《烟气脱硝技术SNCR.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《烟气脱硝技术SNCR.ppt（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、2009,1,烟气脱硝技术-SNCR,2009,2,Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR是在8701205下，将氮还原剂（氨或尿素）喷入烟气中，将NOx还原，生成氮气和水。与SCR技术相比，SNCR技术利用炉内的高温驱动氨与NO的选择性还原反应，因此，不需要昂贵的催化剂和体积庞大的催化塔。SNCR相对于低NOx燃烧器和SCR来说，初投资低，停工安装期短，脱硝率中等。由于受到锅炉结构形式和运行方式的影响，脱硝性能变化比较大。,美国电力行业的业主认为，最终的目标不是得到最低的NOx排放，而是以最低成本符合排放要求。因此，近10年来SNCR技术在美国得到迅速的
2、推广应用。由于SNCR成本较低，改造方便，适合老厂改造，也适宜协同应用其它的低NOx技术，近年在捷克、韩国、台湾等地都有发展应用。,选择性非催化还原,2009,3,NOxOUT ULTRA 工艺原理,2009,4,尿素溶液配置储存系统：一个10m3的尿素溶解器采用蒸汽加热来生产50尿素溶液溶液储存在两个140m3的储罐中，储罐是保温隔热的，并配置了加热垫和一个自动调温器来保持储罐温度在25以上。高能输送系统：在线加热器来维持尿素溶液温度，还包括一个双向过滤网、两个多级不锈钢离心泵。喷射器测量模块：用水稀释后的尿素溶液到三个独立的喷射层。每个墙喷射区配有一个供水压力控制阀和尿素溶液计量阀。尿素溶
3、液和输送空气在混合室中预雾化后通过风冷喷枪喷入炉内烟气中。所有的墙式喷射器配有缩回机构，每层喷射器单独控制。喷射器：通常有多孔长喷枪和墙式喷嘴两种。炉子越大，需要的喷射器数量越多；通常分层布置，根据喷入层位置和温度的高低，组合使用。测量控制反馈系统：自动控制配料池的浓度、尿素溶液储罐的液位，并检测排烟NOx含量，通过（PID）调节控制喷入炉膛内的尿素溶液的流量以及雾化气压。,SNCR系统,2009,5,SNCR在大型电站锅炉上的应用,90+：在温度恒定、混合充分、反应停留时间充足的实验室条件下，氨和尿素SNCR反应能达到超过90的脱硝率。70+：废弃物焚烧锅炉、窑炉和循环流化床锅炉上，由于在合
4、适的温度范围内，反应的停留时间大于0.5s，能实现70以上的脱硝率 3040：大型电站锅炉应用SNCR脱硝率,炉内布置受热面，烟气降温速率高，反应温度范围内停留时间短烟气分层，炉内的温度、速度场分布不均匀高度湍流和运行工况变化，对整个炉内的温度、速度场的影响；少量的还原剂难以跟大量的燃烧烟气充分混合；由于尾部布置换热设备，氨的逃逸会造成一定的危害。,化学反应快，反应率高混合扩散控制,2009,6,两种SNCR喷射设备,MNL多孔长喷枪效果好，控制精确，但系统复杂：通常配备水冷、自动机械回撤、转动除灰、高温测量、断水警报等配套设备墙式喷嘴形式简单，操作和维护方便，不容易损坏，缺点是喷雾液滴难以深
5、入到炉内。,2009,7,理想的SNCR喷射设备,硬件工艺性能要求：按照SNCR的应用场合要求，喷嘴应该是能耐高温冲击，抗热变形，耐磨耐腐，而且是容易维护和替换的。雾化性能要求：雾化颗粒最大程度与烟气混合。因此，雾化角度应该比较大，覆盖面积要广；通常雾化颗粒越小，反应表面积越大，混合好。但是SNCR中液滴进入炉内迅速蒸发，大液滴的穿透距离大。我们提出SNCR高温喷射的墙式喷嘴应该一部分速度高的粗颗粒集中在中心，可以抵达炉膛深处；另一部分细颗粒分散在喷嘴周围，在喷入点即炉膛壁面附近就可以充分与烟气混合反应。还需注意不能在炉膛壁面附近的冷区形成特别粗的颗粒，以免氨逃逸；设计运行控制要求：实际运行过
