20-陆强-燃煤电厂超低排放SCR脱硝催化剂技术
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scr脱硝催化剂工艺Scr脱硝催化剂工艺简介•SCR脱硝(Selective Catalytic Reduction)是一种常见的尾气净化技术,用于降低燃煤电厂和工业锅炉排放的氮氧化物(NOx)浓度。
•SCR脱硝催化剂工艺通过在反应器中添加催化剂,将硝酸盐还原为氮气和水,从而减少对大气环境的污染物排放。
催化剂选择•SCR脱硝催化剂通常采用钛基催化剂或基于钼的催化剂。
•钛基催化剂具有较高的催化活性和耐高温性能,适用于高温燃烧设备。
•钼基催化剂则适用于中低温燃烧设备,具有更高的活性和选择性。
工艺流程1.氨水喷射系统:–氨水(NH3)作为还原剂,通过喷射系统进入SCR反应器。
–氨水的配比和喷射位置需要根据具体情况进行调整,以确保催化剂能够充分发挥作用。
2.SCR反应器:–反应器内放置催化剂,通常是由陶瓷或金属蜂窝状结构构成。
–反应器内通过喷射系统喷入的氨水与NOx气体发生反应,生成氮气和水。
3.温度控制系统:–SCR反应需要在适宜的温度范围内进行,通常在摄氏度之间。
–温度控制系统可以根据燃烧设备的工况,自动调节SCR反应器内的温度,以保证催化剂的活性。
4.氨水储存和处理系统:–氨水的储存和处理需要进行严格控制,以确保系统的稳定运行和安全性。
–储存和处理系统包括氨水的输送管道、储罐、泵站和废液处理设备等。
优势和挑战优势•SCR脱硝催化剂工艺可以高效降低燃煤电厂和工业锅炉排放的NOx浓度,达到环保要求。
•催化剂具有较长的使用寿命,可在一定程度上降低运维成本和催化剂更换频率。
挑战•SCR脱硝过程需要对温度、氨水配比等参数进行精确控制,提高了工艺的复杂度。
•催化剂可能受到尾气中的硫、灰分等污染物的腐蚀和中毒,降低催化剂的活性和寿命。
总结•SCR脱硝催化剂工艺是一种有效降低燃煤电厂和工业锅炉尾气中NOx排放的技术。
•此工艺通过合理催化剂的选择、精确的参数控制和优化的运维管理,可实现环境保护与经济效益的双赢。
催化剂的再生•催化剂在长期使用后,可能会因为污染物的积聚而失去活性,需要进行再生处理。
scr脱硝催化剂工艺SCR脱硝催化剂工艺引言:SCR(Selective Catalytic Reduction)脱硝技术是一种常用的工业氮氧化物(NOx)排放控制技术。
SCR脱硝催化剂工艺是SCR技术的核心部分,通过催化剂的作用将尾气中的氮氧化物转化为无害的氮和水,从而实现对燃煤电厂、燃气发电厂等工业领域的NOx排放进行有效控制。
一、SCR脱硝催化剂工艺的原理SCR脱硝催化剂工艺的原理是利用催化剂对尾气中的氮氧化物进行选择性催化还原反应。
催化剂通常是由钛、钒、钼等过渡金属氧化物组成的,它们具有较高的催化活性和选择性。
在SCR脱硝催化剂中,氨气(NH3)或尿素(CO(NH2)2)作为还原剂,与催化剂表面吸附的氮氧化物发生反应,生成氮和水,完成脱硝过程。
二、SCR脱硝催化剂工艺的工作原理SCR脱硝催化剂工艺主要通过以下几个步骤实现对尾气中氮氧化物的脱除:1. 还原剂喷射:将氨气或尿素溶液喷射到烟道尾气中,使其与氮氧化物发生反应。
还原剂的喷射位置一般选择在锅炉汽包出口处或烟囱的上游位置,以确保尾气中的氮氧化物与还原剂充分接触。
2. 氮氧化物吸附:氮氧化物在催化剂的表面吸附,形成吸附态氮氧化物。
吸附态氮氧化物主要是亚硝酸盐和硝酸盐,它们与还原剂发生反应生成氮和水。
3. 反应生成:吸附态氮氧化物与还原剂发生反应,生成氮和水。
催化剂的作用是降低反应的活化能,提高反应速率,使脱硝反应在较低的温度下进行。
4. 除氨处理:SCR脱硝过程中还原剂中的氨气未完全反应生成氮和水,残留的氨气需要通过除氨装置进行处理,以避免对环境造成污染。
