2〕工程建設(shè)類DL/TXXX燃煤電廠煙氣脫硝裝置性能驗(yàn)收試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布日期：征求意見中45整理課件四、工藝技術(shù)比選分析1、工藝選擇需考慮的因素鍋爐型式：燃煤煤種：燃燒無煙煤和低揮發(fā)分貧煤的“W〞火焰鍋爐的NOx排放濃度最高可達(dá)1500mg/m3以上，最低也在1000mg/m3以上，燃燒褐煤的鍋爐NOx排放濃度最低。一般來說，煤的揮發(fā)分越高，在鍋爐內(nèi)最終生成的NOx越少，反之，那么越多。46整理課件氮氧化物控制要求：復(fù)原劑供給條件：尾部預(yù)熱器等一系列因素：47整理課件根本工程設(shè)計(jì)階段運(yùn)行階段催化劑的增加/更換/再生選取適宜的工藝參數(shù)控制流速分配SO2轉(zhuǎn)化率催化劑活性曲線氨逃逸測(cè)試裝置調(diào)試優(yōu)化控制K、kso2、壓降保證值用噴氨系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化氨逃逸曲線催化劑活性曲線流場(chǎng)模型試驗(yàn)控制K、kso2、壓降保證值試樣旁路反響器燃料/飛灰成份工程前期摸底調(diào)研工藝比選可行性研究48整理課件TechnologyNOxreduction(%)Cost($/KW)Combustionoptimization（燃燒優(yōu)化調(diào)整）5-30$40k-$250kLNBLowNOxBurners（低NOx燃燒器）35-50(wall)30-40(T)10-25(wall)10-15(T)Reburning（再燃技術(shù)）25-40(lean)45-65(conv.)3-6(lean)15-30(conv.)SNCR（選擇性非催化還原）15-4010-20SCR（選擇性催化還原）50-8560-1402、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性美國EPRI調(diào)研統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)〔2003〕49整理課件國內(nèi)脫硝技術(shù)情況類別技術(shù)名稱技術(shù)要點(diǎn)脫除效果（脫除率%）運(yùn)行能耗可用率壽命投資成本優(yōu)點(diǎn)存在問題二次污染低NOx燃燒技術(shù)二段燃燒法（空氣分級(jí)燃燒）燃燒器的空氣為燃燒所取的85%，其余空氣通過布置在燃燒器上方的噴口送入，使燃燒分階段完成30低高長10~30元/kw投資低，有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)二段空氣量過大，不完全燃燒損失增大，二段空氣應(yīng)控制在15%～20%，還原氣氛易結(jié)渣或引起腐蝕無再燃法（燃料分級(jí)燃燒）將80%～85%燃料送入主燃區(qū)富氧燃燒，崎嶇燃料送入主燃區(qū)上部的再燃區(qū)副燃料燃燒，形成還原氣氛，將主燃區(qū)產(chǎn)生的NOx還原30低高長10~30元/kw適用于新的和現(xiàn)有的鍋爐改裝，中等投資為減少不完全燃燒損失，須加空氣對(duì)再燃區(qū)煙氣進(jìn)行三段燃燒無煙氣再循環(huán)法讓一部分低溫?zé)煔馀c空氣混合送入燃燒器，降低煙氣濃度15～35低高長20~60元/kw能改善混合和燃燒，中等投資由于受燃燒穩(wěn)定性的限制，煙氣再循環(huán)率為15～20%，投資運(yùn)行費(fèi)用高，占地面積大無