6、程中可以从两个方面进行调整：布置多层多点不同形式的喷嘴组合。根据温度的变化选择不同的喷入层，在不同的位置布置不同形式的喷嘴。要可以通过稀释水量，雾化气压力和流量来调整单个喷嘴的雾化粒度。当炉内温度因为负荷上升等原因而升高的时候，可以增加稀释水量，使雾化粒度变粗。如前所述，雾滴颗粒越粗，溶液蒸发时间就越长；尿素溶液越稀，尿素结晶析出的时间就推迟。由于氮还原剂喷入点的温度梯度大，反应时间的推迟相当于降低了反应的温度。,2009,8,典型布置以及优化,根据炉膛现场温度测试或者CFD模拟温度分布的结果，通常设置23排喷射器，根据负荷变动、温度变动情况来设计运行策略，安排不同层的喷射器投入。总的来说，温
7、度和混合是两个最重要的要素。而对于氨氮比，由于考虑到成本和尾部氨逃逸的问题，不建议使用高于2的氨氮比。一般设计范围在1.0至1.2之间。,2009,9,Optimize Flow and Temperature Distributions流场与温度场分布优化,2009,10,3D Visualization Precise Distribution Technology三维目视-精确的注射科技,Over 500 furnace injection experiences,2009,11,典型问题,与SCR技术相比，SNCR技术对锅炉运行的影响集中在氨逃逸浓度比较大的问题。未反应的氨到达尾部烟道
8、，可能会造成以下四点危害：,排放：大于5ppm恶臭，大于50ppm影响人体健康。与HCl生成NH4Cl产生烟囱可见的烟柱，主要发生在含HCl的烟气中，如废弃物燃烧烟气；生成NH4HSO4和（NH4）2SO4造成下游设备（空预器）的压损增加、低温腐蚀。特别是锅炉燃用高硫煤的时候。氨富集在飞灰中，影响飞灰品质，造成飞灰销售、处理难的问题。,“对于尾部氨逃逸的问题，主要是硫酸氢氨和硫酸氨黏附在飞灰上，造成尾部设备主要是空预器的沾污、腐蚀、堵塞问题。”-Lyon,2009,12,设计中：通过减少尿素溶液的用量（用小的NSR）。保证混合充分和足够高的温度和足够长反应时间（通过设计不同的喷射策略，同时在比
9、较高的温度下喷射）。提高燃烧烟气的氧含量或添加合适的添加剂（产生必要的活性根，同时也可以氧化部分的NH3），但难免牺牲一点脱硝的效率。运行中：SNCR系统的优化运行：减少炉膛出口处的NH3逃逸，从源头上减少硫酸氢氨生成的浓度；空预器吹灰优化：根据运行中的烟气通过空预器压力损失变化规律，适当增加吹灰频率和吹灰强度，减少空预器硫酸氢氨堆积来控制空预器压损增加。空预器改造：硫酸氢氨沉积位置发生在空预器中间温度区。可通过改造空预器，消除空预器中温段管子焊接接缝，使管子光顺，最好加上陶瓷涂层，减少硫酸氢氨沉积的机会。,氨逃逸问题的对策,2009,13,应用情况,美国有90多台燃煤电站锅炉（总发电容量为2
10、0GW左右）。全球范围内，320+SNCR系统在应用(Fuel Tech Co.2005年)。最大脱硝率70，比较好的能达到40，600MW锅炉3238。,SNCR脱硝技术在电站锅炉上应用举例,2009,14,实际测得在投入脱硝前的NOx分别为399mg/m3、383mg/m3，氧量为4.4%、3.0%；在投入投入脱硝后NOx分别217mg/m3、257mg/m3,氧量为4.2%、3.1%。A侧平均为45.6%,B侧平均为31.1%,国内应用瑞明电力2炉,氨溶液的流量为2346kg/h,氨逃逸A侧DCS显示为0ppm，B侧显示为0.5ppm。从测量结果可以看出A侧氨逃逸比B侧高，A侧平均为7.
