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SCR脱硝装置

发布日期:2018-11-28 12:45点击:

  SCR脱硝技术原理与应用

  概述

  选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,)脱硝技术,简称SCR脱硝技术,是20世纪80年代初开始逐渐应用于工业锅炉和电站锅炉烟气脱硝的工艺,是能够达到严格氮氧化物排放标准的高效可行的实用脱硝技术,也是目前国际上应用广、成效大的脱硝技术之一。在日本、欧洲和美国等国家地区的大多数电厂基本上都应用该技术.

  技术原理

  SCR脱硝技术的原理是在一定的温度下,在金属催化剂作用下,以氨或尿素作为还原剂,与烟气中的氮氧化物(NOX)发生还原反应生成无害的氮气和水蒸汽,而不与烟气中的氧气发生反应,从而达到去除烟气中的氮氧化物的目的。

  SCR脱硝效率约为80%~90%,与其他脱硝技术相比,具有反应温度较低、装置结构简单、脱硝效率高、技术成熟、运行可靠、便于维护等特点,并且没有副产物产生,不形成二次污染。SCR 反应原理SCR工艺本质上就是在一定温度条件下(200~450℃),借助于催化剂的帮助,用氨(NH3)来还原NOx的过程,在反应过程中,NH3有选择性地和NOx反应生成N2和H2O,而不是被O2所氧化。其主要反应式为:

  4 NH3+ 4NO + O2= 4N2 + 6H2O

  4 NH3+ 2NO2+ O2 =3N2+ 6H2O

  SCR脱硝装置由液氨存储与供应、氨/空气喷雾系统、气流调节装置、气流混合装置、SCR反应器、SCR控制系统和SCR吹灰和输灰等部分组成。首先,液氨由槽车运送到后存储到液氨储管中,输出的液氨经氨蒸发器后变成气氨并存于缓冲槽备用。缓冲槽中气氨经减压后送入气氨/空气混合器中,与空气预热气出来的热空气混合,喷氨格栅的喷嘴将氨水或尿素溶液以微小的雾滴喷入来自锅炉的烟道内,气流调节装置使喷嘴处的气流保持均匀稳定,由气流混合装置将氨气与烟气充分混合,继而进入SCR反应器。当烟气流经SCR反应器催化层时,与雾化氨/空气发生选择性催化还原反应,生成无害的氮气(N2)。去除NOX后的烟气经电除尘器进入湿法脱硫系统进一步净化,净化合格后的尾气通过排气筒排放到大气中。控制系统自动控制整套SCR系统运行,在保证脱硝效率的前提下防止过量的氨溢出,避免产生二次污染。

  1、烟气组成:CO2、O2、N2、SO2、H2O

  2、运行条件:烟气流量、飞灰浓度、入口NOx浓度

  SCR烟气脱硝控制系统依据确定的NH3/NOx摩尔比来提供所需要的气氨流量,通过在不同负荷下的对气氨流量的调整,找到很好的喷氨量。进口NOx浓度和烟气流量的乘积产生NOx流量信号,此信号乘上所需NH3/NOx摩尔比就是基本氨气流量信号(前馈信号),根据烟气脱硝反应的化学反应式,一摩尔氨和一摩尔NOx进行反应。摩尔比对应关系的决定是在现场调试期间来决定并记录在气氨流量控制系统的程序上。所计算出的气氨流量需求信号送到DCS控制器并和真实气氨流量的信号相比较,所产生的误差信号经比例加积分动作处理送氨气流量控制阀进行定位。同时根据设计脱硝38.0%,依据入口NOx浓度和设计中要求的最大≤5.0ppm的氨逃逸率计算出修正的摩尔率(反馈信号)并输入在气氨流量控制系统的程序上。SCR控制系统根据计算出的氨气流量需求信号去定位气氨流量控制阀,实现对脱硝的自动控制。

  3、飞灰组成:SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O

  4、性能要求:脱硝效率、SO2氧化率、NH3逃逸率、综合考虑因素。

  5、模块布置:反应器层数、催化剂压降、空塔速度、催化剂孔内流速、反应器内流场分布要求

  6、输出参数:催化剂体积、催化剂单体长度、催化剂层压降、允许运行温度(最低/最高)、反应器尺寸

  7、设计优化;影响催化剂用量的因素:烟温、CaO;保证化学寿命与机械寿命,合理设计安全余量。

  运行维护

  1、系统启动:启动前,催化剂床层升温≥水的露点温度;烟温小于150℃时,升温速度不超过12℃/min;烟温大于150℃时,升温速度不超过60℃/min。

  2、正常运行:运行温度、入口烟气条件、及时吹灰。