河南尿素脫硝

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-21

    促使很多電廠脫硝系統(tǒng)傾向于用尿素作為還原劑。。因此,脫硝還原劑液氨改尿素,在安全方面將得到**的提升。經(jīng)濟(jì)性方面無(wú)論是選用液氨還是尿素作為還原劑,在運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用中,檢修費(fèi)用相當(dāng),蒸汽、水等消耗也相近,還原劑的采購(gòu)成本和運(yùn)行電費(fèi)則為主要費(fèi)用,因此控制還原劑費(fèi)用和消耗的電費(fèi)是控制脫硝生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。1)還原劑采購(gòu)費(fèi)用中能自備電廠如選用液氨作為還原劑,液氨的耗量為115kg/h,而尿素作為還原劑時(shí)的耗量為200kg/h,按8000h計(jì)算,年耗氨量為920t,年耗尿素量為1600t,根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格按液氨到廠價(jià)3200元/噸、尿素到廠價(jià)1900元/噸計(jì)算,年原材料費(fèi)用分別為液氨、尿素304萬(wàn)元。2)電耗選用液氨作為還原劑時(shí),脫硝系統(tǒng)電負(fù)荷不大于50kw,而選用尿素時(shí),脫硝系統(tǒng)電負(fù)荷不大于480kw,相差430kw,按年運(yùn)行8000h,廠用電,選擇尿素時(shí)年電費(fèi)增加。3)簡(jiǎn)單性價(jià)比(1)采購(gòu)費(fèi)用無(wú)論是選用液氨還是尿素作為還原劑,在運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用中,檢修費(fèi)用相當(dāng),蒸汽、水等消耗也相近,還原劑的采購(gòu)成本和運(yùn)行電費(fèi)則為主要費(fèi)用,因此控制還原劑費(fèi)用和消耗的電費(fèi)是控制脫硝生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。以一臺(tái)350MW超臨界抽凝燃煤發(fā)電機(jī)組為例,脫硝裝置入口設(shè)計(jì)NOx為300mg/Nm3。脫硝還原劑的選擇應(yīng)根據(jù)工廠的實(shí)際狀況、經(jīng)濟(jì)測(cè)算后選擇;河南尿素脫硝

    SNCR脫硝技術(shù)SNCR脫硝技術(shù)即選擇性非催化還原(SelectiveNon-CatalyticReduction,以下簡(jiǎn)寫為SNCR)技術(shù),是一種不用催化劑,在850~1100℃的溫度范圍內(nèi),將含氨基的還原劑(如氨水,尿素溶液等)噴入爐內(nèi),將煙氣中的NOx還原脫除,生成氮?dú)夂退那鍧嵜撓跫夹g(shù)。在合適的溫度區(qū)域,且氨水作為還原劑時(shí),其反應(yīng)方程式為:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(1)然而,當(dāng)溫度過(guò)高時(shí),也會(huì)發(fā)生如下副反應(yīng):4NH3+5O2→4NO+6H2O(2)SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%~80%,受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。采用SNCR技術(shù),目前的趨勢(shì)是用尿素代替氨作為還原劑。SNCR脫硝原理SNCR技術(shù)脫硝原理為:在850~1100℃范圍內(nèi),NH3或尿素還原NOx的主要反應(yīng)為:NH3為還原劑:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O尿素為還原劑:NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2OSNCR脫硝系統(tǒng)組成:SNCR(噴氨)系統(tǒng)主要由卸氨系統(tǒng)、罐區(qū)、加壓泵及其控制系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、分配與調(diào)節(jié)系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)等組成。SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過(guò)程是由下面四個(gè)基本過(guò)程完成:接收和儲(chǔ)存還原劑;在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑;還原劑的計(jì)量輸出、與水混合稀釋;還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)。SNCR脫硝工藝流程如圖(二)所示。氨水脫硝價(jià)位脫硝工藝常見(jiàn)于工業(yè)窯爐、汽車尾氣、鍋爐、焚燒爐等;

