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SCR脫硝裝置

發布日期:2018-11-28 12:45點擊:

  SCR脫硝技術原理與應用

  概述

  選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction,)脫硝技術,簡稱SCR脫硝技術,是20世紀80年代初開始逐漸應用于工業鍋爐和電站鍋爐煙氣脫硝的工藝,是能夠達到嚴格氮氧化物排放標準的高效可行的實用脫硝技術,也是目前國際上應用廣、成效大的脫硝技術之一。在日本、歐洲和美國等國家地區的大多數電廠基本上都應用該技術.

  技術原理

  SCR脫硝技術的原理是在一定的溫度下,在金屬催化劑作用下,以氨或尿素作為還原劑,與煙氣中的氮氧化物(NOX)發生還原反應生成無害的氮氣和水蒸汽,而不與煙氣中的氧氣發生反應,從而達到去除煙氣中的氮氧化物的目的。

  SCR脫硝效率約為80%~90%,與其他脫硝技術相比,具有反應溫度較低、裝置結構簡單、脫硝效率高、技術成熟、運行可靠、便于維護等特點,并且沒有副產物產生,不形成二次污染。SCR 反應原理SCR工藝本質上就是在一定溫度條件下(200~450℃),借助于催化劑的幫助,用氨(NH3)來還原NOx的過程,在反應過程中,NH3有選擇性地和NOx反應生成N2和H2O,而不是被O2所氧化。其主要反應式為:

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

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

  SCR脫硝裝置由液氨存儲與供應、氨/空氣噴霧系統、氣流調節裝置、氣流混合裝置、SCR反應器、SCR控制系統和SCR吹灰和輸灰等部分組成。首先,液氨由槽車運送到后存儲到液氨儲管中,輸出的液氨經氨蒸發器后變成氣氨并存于緩沖槽備用。緩沖槽中氣氨經減壓后送入氣氨/空氣混合器中,與空氣預熱氣出來的熱空氣混合,噴氨格柵的噴嘴將氨水或尿素溶液以微小的霧滴噴入來自鍋爐的煙道內,氣流調節裝置使噴嘴處的氣流保持均勻穩定,由氣流混合裝置將氨氣與煙氣充分混合,繼而進入SCR反應器。當煙氣流經SCR反應器催化層時,與霧化氨/空氣發生選擇性催化還原反應,生成無害的氮氣(N2)。去除NOX后的煙氣經電除塵器進入濕法脫硫系統進一步凈化,凈化合格后的尾氣通過排氣筒排放到大氣中?刂葡到y自動控制整套SCR系統運行,在保證脫硝效率的前提下防止過量的氨溢出,避免產生二次污染。

  1、煙氣組成:CO2、O2、N2、SO2、H2O

  2、運行條件:煙氣流量、飛灰濃度、入口NOx濃度

  SCR煙氣脫硝控制系統依據確定的NH3/NOx摩爾比來提供所需要的氣氨流量,通過在不同負荷下的對氣氨流量的調整,找到很好的噴氨量。進口NOx濃度和煙氣流量的乘積產生NOx流量信號,此信號乘上所需NH3/NOx摩爾比就是基本氨氣流量信號(前饋信號),根據煙氣脫硝反應的化學反應式,一摩爾氨和一摩爾NOx進行反應。摩爾比對應關系的決定是在現場調試期間來決定并記錄在氣氨流量控制系統的程序上。所計算出的氣氨流量需求信號送到DCS控制器并和真實氣氨流量的信號相比較,所產生的誤差信號經比例加積分動作處理送氨氣流量控制閥進行定位。同時根據設計脫硝38.0%,依據入口NOx濃度和設計中要求的最大≤5.0ppm的氨逃逸率計算出修正的摩爾率(反饋信號)并輸入在氣氨流量控制系統的程序上。SCR控制系統根據計算出的氨氣流量需求信號去定位氣氨流量控制閥,實現對脫硝的自動控制。

  3、飛灰組成:SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O

  4、性能要求:脫硝效率、SO2氧化率、NH3逃逸率、綜合考慮因素。

  5、模塊布置:反應器層數、催化劑壓降、空塔速度、催化劑孔內流速、反應器內流場分布要求

  6、輸出參數:催化劑體積、催化劑單體長度、催化劑層壓降、允許運行溫度(最低/最高)、反應器尺寸

  7、設計優化;影響催化劑用量的因素:煙溫、CaO;保證化學壽命與機械壽命,合理設計安全余量。

  運行維護

  1、系統啟動:啟動前,催化劑床層升溫≥水的露點溫度;煙溫小于150℃時,升溫速度不超過12℃/min;煙溫大于150℃時,升溫速度不超過60℃/min。

  2、正常運行:運行溫度、入口煙氣條件、及時吹灰。

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