活性氨脱硝技术概述.pptVIP

山东大学 朱维群2013.4 活性氨脱硝技术 暨在水泥窑炉脱硝中的应用 目录 脱硝技术简介 活性氨脱硝技术 活性氨在水泥窑炉脱硝中的应用 结论 1.脱硝技术简介 目前，在工业上应用的主要脱硝技术是： SCR和SNCR。 SCR脱硝技术的核心是利用NH3在催化剂条件下，较低反应温度（300-400℃）与NOx发生氧化还原反应； SNCR脱硝技术是NH3在高温（800-1000℃）下与NOx发生氧化还原反应。 NH3的制备包括氨水、液氨、尿素及其含氨原料。 SCR脱硝技术 SCR脱硝技术具有反应温度低、脱硝效率高的优点，成为控制NOx的主要方法。在SCR 技术中催化剂是核心，催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果。但是， SCR技术具有下述缺点： 催化剂容易中毒，增加了系统的不稳定性； 催化剂易产生堵塞，影响锅炉出力； 催化剂的建设成本占整个SCR脱硝系统的30%～50%，其运行也占到总运行成本的30-50%。 SNCR脱硝主要是在炉膛顶部(850~1000℃)温度窗口喷入氨基还原剂，无需催化剂，利用还原剂释放出的NH3选择性地将烟气中的Nox发生还原反应成为无害的N2和水。 SNCR脱硝技术 SNCR技术脱硝率中等，不需要催化剂，运行费用较低，建设周期短，适合中小型锅炉和各种窑炉脱硝的改造。 在SNCR 工艺中存在如下问题：含量10-20%氨或尿素水溶液喷入反应区内会造成高温反应区内骤然大幅降温，而且反应区内各区域的温度不均匀，从而导致脱硝效率低下，目前一般的脱硝效率仅为30-50%，并且影响炉内燃烧效率。（华能莱芜电厂拆除了SNCR脱硝装置）。 SNCR脱硝技术 目前水泥厂脱硝一般采用外购氨水的SNCR脱硝技术，这存在着以下诸多缺点： 氨水属于危险化学品，运输、储存都需要备案。一旦泄露造成危害，损失较大； 工业氨水中的含氨量一般不大于20%，也就是80%的运输量是水，这样造成运输不便、储存受限，从而使购买成本增大； SNCR脱硝技术 3.氨水在使用时不仅使炉温降低，而且耗能较大，每吨氨水加入窑炉时大约额外需要增加能耗90公斤标准煤（可以用水的蒸发潜热和热容量简易估算）； 参考： 段传和，夏怀祥，谷小兵 燃煤电站SNCR脱硝系统喷射还原剂介质对锅炉效率的影响 电力科技与环保 2012 （1）28 55-57 4．对部分地区来说，氨水的价格昂贵，使脱硝成本大为提高。如果每吨氨水（20%含量）的价格大于800元，就比尿素价格高（尿素含氨50%，价格2000元左右）。 建议采用尿素制氨新技术：尿素现场制氨技术【专利授权号CN 101555025B】，加工每吨尿素可盈利300~500元。 5.脱硝时氨水用量大，造成氨逃逸：氨水在分解炉高温下与NOx反应效率差，NH3/NOx的摩尔比一般在1.5:1。 质量分数为25%氨水溶液流量增加到最大931l/h，NOx浓度从1280 mg/Nm3降低到200 mg/Nm3以下，覆盖面积约占90%-95%，NSR为1.65。 6.SNCR脱硝效率低 现有氨水法SNCR脱硝效率一般在50~60%，NOx排放浓度在300mg/M3;而活性氨脱硝可以比较容易使尾气NOx达到200mg/M3以下。 2.活性氨烟气脱硝技术 针对SCR和SNCR技术的缺点，我们研究开发了高活性氨基还原剂（简称活性氨）烟气脱硝技术。 2.1活性氨烟气脱硝原理 一类高反应活性氨基还原剂(NR3) 能够在反应温度450~800℃，无催化剂条件下与NOx发生氧化还原反应，从而达到脱硝的目的。我们称之为活性氨烟气脱硝技术。 其技术的主要特点是：NR3与Nox反应比NH3具有高的反应活性。 活性氨脱硝技术与SNCR技术的对比 内容 SNCR 活性氨 还原剂 氨 NR3 反应温度/0℃ 950~1050 450~800 催化剂 不使用催化剂 不使用催化剂 脱硝效率 30%~60% 60%~90% 还原剂喷射位置 炉顶 3、4级预热器 n(还原剂/NOx) 1.2~1.5:1 0.6~1:1 生产条件 生产条件严格 生产易于控制 脱硝成本 2~8元/吨熟料 2~6元/吨熟料 建设施工工期 较长 短，不影响生产 能耗 能耗大，氨水的蒸发热即为90kg标准煤/吨 小 还原剂运输、储存 氨属于化学危险品， 储存、运输法规严格 还原剂为固体， 运输和储存方便 对炉温的影响 对炉温有影响，煤耗增加 对炉温无影响 占地空间 较大 较小 建设施工工期 较长 短，不影响生产 总之，活性氨脱硝技术以高