    氨就會(huì)被氧化成NOx:NH3+O2→NOx+H20SNCR工藝的NOx脫除效率主要取決于反應(yīng)溫度、NH3和NOx的化學(xué)計(jì)量比、混合程度、反應(yīng)時(shí)間等。研究表明SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要,**佳反應(yīng)溫度是950℃,若溫度過(guò)低,NH3的反應(yīng)不完全,容易造成NH3泄漏;而溫度過(guò)高,NH3則容易被氧化為NOx,抵消了NH3的脫除效率。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)導(dǎo)致還原劑的損失和NOx脫除率下降。通常涉及合理的SNCR工藝能達(dá)到30%-70%的脫除效率,80%的效率也有文獻(xiàn)報(bào)道。03SNCR脫硝效率的影響因素1.溫度范圍NOx的還原反應(yīng)發(fā)生在一特定的溫度范圍內(nèi)(**佳的反應(yīng)溫度850℃-1100℃)。2.合適的溫度范圍內(nèi)可以停留的時(shí)間停留時(shí)間:指反應(yīng)物在反應(yīng)器內(nèi)停留的總時(shí)間;在此時(shí)間內(nèi),NH3、尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發(fā)、還原劑的分解和NOx的還原等步驟必須完成;停留時(shí)間的大小取決于鍋爐的氣路的尺寸和煙氣流經(jīng)鍋爐氣路的氣速;SNCR系統(tǒng)中,停留時(shí)間一般為~10s。3.反應(yīng)劑和煙氣混合的程度混合程度:要發(fā)生還原反應(yīng),還原劑必須與煙氣分散和混合均勻;混合程度取決于鍋爐的形狀與氣流通過(guò)鍋爐的方式。(化學(xué)當(dāng)量比)5.未控制的NOx濃度水平6.氣氛。

    SO2/SO3轉(zhuǎn)化率是SCR系統(tǒng)中的重要指標(biāo)之一。SO2/SO3轉(zhuǎn)化率越高,說(shuō)明催化劑的活性越好,所需要的催化劑量越少。但高塵布置的脫硝反應(yīng)器SO2/SO3轉(zhuǎn)化率越高,則越易產(chǎn)生煙道、空氣預(yù)熱器乃至電除塵器被硫酸腐蝕的危險(xiǎn)。因此,SCR系統(tǒng)中應(yīng)嚴(yán)格控制SO2/SO3轉(zhuǎn)化率。SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率可以通過(guò)SO2分析儀測(cè)量經(jīng)DCS控制系統(tǒng)計(jì)算得到。目前,國(guó)內(nèi)要求的SCR系統(tǒng)催化劑對(duì)SO2向S03的轉(zhuǎn)化率不大于1%.所有的SCR系統(tǒng)的催化劑使煙氣中的部分SO2向SO3的轉(zhuǎn)化率與催化劑的體積成比例,降低催化劑的量將減少SO3的形成。SO3的形成將在三個(gè)方面影響電廠的運(yùn)行:②SO3會(huì)使空氣預(yù)熱器的堵塞更為嚴(yán)重;③在酸的**以下,SO3會(huì)形成硫酸并在空氣預(yù)熱器的下游管道形成嚴(yán)重的腐蝕。六、SCR系統(tǒng)的壓力損失SCR系統(tǒng)的壓力損失是指煙氣由SCR系統(tǒng)入口經(jīng)反應(yīng)器到反應(yīng)器后空氣預(yù)熱器入口煙道之間的壓力降。SCR系統(tǒng)的壓力損失的大小,將直接影響到鍋爐主機(jī)及引風(fēng)機(jī)的安全運(yùn)行和廠用電的多少。SCR系統(tǒng)的壓力損失,可以通過(guò)壓力測(cè)量?jī)x表測(cè)得,其大小一般在1kPa左右。七、催化劑模塊催化劑是SCR系統(tǒng)中**關(guān)鍵的部件,催化劑模塊是在現(xiàn)場(chǎng)安裝的一個(gè)基本單元,由若干片或塊催化劑元件組成一個(gè)催化劑單元。氨水儲(chǔ)罐應(yīng)由氨氣吸收、進(jìn)料、出料、液位、溫控、人孔等功能;