三、SCR脱硝催化剂工艺的优势SCR脱硝催化剂工艺具有以下几个优势:1. 高效脱硝:SCR工艺能够将尾气中的NOx排放降低到较低水平,能够满足严格的排放标准要求。
2. 选择性高:SCR脱硝反应是一种选择性催化还原反应,只对氮氧化物起作用,不对其他组分发生反应,减少了副产物的生成。
3. 适应性强:SCR工艺对尾气温度的适应性较好,可以在较宽的温度范围内进行脱硝反应。
电厂SCR兑硝系统上的催化剂一、背景我国目前氮氧化物的排放来自汽车、锅炉燃烧、工业生产等多方面。
其中2010年的统计数据表明,火电厂已成为NOX排放的最大污染源,约占排放总量的39.6%。
不同的燃料对NOX排放量的贡献不同,在各种燃料中,燃煤是NOX产生的最大来源,占各种燃料对NOX排放总量的66.9%.《国家环境保护“十一五”科技发展规划》中,电力行业脱硝被列入新型工业化过程中重点解决的环境科技问题,氮氧化物(NOX)的控制技术和对策则被列入区域大气污染物控制重点解决的环境科技问题。
催化剂的生产属于环保产业,在对环保产业的发展上,国家给予了积极鼓励的扶持政策。
在《国家环境保护“十一五”科技发展规划》中,“鼓励企业自主开展和国际科技合作的科技发展计划项目”,《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中指示“积极发展环保产业”,“重点发展具有自主知识产权的重要环保技术装备和基础装备,在立足自主研发的基础上,通过引进消化吸收,努力掌握环保核心技术和关键技术”。
“推动环境科技进步”,“组织对污水深度处理、燃煤电厂脱硫脱硝、洁净煤、汽车尾气净化等重点难点技术的攻关,加强高新技术在环保领域的应用”。
这些政策给环保产业创造了宽松的发展环境并指明了环保产业的发展方向,同时对如何建立催化剂生产线具有一定的指导作用。
对催化剂的需求源自氮氧化物的控制需求。
我国火电厂氮氧化物的排放控制刚刚处于起步阶段,随着国家标准的逐渐变严,越来越多的火电厂将面临着必须脱硝的严峻任务。
氮氧化物对人体健康和环境都有很大的危害。
对人体的直接危害最大的是N02,它能破坏呼吸系统,引起支气管炎和肺气肿。
对环境的危害主要是能够形成“光化学烟雾”,从而对生态系统造成损害并对人体健康造成间接损害,此外氮氧化物也是造成酸雨污染的主要物质之一,因此必须对氮氧化物的排放进行控制。
氮氧化物(NOx)是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体,它不仅刺激人的呼吸系统,损害动植物,破坏臭氧层,而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。
SCR低温脱硝催化剂一、技术背景我国烟气脱硝市场中,选择性催化还原(SCR)技术是电站锅炉NO X排放控制的主要技术,SCR反应的完成需要使用催化剂。
目前商业上应用比较广泛的是运行温度处于320-450℃的中温催化剂,因此催化还原脱硝的反应温度应控制在320- 400℃。
当反应温度低于300℃时,在催化剂表面会发生副反应,NH3与S03和H20反应生成(NH4)2S04或NH4HSO4减少与NOx的反应,生成物附着在催化剂表面,堵塞催化剂的通道和微孔,降低催化剂的活性。
另外,如果反应温度高于催化剂的适用温度,催化剂通道和微孔发生变形,从而使催化剂失活。
因此,保证合适的反应温度是选择性催化还原法(SCR)正常运行的关键。
由于电站锅炉在大气温度较低和低负荷运行时,烟气温度会低于SCR适用温度。
由于锅炉设计方面的原因,在低气温和低负荷条件下亚临界和超高压汽包锅炉烟气温度的缺口可以达到20℃以上,比直流和超临界锅炉更大,此时SCR停运,烟气排放浓度将不能满足国家环保要求。
我国目前尚没有成熟的低温SCR 脱硝技术,需要使用复杂的换热系统才能应用SCR脱硝增加了能耗和设备投资,因此面临着艰巨的NO X减排困难。