濃淡燃燒法裝有兩個(gè)及以上燃燒器的鍋爐，部分燃燒器供給所需空氣量的85%，其余供給較多空氣，使其燃燒都偏離理論燃?xì)獗?0~35低較高長10~30元/kw具有良好的穩(wěn)燃作用燃燒工況組織不合理時(shí)容易造成爐膛結(jié)渣無低NOx燃燒器混合促進(jìn)型改善燃料與空氣的混合，縮短在高溫區(qū)的提留時(shí)間，降低氧氣生育濃度30～60低較高長10~40元/kw需要精心設(shè)計(jì)無自身再循環(huán)型利用空氣抽力，將部分爐內(nèi)煙氣引入燃燒器低較高長10~40元/kw燃燒器結(jié)構(gòu)復(fù)雜無多股燃燒型用多股小火焰代替大火焰，增大火焰散熱面積，降低火焰溫度低較高長10~40元/kw燃燒效率低無階段燃燒型讓燃料先進(jìn)行部分燃燒，再送入余下所需空氣低較高長10~40元/kw容易引起粉塵濃度增加無低NOx爐膛燃燒室大型化采用較低的熱負(fù)荷，增大爐膛尺寸，降低火焰溫度無統(tǒng)計(jì)比較低較高長10~40元/kw爐膛體積增大無分割燃燒室用雙面露光水冷壁把大爐膛風(fēng)格成小爐膛，提高爐膛冷卻能力，控制火焰溫度無統(tǒng)計(jì)比較低較高較長10~25元/kw爐膛結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作要求高無切向燃燒室火焰靠近爐壁流動(dòng)，冷卻條件好，再加上燃料與空氣混合較慢，火焰溫度水平低，而且較為均勻無統(tǒng)計(jì)比較低較高較長10~40元/kw爐膛運(yùn)行操作要求高無50整理課件類別技術(shù)名稱技術(shù)要點(diǎn)脫除效果（脫除率%）運(yùn)行能耗可用率壽命投資成本優(yōu)點(diǎn)存在問題二次污染NOx治理技術(shù)選擇性催化還原法使用液氨/氨水在催化劑表面將NOx還原成氮?dú)夂退?40~90中等較高催化劑壽命三~四年60~300元/kw脫硝效率高，技術(shù)成熟初投資和運(yùn)行成本較高，催化劑需要定期更換，占地面積大氨逃逸廢棄催化劑重金屬污染選擇性非催化還原法使用氨水/尿素在爐膛內(nèi)將NOx還原成氮?dú)夂退?0~70較低較高取決于爐內(nèi)噴槍壽命50~150元/kw投資低，運(yùn)行費(fèi)用較低脫硝效率低，對(duì)爐膛熱效率有一定影響氨逃逸脫硫脫硝一體化等離子體脫硫脫硝利用高能電子將煙氣中的SO2和NOx氧化，與噴入的氨反應(yīng)生成硫酸銨和硝酸銨30~90高較高取決于電子槍壽命沒有統(tǒng)計(jì)脫硝效率高，沒有二次污染初投資和運(yùn)行成本高，工藝技術(shù)不成熟，尚無大型工業(yè)化示范工程無濕法氧化/還原法吸收法利用液相化學(xué)試劑將煙氣中的NOx吸收并轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定的物質(zhì)從而實(shí)現(xiàn)脫除30~80高較高較長150~450元/kw脫硝效率高，可聯(lián)合脫除SO2和NOx初投資和運(yùn)行成本高，工藝技術(shù)不成熟，尚無大型工業(yè)化示范工程二次廢水副產(chǎn)物需要綜合利用生物質(zhì)活性炭吸附利用活性炭大的比表面積、孔結(jié)構(gòu)、表面基團(tuán)、原位脫氧能力，將NOx吸附還原30~80較高中等活性炭需要定期再生沒有統(tǒng)計(jì)可聯(lián)合吸收SO2、NOx以及一定量的重金屬和汞裝置較大，占地面積大，反應(yīng)器阻力大，不適應(yīng)電廠高溫高塵的環(huán)境，活性炭需要定期再生廢棄活性炭含重金屬NOx直接