11、0ppm,B侧平均为1.2ppm。该系统脱硝率30%，氨逃逸3ppm，单炉年减排氮氧化物约500吨，在喷入锅炉的尿素溶液升高时，脱硝率可达50%，氨逃逸10ppm。,2009,15,HG-410/9.8-YW15型煤粉锅炉，在已进行常规煤粉再燃改造基础上进一步结合了选择性非催化还原(selective non-catalytic reduction,SNCR)的改造，即对该锅炉采用了联合Reburning/SNCR技术。通过实验运行表明:当仅有再燃投入运行时，NOx可以低于350mg/m3(标准状态,6%O2,干烟气)；而当结合了SNCR运行时,NOx则达到了200mg/m3以下，同时尾部氨泄
12、漏小于7.6mg/m3。低负荷情况下脱硝率较高,对于51%负荷(氨氮比1.0),NOx降至160mg/m3，而此时的尾部氨泄漏只有1.14mg/m3。此外,根据负荷氨氮比的不同，单独SNCR技术在再燃的基础上也实现了38.2%73.9%的脱硝率。,国内应用北京一热一期1,2009,16,与氨接触的设备不能够是易被氨腐蚀的铜、锌材质。必要的消防喷淋系统液氨蒸发槽和卸氨管路长时间停用后，再次使用前要用氮气进行重复吹扫23次，以把管道或者系统内空气中的氧降低至安全浓度（氨气中的氧含量13%26%时遇明火易产生爆炸，17%时最危险）。劳动安全保护设施及防护用品和检测装置：橡胶手套、全面部防护罩、连体防
13、化学飞溅防护服、防化学品口罩、正压式空气呼吸器、便携式氨气泄漏检测仪。注意监测氨逃逸率，检查氨气逃逸率检测装置、氮氧化物检测装置、SO3检测装置读数、飞灰氨浓度和空预器压损。,氨安全性问题,2009,17,火电厂NOx控制技术效果和投资造价,2009,18,火电厂NOx控制技术进展,08/30/06,Page-19,课程结束！谢谢各位！,卢志民博士 13710400340,2009,20,催化剂通道堵塞案例,2009,21,恒运,耙式蒸汽吹灰器,2009,22,2009,23,汉川,长沙,2009,24,2009,25,外三,2009,26,国华 宁海 4#60万,2009,27,(44 套S
14、CR系统,其中38套高灰段布置,6套低灰段布置）,高灰段,低灰段,0,5,10,15,20,25,布置位置,m,(x 1000),2.2%,97.8%,蜂窝状,平板状,0,5,10,15,催化剂类型,47.6%,52.4%,安装催化剂体积总量:18,714 m,m,(x 1000),E.ON工程公司SCR脱硝系统,2009,28,声波发生器（对于所有D系列型号均相同）,1/4”出气口,钛膜片（使用寿命4年以上）,简约式设计使性能极为可靠,2009,29,较低的频率=更大的清洁效区域基频为75Hz的的声波除尘器的波长比基频为230Hz的声波除尘器发射的波长大3倍为实现共振，基频为75Hz的声波除尘器不需要有基频为230Hz的声波除尘器一样高的声强输出（db）,声波作用范围,2009,30,Static Mixers静态混合器,Bluff body discs and swirlers,托普索公司专有星型混合器示意图,Inverted Sawtooth,High blockage crossed slats,2009,31,清华同方-大唐乌沙山 氨/烟气混合器（静态混合器）,2009,32,2009,33,2009,34,2009,35,液氨储存、供应系统示意图,2009,36,CEMS设备,2009,37,5、烟气SCR设备（SCR反应器实景图片）,江苏太仓电厂SCR反应器,