根据环保部《火电厂大气污染物排放标准》是国家强制标准,火电厂在任何运行负荷时,都必须达标排放。
脱硝系统无法运行导致的氮氧化物排放浓度高于排放限值要求的,应认定为超标排放,并依法予以处罚。
目前全工况脱硝技术已经成熟,火电厂现有脱硝系统与运行负荷变化不匹配、不能正常运行、造成超标排放的,应进行改造,提高投运率和脱硝效率。
二、技术现状SCR低温脱硝催化剂,是洛阳万山高新技术应用工程有限公司为了解决汽包锅炉某些工况烟气温度过低和SCR低负荷运行时,导致SCR脱硝无法正常运行的技术难题,该技术是结合现有SCR脱硝工艺,从而实现SCR低温脱硝催化剂低温脱硝,SCR低温脱硝催化剂最为简单有效,由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO(占95%),NO难溶于水,而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3,溶解能力大大提高,很容易通过碱液喷淋等手段将其从烟气中脱出。
燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,简称SCR)技术是一种常用的燃煤锅炉烟气脱硝技术。
其主要原理是通过在催化剂的作用下,将烟气中的氮氧化物(NOx)与还原剂(尿素或氨水)进行反应,生成氮气和水,从而实现对烟气中NOx的减排。
SCR技术在燃煤锅炉烟气脱硝中具有较高的脱硝效率、较低的能耗和较少的副产物生成等优势。
SCR技术逐渐成为燃煤锅炉烟气脱硝的首选技术之一。
在选择SCR技术进行燃煤锅炉烟气脱硝时,需要考虑以下几个方面:1. NOx排放浓度:首先需要了解燃煤锅炉烟气中NOx的排放浓度。
通常情况下,烟气中NOx的浓度越高,所需的SCR系统工作温度也越高。
2. 烟气温度:选择SCR技术时还需要考虑烟气的温度。
SCR技术需要在一定的温度范围内才能发挥最佳脱硝效果,过低或过高的烟气温度都会影响SCR系统的脱硝效率。
3. 还原剂选择:还原剂的选择也至关重要。
常用的还原剂有尿素和氨水。
尿素作为还原剂具有较高的还原效率和较低的成本,但是在储存、输送和喷淋过程中需要特定的设备和控制措施。
氨水作为还原剂则相对简单,并且能够与煤粉进行混合燃烧,但成本较高。
4. 催化剂选择:选择合适的催化剂也是关键。
SCR技术中常用的催化剂有V2O5/TiO2、WO3/TiO2等。
催化剂选择应综合考虑其脱硝效率、抗毒化能力和经济性等。
5. SCR系统构成:SCR系统主要由氨水喷淋系统、催化剂层和控制系统等组成。
喷淋系统应能够均匀喷淋还原剂,催化剂层应具备较大的比表面积和良好的气体分布特性,控制系统应能够精确控制喷淋量和催化剂温度等参数。
选择性催化还原烟气脱硝技术是一种成熟的燃煤锅炉烟气治理技术。
在选择SCR技术时需注意烟气中NOx的排放浓度、烟气温度、还原剂和催化剂的选择,以及SCR系统的构成等因素。
只有全面考虑这些因素,才能选择出适合特定燃煤锅炉的SCR技术,实现烟气脱硝的高效、经济和可靠。
电厂超低排放技术装备的脱硝催化剂选择与应用随着环境保护意识的提升和对空气质量的要求越来越高,电厂超低排放技术装备的研发和应用已成为许多电厂的重要课题。
脱硝催化剂作为电厂脱硝系统的核心组成部分,其选择和应用对于实现电厂超低排放具有重要意义。
本文将就电厂超低排放技术装备的脱硝催化剂选择与应用进行探讨。
首先,脱硝催化剂的选择应综合考虑其活性、稳定性、耐毒性等因素。
活性是脱硝催化剂的重要指标,通常以其氨功率谱活性(曲线描述了脱硝反应速率与温度之间的关系)来评估。
稳定性是指脱硝催化剂在长期运行中保持活性的能力,通常以其硫容量和烧结抵抗力来评估。
耐毒性是指脱硝催化剂对于氨和其他气体污染物的抗毒性能力,通常以其在含氨条件下的活性保持率来评估。
在选择脱硝催化剂时,需要根据电厂特定的工况和环境条件进行全面评估,并选取具备高活性、良好稳定性和较强耐毒性的催化剂。
