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脫硝裝置

選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術(shù)

氮氧化物(NOX)的生成機理

煤燃燒產(chǎn)生的NOX的生成途徑主要有3類:

◇ 熱力型 :燃燒用空氣中的氮氣與氧氣在高溫下氧化而生成。

◇ 快速型 :燃料中的碳氫化合物在燃料濃度較高的區(qū)域燃燒時所產(chǎn)生的烴與空氣中的氮氣發(fā)生反應(yīng),形成的CN和HCN等化合物繼續(xù)被氧化而生成。

◇ 燃料型 :燃料中氮的化合物在燃燒過程中熱分解,進一步被氧化而生成。

氮氧化物(NOX)污染控制技術(shù)

根據(jù)NOX生成機理,采取的控制措施分為2大類:

◇ 采用低氮燃燒技術(shù):抑制燃燒過程中NOX的生成。

例如:低氮燃燒器、空氣分級燃燒、燃料分級燃燒。

◇ 煙氣脫硝法:對生成的NOX進行處理。

例如:選擇性催化還原(SCR)、選擇性非催化還原(SNCR) 、SCR/SNCR混合法。

選擇性催化還原法(SCR)

選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction,簡稱SCR)在一定的反應(yīng)溫度條件下,使煙氣中的 NOX和還原劑NH3在催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng),生成產(chǎn)物為無毒無污染的N2和H2O。

反應(yīng)器的布置方式(高溫高塵布置)

SCR脫硝主要技術(shù)指標 

脫硝效率 ≥80% 

氨逃逸率 ≤3 ppm

SO2/SO3轉(zhuǎn)換率 ≤1%

系統(tǒng)阻力 ≤1000 Pa(3層)

催化劑壽命 ≥16000 / 24000 h

清灰設(shè)備的選擇

聲波清灰器

耙式蒸汽清灰器

 

SCR系統(tǒng)組成

 

尿素?zé)峤饧夹g(shù)在SCR脫硝工程中的應(yīng)用

工藝操作簡潔可靠,基本不需人力和維護,不需備用設(shè)備。

◇ 尿素系統(tǒng)不需防火和安全間距,占地面積小。

◇ 低量油耗或無油耗,運行費用低。

◇ 負荷變化的跟隨能力強,響應(yīng)時間短至5~30秒。

◇ 停止加氨后,系統(tǒng)中無氨的駐留,無氨泄漏的困擾。

◇ 無高壓設(shè)備、無腐蝕、無氨爆炸濃度之慮。

◇ 完全沒有安全隱患。

尿素?zé)峤夤に嚵鞒?/FONT>

熱量來源(315~540℃熱風(fēng))

選擇性非催化還原法(SNCR)

SNCR基本原理 

選擇性非催化還原法(Selective Non-Catalytic Reduction,簡稱SNCR)是在不需要催化劑的情況下,將氨基還原劑(尿素/氨水)噴入溫度為850℃~1250℃的煙氣中,還原劑有選擇性地與煙氣中的氮氧化物(NOX)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使NOX還原生成氮氣(N2)和水(H2O)的方法。

主要的化學(xué)反應(yīng):

以氨水為還原劑:4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

以尿素為還原劑:CO (NH2)2 + 2NO + 1/2O2 = 2N2 + CO2 + 2H2O

NCR示意圖

SNCR脫硝工藝是以爐膛、分離器為反應(yīng)器進行煙氣脫硝反應(yīng)。

還原劑通過安裝在CFB鍋爐分離器入口或屏式過熱器區(qū)域的噴嘴噴入爐膛,還原劑與煙氣混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

SNCR工藝流程圖

尿素溶液制備與存儲系統(tǒng)

顆粒尿素溶解罐

高流量循環(huán)模塊(HFD)+背壓控制閥(PCV)

HFD用于輸送一定壓力及流量的還原劑溶液,并與還原劑溶液儲罐形成循環(huán)回路。

PCV用于調(diào)節(jié)循環(huán)回路所需的穩(wěn)定流量和壓力。 

設(shè)備:過濾器、2臺多級離心泵、在線電加熱器、壓力控制閥以及用于遠程控制和監(jiān)測循環(huán)系統(tǒng)的壓力、溫度、流量以及濃度等的儀表。

高流量循環(huán)模塊

稀釋計量模塊(DW-DM)

MDM能夠精確測量并獨立控制輸送到每個噴射器的還原劑溶液。

設(shè)備:過濾器,溫度、壓力、流量監(jiān)測儀表,控制閥門等。

分配模塊(MDM) 

MDM能夠精確測量并獨立控制輸送到每個噴射器的還原劑溶液。

設(shè)備:過濾器,溫度、壓力、流量監(jiān)測儀表,控制閥門等。

噴射系統(tǒng)

前墻短噴射槍

兩側(cè)墻長噴射槍

 

DCS / PLC控制系統(tǒng)

SNCR控制系統(tǒng)

 

SNCR技術(shù)特點

◆ 優(yōu)點:

◇ 不使用催化劑、不增加系統(tǒng)阻力、不受煤種影響

◇ 系統(tǒng)簡單、投資少、占地面積小、施工時間短

◇ 操作方便、運行費用低

◇ 無高壓設(shè)備、無腐蝕、完全沒有安全隱患

關(guān)鍵技術(shù)

1、計算機模擬技術(shù)。

包括計算機模擬流體動力技術(shù)(CFD)和化學(xué)動力模型技術(shù)(CKM)。

利用CFD 軟件模擬鍋爐內(nèi)煙氣流場和溫度場。

利用CKM 模型計算還原劑與NOX的反應(yīng)速度。

根據(jù)計算結(jié)果,確定在不同鍋爐負荷和不同煤種條件下爐膛內(nèi)****溫度區(qū)域,確定更佳的噴射器布置方案。

2、具有高霧化性能的噴射器。

噴射器使用壓縮空氣作為霧化介質(zhì),將脫硝劑霧滴導(dǎo)入煙氣流中。

該噴射器產(chǎn)生的液滴尺寸小、分布均勻、滲透力強,保證了脫硝劑能夠與煙氣中NOX的充分接觸,從而獲得較高的脫硝效率和較低的氨逃逸率。

3、伸縮式多噴嘴管式噴射器

多噴嘴管式噴射器能夠使脫硝劑直接均勻地噴射在煙氣流中,進一步提高了脫硝效率、降低氨逃逸率。

4、先進的監(jiān)視手段及專門的工藝控制技術(shù)

溫度監(jiān)測系統(tǒng)是一個能夠連續(xù)測量光學(xué)溫度計,溫度計通過感應(yīng)飛灰粒子所發(fā)出可見光來測量爐膛內(nèi)煙氣溫度,確定脫硝劑的更佳噴射區(qū)域。

針對SNCR工藝開發(fā)的專門的控制系統(tǒng)可以保證SNCR技術(shù)有較好的負荷跟隨能力,保證SNCR 系統(tǒng)在運行過程中保持更佳工況。

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