催化分解利用光照和紫外光照，用催化劑將NO直接分解為N2和O240~90中等低取決于催化劑壽命沒有統(tǒng)計(jì)脫硝效率低，無二次污染反應(yīng)速率低，反應(yīng)溫度低，工藝技術(shù)不成熟，尚無大型工業(yè)化示范工程無51整理課件3、影響SCR、SNCR的主要設(shè)計(jì)因素燃料特性氨氮摩爾比溫度、飛灰、水反響接觸時(shí)間和煙氣流速三氧化硫52整理課件〔1〕燃料特性我國燃煤質(zhì)量變化大，且經(jīng)常出現(xiàn)混燒等情況，因此對(duì)SCR裝置的氨逃逸和催化劑的適用性提出了很大挑戰(zhàn)。同時(shí)也會(huì)增大砷化物和堿金屬等作用使催化劑中毒失活的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)要求催化劑能夠適應(yīng)不同的壓降、燃料和煙氣成分的要求。燃料特性對(duì)SCR的影響主要有燃料的含灰量、含硫量、堿土金屬、氯離子、氟離子對(duì)催化劑的影響。〔2〕氨氮摩爾比通常取0.80～0.85，NOx的去除率約為80~90％。53整理課件〔3〕煙氣溫度一般SCR反響溫度控制在300～400℃。

煙氣溫度低于300℃時(shí)，催化劑活性降低，NOx脫除率降低，NH3逃逸率增大，SO2易被催化氧化成SO3，與NH3及煙氣中的水反應(yīng)生成(NH4)2SO4和NH4HSO4，沉積于催化劑的外表，引起微孔堵塞和腐蝕。高于400℃時(shí)，NH3會(huì)與O2發(fā)生反響，導(dǎo)致煙氣中的NOx增加，同時(shí)又容易發(fā)生催化劑的熔結(jié)，微孔消失，使催化劑失效。

54整理課件〔4〕飛灰飛灰不但會(huì)對(duì)催化劑造成磨蝕，而且能沉積在催化劑上，引起催化劑小孔堵塞。所以應(yīng)采取措施減少通過催化劑的飛灰含量，同時(shí)利用吹灰器進(jìn)行定期吹掃。必要時(shí)應(yīng)設(shè)置催化劑前置吹灰系統(tǒng)。在SCR裝置停爐檢修之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)所有催化劑層進(jìn)行1-2次強(qiáng)行吹掃，去除已有積灰，并進(jìn)行一次真空吸塵。在啟動(dòng)過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)反響器吹灰，防止催化劑上碳粒沉積過多著火。停機(jī)后鍋爐吹掃應(yīng)當(dāng)?shù)鹊酱呋瘎囟冉档偷?00度下后再進(jìn)行，防止催化劑著火。55整理課件〔5〕水對(duì)SCR反響具有較強(qiáng)的抑制作用，對(duì)于不同的催化劑及在不同的條件下產(chǎn)生的抑制作用是不盡相同的。隨著煙氣中含水量的增加，催化劑的活性受到不同程度的影響，總體趨勢(shì)是煙氣中含水量越大，催化劑的NO轉(zhuǎn)化率越小?！?〕二氧化硫SO2在催化劑的作用下會(huì)氧化成SO3，SO3與煙氣中的水和NH3反響，生成硫酸銨和硫酸氫銨，而這些硫酸鹽易沉積并集聚在催化劑外表，使催化劑失活。在較低溫度時(shí)〔一般小于180℃〕，SO2對(duì)催化劑有毒化作用，而在較高溫度時(shí)那么有促進(jìn)作用。56整理課件〔7〕反響接觸時(shí)間和煙氣流速對(duì)于固態(tài)排渣爐高灰段布置的SCR反響器，空間速度選擇一般為3000～6000h-1反響器內(nèi)的煙氣流速一般4～6m/s57整理課件五、脫硝設(shè)施對(duì)主機(jī)及下游設(shè)施的影響