其次,在电厂超低排放技术装备中,常用的脱硝催化剂主要包括钒钛催化剂、铁钛催化剂和复合催化剂。
钒钛催化剂具有较高的活性和稳定性,适用于高温脱硝系统,可以在较高温度下实现较高的脱硝效率。
铁钛催化剂则适用于低温脱硝系统,其活性在低温下较高,但对氨气的抗毒性较差,因此需要在设计和操作中加强对氨逃逸的控制。
复合催化剂由两种或更多种催化剂组成,综合了各种催化剂的优点,能够在较宽的温度范围内发挥良好的脱硝效果。
在选择脱硝催化剂时,需要根据电厂的运行温度和氨逃逸控制需求来选择合适的催化剂。
此外,电厂超低排放技术装备的脱硝催化剂应用中还需考虑到反应动力学和反应机理。
脱硝反应是一个复杂的化学反应过程,包括氨与氮氧化物的吸附、解离、氧化和还原等多个步骤。
因此,在实际应用中,需利用实验和模型研究来确定最佳的催化剂活性组分、载体结构以及反应温度等参数。
此外,还需要考虑到系统的稳定性和可行性,以确保催化剂的应用效果能够持续并满足超低排放的要求。
最后,电厂超低排放技术装备的脱硝催化剂选择与应用还需与电厂的其他污染物控制技术相配合。
燃煤超净排放技术装备的SCR催化剂研究引言:随着全球能源需求不断增长,煤炭作为主要的化石燃料之一,在能源供应中扮演着重要角色。
然而,燃煤释放出的大量污染物,尤其是二氧化硫、氮氧化物和颗粒物,对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
为了减少煤炭燃烧带来的污染,燃煤超净排放技术装备的研究成为了全球范围内一个热点课题。
而SCR(Selective Catalytic Reduction)催化剂作为燃煤超净排放技术装备的关键组成部分,其研究和开发对于实现煤炭燃烧超净排放具有重要意义。
一、SCR催化剂的定义及原理SCR催化剂是一种广泛应用于煤炭燃烧超净排放技术装备中的氮氧化物脱除剂。
其工作原理基于选择性催化还原反应,通过在催化剂表面加入催化剂促使反应发生,使氮氧化物(NOx)在高温下与还原剂(通常是氨气)发生气相反应,最终转化为不活性氮气(N2)和水蒸气(H2O)。
二、SCR催化剂的组成和性能要求1. 组成:SCR催化剂主要由载体和活性成分两部分组成。
载体通常采用高表面积、高孔隙度的陶瓷材料,如γ-Al2O3、TiO2等。
活性成分则是催化剂的关键部分,常用的有V2O5、W2O3、MoO3等氧化物。
2. 性能要求:(1)催化活性:SCR催化剂需要在较低温度下就能实现高效的氮氧化物转化率,具有良好的催化活性和高催化选择性。
(2)抗硫特性:煤炭燃烧过程中释放的气态硫化物会对SCR催化剂产生中毒作用,因此催化剂需要具备较高的抗硫性能。
(3)抗水汽特性:SCR催化剂在湿烟气环境中需要保持稳定的催化性能,因此具有良好的抗水汽特性也是催化剂的重要性能要求。
三、SCR催化剂的研究进展1. 催化剂组成的优化:近年来,研究人员通过调节SCR催化剂的组成,来提高催化剂的活性和稳定性。
例如,引入杂质金属氧化物如CeO2、MnOx等作为催化剂的活性组分,能够极大地增加催化剂的活性。
此外,采用纳米材料作为载体也能够增加催化剂的表面积和孔隙度,提高催化剂的催化效率。
80一、SCR脱硝催化剂的种类SCR脱硝催化剂是燃煤电厂进行脱硝技术应用时常用的一类催化剂。
在电厂脱硝技术应用的过程中,进行选择性催化换元法能够针对脱硝的效率进行有下坡保障,并且在进行脱硝反应的过程中,具有不会出现副产物;脱硝装置安装、操作都较为简单;进行维护的过程也较为简单等优势,因此在国内外燃煤电厂进行脱硝处理的过程中都得到了非常广泛的应用。
按照结构来进行划分可以将SCR脱硝催化剂划分为三类。
第一类是蜂窝状催化剂,第二类是波纹式催化剂,第三类是平板式催化剂。
这三种催化剂在进行应用的过程中各有优劣,例如波纹式催化剂能够针对自身与烟气的接触面积进行增加,而蜂窝状催化剂则使用周期较长,平板式催化剂能在使用过程中有效防止飞灰堵塞,并且更加耐磨等等。