    根據(jù)流場(chǎng)計(jì)算及實(shí)測(cè)煙氣在旋風(fēng)分離器內(nèi)平均停留時(shí)間將大致大于1S,而旋風(fēng)分離器內(nèi)溫度基本不變化,還原劑在合適溫度區(qū)間內(nèi)停留時(shí)間將超過(guò)1S,超過(guò)比較好反應(yīng)停留時(shí)間,已經(jīng)足夠讓其充分反應(yīng)。除了需要反應(yīng)時(shí)間外,還需要脫硝還原劑與煙氣的充分混合。CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器中,氣流的流場(chǎng)比較復(fù)雜,有分離器入口的轉(zhuǎn)向和加速、主氣流沿著分離器內(nèi)壁的旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向等。隨著固相的分離,氣體也貼壁旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)過(guò)程中有回流區(qū)形成、為氣相的擴(kuò)散和混合創(chuàng)造了非常好的條件。氣相在旋風(fēng)分離器中的強(qiáng)烈混合,對(duì)噴氨脫硝反應(yīng)非常有利。在CFB鍋爐的旋風(fēng)分離器內(nèi),還原劑與煙氣將得到非常好的混合,有利于提高脫硝效率。根據(jù)SNCR法的NOx脫除效率影響因素,從利于提高脫硝效率方面考慮,還原劑噴射點(diǎn)選擇在為旋風(fēng)分離器入口。綜合上述:采用SNCR脫硝技術(shù),對(duì)該項(xiàng)目鍋爐效率、排煙溫度、鍋爐受熱面以及鍋爐下游設(shè)備造成腐蝕的影響均較小,不影響機(jī)組運(yùn)行的安全,不需要進(jìn)行針對(duì)性設(shè)備改造;SNCR脫硝技術(shù)與SCR脫硝技術(shù)相比,具有工程實(shí)施較為簡(jiǎn)單易行,投資及運(yùn)行成本低,占地面積少,建設(shè)工期短;該項(xiàng)目CFB鍋爐機(jī)組滿負(fù)荷燃用褐煤時(shí),原始NOx排放濃度比較高約為240mg/Nm3。脫硝系統(tǒng)使用的壓縮空氣的壓力和流量應(yīng)得到控制;SNCR脫硝供應(yīng)商

分級(jí)燃燒工藝、富氧燃燒工藝均可以在一定程度上減少NOX的生成;河南尿素脫硝

    王曉波等制備了一系列Fe-Mn/Al2O3低溫SCR脫硝催化劑,考察了不同F(xiàn)e、Mn負(fù)載量制備的催化劑的脫硝性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)Fe、Mn負(fù)載量均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%時(shí)的Fe-Mn/Al2O3催化劑在150℃時(shí)脫硝效率達(dá)99%。炭基低溫SCR脫硝催化劑活性炭和活性炭纖維具有發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、高比表面積,因而具有良好的吸附性能,常作為低溫SCR反應(yīng)的催化劑載體。甘玲等采用浸漬法制備了一系列以活性炭為載體、Fe摻雜的Mn-Ce/AC低溫SCR脫硝催化劑,研究了Fe的摻雜量、焙燒溫度對(duì)催化劑低溫脫硝活性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,F(xiàn)e、Mn的摩爾比為∶1、400℃焙燒時(shí),催化劑比表面積大,活性組分的分散程度較高,催化劑的低溫脫硝性能比較好。陳九玉等以活性炭(AC)為載體,鐵、鈷為活性組分,采用等體積浸漬法制備Fe2O3/AC催化劑和Co-Fe2O3/AC催化劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鐵的負(fù)載量為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%時(shí),催化劑對(duì)NO的轉(zhuǎn)化效率較高;由于鐵的存在,鈷添加后能夠均勻分散在催化劑表面,提供了更多的催化活性位點(diǎn)。Co、Fe的質(zhì)量比為,催化劑表現(xiàn)出比較好的脫硝效果。分子篩低溫SCR脫硝催化劑分子篩是具有可以被很多大的離子和水分占據(jù)孔道骨架結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽,結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,能將不同大小分子分離或選擇性反應(yīng)的固體吸附劑或催化劑。河南尿素脫硝

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