1、載荷影響在役機(jī)組改造，鋼架垂直載荷增重?cái)?shù)百噸。脫硝上部構(gòu)架與鍋爐構(gòu)架聯(lián)合，風(fēng)載荷增加數(shù)百噸。局部結(jié)構(gòu)支持需要重新評(píng)估加固。58整理課件2、引風(fēng)機(jī)的影響脫硝反響器和增加的煙道會(huì)使鍋爐煙氣側(cè)阻力增加，從而增加引風(fēng)機(jī)的功率和電耗。每層催化劑的煙氣阻力約為200～400Pa。對(duì)于在役鍋爐，由于設(shè)備空間和場(chǎng)地條件的限制，反響器無法布置在鍋爐附近，因采用SCR脫硝裝置而增加的煙氣阻力有可能超出原有引風(fēng)機(jī)的容量裕度。根據(jù)工程試驗(yàn)，300MW機(jī)組燃煤鍋爐如果采用SCR脫硝裝置，煙氣側(cè)阻力增加約1000Pa左右，引風(fēng)機(jī)裕度如不能滿足，需要改造或者更換。59整理課件3、尾部受熱面和下游設(shè)備SO3在SCR脫硝工藝和鍋爐燃燒中是不可防止要產(chǎn)生的，氨、SO3、水在低溫情況下會(huì)形成硫酸氨和硫酸氫氨，其中硫酸氫氨是一種粘性物質(zhì)，且具有一定的腐蝕性，會(huì)對(duì)尾部受熱面和下游設(shè)備造成影響?！?〕空預(yù)器要防止脫硝后銨鹽造成空預(yù)器冷端腐蝕及堵塞。國外制造商通常對(duì)安裝SCR的鍋爐預(yù)熱器低溫段元件加高，超出硫酸氫銨積灰?guī)б陨?，一般使冷段傳熱元件高度到達(dá)900mm以上(具體根據(jù)煙氣溫度分布情況而定)。低溫段建議采用搪瓷換熱元件，為防止發(fā)生硫酸氫銨堵塞，低溫段采用大波紋的板型，以增大煙氣流通截面，防止空預(yù)器的低溫腐蝕和銨鹽堵塞。使用高壓水對(duì)其進(jìn)行清洗，防止硫酸氫銨的粘結(jié)和堵塞，防止低溫腐蝕。在預(yù)熱器上部和下部均設(shè)置伸縮式蒸汽吹灰器，預(yù)防堵塞及腐蝕的發(fā)生。60整理課件〔2〕靜電除塵器脫硝后，煙氣中SO3濃度提高1倍以上，對(duì)于低硫煤，SO3對(duì)灰塵的比電阻沒有負(fù)面影響，對(duì)于高硫煤具有一定的影響?！?〕FGD脫硝后，煙氣中SO3濃度成倍提高，但FGD對(duì)SO3的脫除率僅30-40%，所以對(duì)同時(shí)安裝SCR和濕法FGD的電廠，煙囪的防腐應(yīng)引起重視。脫硝后未反響的氨，主要被灰塵吸附，大局部被ESP去除，少量灰塵會(huì)進(jìn)入FGD系統(tǒng)，極少量的氨會(huì)隨煙氣排放，大部份溶解于循環(huán)漿液中，長時(shí)間運(yùn)行后，吸收塔循環(huán)漿池內(nèi)氨的含量灰越來越高，這對(duì)廢水系統(tǒng)存在一定影響，導(dǎo)致脫硫廢水量有少量提高。61整理課件4、鍋爐效率低氮燃燒器：機(jī)械不完全燃燒增加；爐內(nèi)結(jié)渣概率增加；阻力增加；煙氣脫硝：爐內(nèi)不完全燃燒增加；噴氨和尿素腐蝕加速、檢修時(shí)間增加；鍋爐的散熱損失增加：由于設(shè)備空間和場(chǎng)地條件的限制，反響器無法布置在鍋爐附近，甚至需要布置在鍋爐廠房外，煙道需要加長，散熱損失將增加較多。62整理課件5、生產(chǎn)平安性、副產(chǎn)物利用及其它問題復(fù)原劑〔液氨〕平安性問題氨過量所產(chǎn)生銨鹽會(huì)影響電廠粉煤灰綜合利用對(duì)于老機(jī)組改造還存在場(chǎng)地缺乏的問題63整理課件6、應(yīng)對(duì)措施〔1〕選用低硫燃料，采用低過量空氣，降低燃煤機(jī)組的飛灰含碳量。〔2〕選擇適宜的空氣預(yù)熱器和吹灰系統(tǒng)?！?