二、SCR脱硝催化剂进行再生的意义1.促进环保事业发展。
随着我国环保意识的不断增强,我国环保部已经接连发布了许多有关于环境保护的规定,其中就有与SCR脱硝催化剂相关的内容。
在这些规定中,已经将废烟气脱硝催化剂纳入了危险废物的范畴内,这也就意味着在燃煤电厂进行脱硝处理的过程中,如果不针对废烟气脱硝催化剂进行有效处理,而是再像以前一样进行随意丢弃或是掩埋,那么不仅会对环境造成污染,还有可能会面临相应的处罚。
因此在进行废弃催化剂处理的过程中,许多企业会选择针对废弃催化剂进行再生,通过这样的方式,能够做到物尽其用,还能够针对我国的环保事业做出一定的贡献。
2.避免资源浪费。
目前我国大多数燃煤电厂在进行脱硝操作的过程中,通常会应用选择性催化还原技术。
一般情况下,催化剂的使用寿命约为2.4万小时。
而如果我国燃煤电厂在针对脱硝催化剂进行应用的过程中能够针对废催化剂进行再生操作,使废催化剂能够从新投入应用,就能够有效保证我国的资源再利用,不仅针对原材料进行了节约,同时也节约了购进新原材料的成本。
最后还能够有效迎合我国资源有效利用的口号,避免了资源浪费的情况发生。
3.能够针对企业生产成本进行降低。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第10期·3306·化 工 进 展燃煤电厂废弃SCR 脱硝催化剂元素回收研究进展陈晨,陆强,蔺卓玮,李文艳,董长青(华北电力大学生物质发电成套设备国家工程实验室,北京 102206)摘要:随着选择性催化剂还原法(SCR )脱硝技术在国内的普及以及SCR 脱硝工程的大量建设,废弃SCR 脱硝催化剂的高效处置已引起了广泛关注,针对高附加值成分的元素回收是较为合理的处置方案。
本文总结了目前关于废弃SCR 脱硝催化剂3种主要元素Ti 、V 、W (或Mo )回收的主要技术方案,其中Ti 元素的回收主要是通过钠化焙烧法或浓碱浸出法首先分离Ti 元素,而后通过酸洗法回收获得二氧化钛;V 元素的回收方法主要包括铵盐沉淀法、萃取法和电解法,从而得到五氧化二钒或者偏钒酸铵;W 元素的回收方法主要包括钙盐沉淀法、钠盐结晶法和酸沉法,从而得到三氧化钨。
在此基础上,对各技术方案进行了比较,为开发高效合理的元素回收技术提供依据,并指出后续研究中还需要优化酸洗法回收Ti 元素的酸洗条件以及V 、W 元素的纯化技术,从而进一步提高回收产品的纯度。
关键词:催化剂;回收;废物处理;选择性催化还原法;脱硝催化剂中图分类号:TQ 426.94 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2016)10–3306–07 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2016.10.041Research progress of element recovery of waste De-NO x SCR catalyst fromcoal-fired power plantsCHEN Chen ,LU Qiang ,LIN Zhuowei ,LI Wenyan ,DONG Changqing(National Engineering Laboratory for Biomass Power Generation Equipment ,North China Electric Power University ,Beijing 102206,China )Abstract :With the large scale application of the SCR De-NO x technique and the construction of the SCR systems ,the treatment of the waste SCR catalysts has gained increasing attentions in recent years. Recovery of valuable elements is considered to be a promising way. This paper summarizes different element recovery techniques for three major elements of V ,W and Ti (or Mo ). The element Ti can be recovered through the sodiumzation-calcination or concentrated alkali leaching ,followed by acid washing to obtain titanium dioxide ,while the element V can be recovered by the ammonium salt precipitation ,extraction or electrolysis method ,as vanadium pentoxide or ammonium vanadate. And the element W can be recovered via the calcium salt precipitation ,sodium crystallization or acid precipitation method ,as tungsten trioxide. These methods are compared with each other ,to provide information for the development of a reasonable solution for the waste SCR catalysts. Moreover ,further research work is pointed out as to optimize the acid washing conditions in the recovery of Ti as well as the purification techniques of V and W ,so as to enhance the purity of the recovered products. Key words :catalyst ;recovery ;waste treatment ;SCR ;De-NO x第一作者:陈晨(1989—),男,硕士研究生。
燃煤电厂SCR脱硝催化剂再生技术及应用作者:周敏来源:《中国化工贸易·中旬刊》2018年第09期摘要:本文系统阐述了SCR脱硝催化剂的反应原理、失活原因以及再生工艺流程,对延长催化剂使用寿命和制定废弃催化剂再生工艺具有重要指导意义。
关键词:SCR;催化剂失活;再生工艺2016年11月7日,国家能源局发布《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》,规划内容指出,到2020年火电机组NOx排放量下降到50ppm,30万千瓦级以上具备条件的燃煤机组全部实现超低排放。
我国火电厂脱硝改造集中在2012年~2014年,脱硝催化剂的化学寿命约为16000~24000小时,新催化剂3~5年将失活而不能满足超低排放的要求。
如果直接更换新催化剂一方面给电厂带来巨大的经济支出,另一方面造成资源浪费。
催化剂再生成本仅仅是原生催化剂的40%~50%,因此再生成为最佳的废催化剂处理方式。