〕尾部受熱面冷段層采用搪瓷外表傳熱元件?！?〕在保證排放達(dá)標(biāo)的前提下，控制氨、尿素的噴入量。64整理課件六、其它需要注意的問題改造空間煙氣脫硝旁路問題催化劑形式選擇復(fù)原劑選擇吹灰器選擇三年后催化劑的后續(xù)處理工作以上幾個(gè)問題沒有絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)：因地制宜、因需選擇。65整理課件1、改造空間需要考慮老機(jī)組改造存在問題反響器主要尺寸基于:?煙氣體積流量?SCR反響器內(nèi)煙氣速度?NOx濃度?要求的脫硝效率?要求的氨逃逸率?所選催化劑類型?催化劑層數(shù)?層間距離66整理課件2、煙氣脫硝旁路問題旁路主要是在機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)候〔此時(shí)煙氣溫度還沒有到催化劑的反響溫度〕使用旁路，以防止催化劑受到損害；另一個(gè)用途是機(jī)組在長期不脫硝的時(shí)候，煙氣通過旁路至空預(yù)器，以節(jié)約引風(fēng)機(jī)的電耗，這種情況在美國應(yīng)用較多。設(shè)置旁路除了要增加擋板的投資外，同時(shí)為防止反響器冷卻后產(chǎn)生凝結(jié)水，還需設(shè)置反響器的加熱系統(tǒng)。另外旁路煙道將無法防止煙氣泄漏，長期不用旁路煙道時(shí)會(huì)造成擋板前積灰嚴(yán)重，開啟時(shí)容易卡澀，而擋板開啟瞬間又有大量灰進(jìn)入空預(yù)器，可能會(huì)造成空預(yù)器堵灰而停用，催化劑堵塞。67整理課件2、煙氣脫硝旁路問題投資本錢因素:無擋板煙道減少運(yùn)行本錢因素：無擋板降低維護(hù)費(fèi)用壽命期內(nèi)催化劑本錢增加，所有煙氣都導(dǎo)向催化劑在開機(jī)和關(guān)機(jī)過程，催化劑暴露在酸性露點(diǎn)的時(shí)間長，在被迫停機(jī)時(shí)介入鍋爐時(shí)間延長空氣預(yù)熱器的大約80%的熱量會(huì)回流到鍋爐介入鍋爐的時(shí)間將延長24-72小時(shí)68整理課件2、煙氣脫硝旁路問題從實(shí)際運(yùn)行情況來，300MW以上機(jī)組在不投入省煤器旁路的情況下，脫硝入口溫度仍可以滿足脫硝要求。如果機(jī)組不是需要頻繁調(diào)峰且冷啟動(dòng)的次數(shù)比較少，可以考慮不設(shè)置脫硝旁路，一方面可以降低建設(shè)初投資，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單，另外一方面可以保證脫硝裝置的投入率。69整理課件3、催化劑外形選擇問題三種外形蜂窩式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高塵、市場(chǎng)占有率80%斜板式：活性高、體積小、易堵、市場(chǎng)占有率15%波紋式：體積小、重量輕、易堵，市場(chǎng)占有率5%國內(nèi)目前幾乎95%都用蜂窩式。70整理課件國電環(huán)境保護(hù)研究院71整理課件72整理課件3、催化劑外形選擇問題以灰分濃度和屬性為依據(jù)選擇孔徑大小：煙煤–6.7,7.1and7.4mm