1 SCR催化基本原理SCR(Selective Catalytic Reduction)即为选择性催化还原技术,该催化反应过程为气固两相反应,目前国内外对复杂的反应机理并未达成共识,但典型的反应过程为:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (1)4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O(2)同时,还会发生副反应,生产副产物N2O:4NH3+4NO+3O2→4N2O+6H2O(3)2 SCR催化剂失活主要原因分析催化剂失活主要指其活性稳定期间在其他杂质的作用下催化活性显著下降的现象。
按照失活催化剂是否具备再生价值进行区分,失活原因主要分为不可再生失活和可再生失活,前者包括高速流动的飞灰造成的催化剂磨损、高温引起的催化剂烧结;后者包括烟气中飞灰等杂质引起的催化剂表面覆盖及进入催化剂孔道中造成的堵塞、烟气中碱(土)金属、磷、砷、汞等元素因占据活性位点而引起的催化剂中毒以及高温引起的活性组分的流失。
2.1 堵塞失活微孔堵塞是由细小的飞灰颗粒和铵盐造成,煤燃烧后所产生的细小颗粒的飞灰,在流经催化剂时可能会进入催化剂表面的孔道中,并覆盖活性位点。
燃煤电厂SCR脱硝技术催化剂的特性及进展SCR烟气脱硝技术中催化剂的基本知识及常用的催化剂种类,阐述了燃煤电厂应用SCR技术中对催化剂的要求,并分析了影响催化剂钝化的主要因素,对比介绍了不同厂家催化剂的性能并总结了催化刺的发展动态。
烟气脱硝SCR法(选择性催化还原)是一种利用催化剂使烟气中的N 与还原剂(一般是Nil3)反应生成对环境无污染的N2和水,以降低NOx排放的方法。
SCR系统中的重要组成部分就是催化剂,其成本是整个SCR系统的主要方面,深入了解催化剂对改进催化剂性能和降低成本有很重大的意义。
虽然SCR技术在日本率先于20世纪7O 年代实现了商业化,随后在世界范围内得到了广泛的应用,但是到目前为止公认的足够有效的催化剂尚未被发现。
各国的研究学者对催化剂的研究从来就没有停止过,寻找高效经济的催化剂任重而道远。
1 SCR法催化剂的基本概念1.1 催化剂种类最初开发的SCR催化剂形状是粒状的。
现在为了防止催化剂层被粉末堵塞,减少压力的损失,而采用蜂窝状或平板状催化剂,这种催化剂可根据排气中粉末浓度选定格子的间距。
SCR 催化剂是由基材、载体活性金属构成的,但现在使用的大多数蜂窝状催化剂不是用基材的,而是把载体材料本身作为基材制成蜂窝状。
1.2 催化剂性能的影响因素对催化剂性能影响较大的因素有反应温度、催化剂量、氨的注入量等。
由于在250—450℃(最好350—400℃),催化剂有最佳活性,通常脱硝反应设定在这个温度范围内。
当反应温度不在这个温度范围内时,催化剂的性能将降低,尤其是在高温区域使用时,由于过热促使催化剂的表面被烧结,使催化剂寿命降低。
但是,最近随着脱硝装置适用范围的扩大,同时也要求催化剂的使用温度范围扩大。
催化剂反应温度的依赖特性是由催化剂的各种活性成分的含有浓度以及比例所决定的。
通过适当地选择活性金属的组成,可以制造适合于各种用途且具有最佳特性的催化剂。
催化剂的量是根据脱硝装置的设计能力和操作要求来决定的,增加催化剂量可以提高脱硝性能,在实际应用中,催化剂的初期充填量是设计要求的最适量和使用期间的损失量之和。
xxx煤电有限公司2×135MW热电机组烟气脱硝工程SCR烟气脱硝装置催化剂技术协议买方:卖方:设计方:签订地点:签订日期:二〇一二年三月目录第一章技术规范 (3)第二章供货范围 (16)第三章设计要求与设计联络会 (18)第四章技术资料和交付进度 (19)第五章性能验收试验 (20)第六章技术服务 (20)签字页 (23)第一章技术规范1、总则1.1本技术规范用于xxx煤电有限公司2×135MW热电机组烟气脱硝工程催化剂的设计、结构、性能、供货、试验和服务等方面的技术要求。
1.2本技术规范提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术要求作出详细规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方应保证提供符合本技术规范和相关的国际国内标准的优质产品及其相应服务。
1.3卖方应执行本技术规范所列标准。
有不一致时,按较高标准执行。
1.4如卖方没有对本技术规范提出书面异议,买方则认为卖方提供的产品完全满足本技术规范的要求。
1.5在合同签定后,买方有权因规范、标准、规程发生变化而提出一些补充要求,具体内容双方共同商定(包含商务问题)。
1.6本技术协议经双方签字以后可作为订货合同的附件,与合同正文同等效力。
1.7如买方有除技术规范以外的其他要求,应以书面形式提出,经供需双方讨论、确认后,载于本技术协议中。
2、设计条件一期2×135MW机组锅炉为东方锅炉厂生产的DG-480/13.7-Ⅱ10型煤粉炉,锅炉型式为超高压自然循环汽包炉,单炉膛,Π型布置,四角切圆燃烧方式,一次中间再热,平衡通风,紧身封闭,固态排渣,受热面采用全悬吊方式,炉架采用全钢结构、双排布置。
锅炉主要设计参数见下表。
2.1.1锅炉主要设计参数项目单位设计参数(BMCR)过热蒸汽流量t/h480过热蒸汽压力MPa13.7过热蒸汽温度℃540再热蒸汽流量t/h391再热蒸汽进出口压力MPa 2.99/2.69再热蒸汽进出口温度℃334/540给水温度℃254空预器出口烟温℃136总燃料消耗量t/h68最低不投油稳燃负荷%45锅炉计算效率%92.322.1.2机组的运行情况统计机组编号单位机组容量MW2×135年利用小时小时5500每台炉BMCR燃煤量(设计煤质)T/H68冷却水采用除盐水,压力:0.3-0.6MPa(暂定)冷却水温度:最高38℃(暂定)压缩空气压力:0.4-0.8MPa(g)辅助蒸汽参数为:0.423~1.061MPa,温度为260℃~360℃。
超低排放形势下提高SCR脱硝系统效率面对国内日益严峻的环保形势,火电厂大气污染物控制将全面实施超低排放深度治理,燃煤电厂排放的大气污染物质量浓度,烟尘、二氧化硫、氮氧化物3项指标的排放限值分别为5,30,40 mg/m3[1]。
燃煤电厂实现NOx超低排放采用低氮燃烧(LNB)与SCR技术的组合。
实现NOx超低排放需要提高SCR脱硝效率,采取有以下效措施1、增加催化剂的体积增加一层催化剂;加大反应器的体积,降低烟气流速,增加烟气与催化剂的接触反应时间。
某电厂原SCR脱硝系统设计入口NOx质量浓度为400mg/m3,脱硝效率为80%。
为实现NOx超低排放,在原基础上增加了第3层备用催化剂。
实验室中试检测结果表明,脱硝效率提高到90%以上后,SCR脱硝系统出口NOx质量浓度由之前的44.6mg/降低至34.2 mg/m3,氨逃逸量由之前4.4µL/L降低到了0.9µL/L。
2、 NH3/NOx摩尔比增大氨氮摩尔比至0.9,脱硝效率升高至90%,NH3逃逸也逐渐增大。
尤其当脱硝效率超过95%时,氨逃逸增大的趋势明显加快,空气预热器形成硫酸氢铵堵塞的风险增大。
2、优化烟气流场、氨喷口的设计,提高NH3/NOx混合均匀性对喷氨量调整进行优化设计,采用双向分区喷氨量调节功能的脱硝系统,实现喷氨量的精细化调整;提高注氨格栅喷射点的密度;烟道内设置静态混合器;通过数值模似优化设计,调整开孔位置和大小;采用可调节流量的喷枪,根据氮氧化物的深度调节每个喷枪的喷氨量。
3、喷氨控制要求提高采用PID串级闭环控制系统对原脱硝过程控制系统进行优化。
以SCR反应器入口NOx质量浓度及烟气流量为前馈,以SCR反应器出口NOx质量浓度为反馈,计算出理论喷氨流量,通过PID控制氨流量调节阀开度,从而实现脱硝喷氨量与机组负荷、入口NOx质量浓度的自动协调。
4、提高脱硝设备系统入口烟温通过省煤器水旁路或给水加热等方式,减少烟气吸热量来,提高催化剂入口烟温,保证在任何工况下SCR反应器的温度都在380℃至400℃。