PRB–7.4,8.2and9.2mm褐煤–8.2,9.2and10.0mm73整理課件催化劑中毒應(yīng)重點(diǎn)考慮因素：燃煤鍋爐：CaO中毒；〔高鈣煤〕砷中毒；〔尤其液態(tài)排渣爐〕堿金屬中毒等。燃油或油泥機(jī)組：V2O5中毒等。燃用生物燃料機(jī)組：磷中毒等。74整理課件催化劑防堵塞措施選擇適宜的催化劑節(jié)距設(shè)吹灰系統(tǒng)，可以保證及時(shí)清理積灰。進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，保證反響器內(nèi)部流場(chǎng)分布滿足設(shè)計(jì)要求，防止局部位置出現(xiàn)逆向流動(dòng)，長時(shí)間運(yùn)行后，催化劑孔內(nèi)掛灰得不到煙氣的沖刷，造成堵灰。如果會(huì)出現(xiàn)爆米花狀灰出現(xiàn)的情況，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)攔截網(wǎng)。在SCR裝置停爐檢修之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)所有催化劑層進(jìn)行1-2次強(qiáng)行吹掃，去除已有積灰。停機(jī)后鍋爐吹掃應(yīng)當(dāng)?shù)鹊酱呋瘎囟冉档偷?00度下后再進(jìn)行，防止催化劑著火。75整理課件4、復(fù)原劑選擇項(xiàng)目液氨氨水尿素反應(yīng)劑費(fèi)用便宜較貴貴運(yùn)輸費(fèi)用便宜貴便宜安全性有毒有害無害存儲(chǔ)條件高壓常壓常壓，干態(tài)存儲(chǔ)方式液態(tài)液態(tài)微粒狀制備方法蒸發(fā)蒸發(fā)熱解、水解初投資費(fèi)用便宜貴貴運(yùn)行費(fèi)用便宜貴貴設(shè)備安全要求有法律規(guī)定需要基本上不需要三種復(fù)原劑：液氨、氨水、尿素76整理課件4、復(fù)原劑選擇尿素方案：分為尿素水解和尿素?zé)峤猓盟羝菜夥绞健郴蛉加图訜釤犸L(fēng)〔熱解方式，此方式也可用電加熱〕將尿素溶液分解為氨氣，水解的優(yōu)點(diǎn)是平安性高，缺點(diǎn)是初期投資大；熱解的優(yōu)點(diǎn)是制氨響應(yīng)速度快。77整理課件4、復(fù)原劑選擇78整理課件4、復(fù)原劑選擇復(fù)原劑選擇需要綜合考慮材料的平安性、經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)成熟可靠、同時(shí)結(jié)合工程工程的占地面積、原料方便運(yùn)輸及供給渠道等因素?fù)駜?yōu)選取。在重視初期投資的工程中，一般采用液氨方式制氨，在重視平安性或場(chǎng)地不具備條件的工程中，一般采用尿素制氨，如采用尿素制氨方式，應(yīng)推薦采用尿素水解方案。79整理課件5、吹灰器選擇由于煙塵含量較高，催化劑必須裝設(shè)聲波或蒸汽吹灰器。聲波吹灰器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、占地小、吹浮灰較有效，但進(jìn)口價(jià)格較高，美國、日本采用較多；蒸汽吹灰方式占地大，但是沖量大，吹灰能力高于聲波，歐洲采用較多。80整理課件81整理課件蒸汽吹灰器聲波吹灰器5、吹灰器選擇82整理課件聲波清灰蒸汽清灰清灰周期5～10min極短的清灰周期，使煙塵始終保持在松散游歷狀態(tài)，被流動(dòng)煙氣帶走，不形成積灰1～2h清灰效果無清灰死角，聲波對(duì)內(nèi)部設(shè)備無損耗，煙氣無影響，但如果設(shè)備結(jié)構(gòu)間隙小，灰塵不容易清除有清灰死角，但蒸汽沖量大，對(duì)粘結(jié)性灰塵除塵效果好安裝空間只需搭建1m寬的工作平臺(tái)根據(jù)尺寸的不同需要搭建3～8m寬的工作平臺(tái)運(yùn)行費(fèi)用1臺(tái)聲波吹灰器清灰周期：10min/次清灰長度：1