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環(huán)保脫硝污染處理技術(shù),電力行業(yè)環(huán)保脫硝污染處理,力皇供

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環(huán)保脫硝污染處理技術(shù),電力行業(yè)環(huán)保脫硝污染處理,力皇供 1、電力行業(yè) 1.1行業(yè)背景近年來，工業(yè)化、城市化、市場化的快速發(fā)展對電力的需求急劇膨脹，極大的刺激了電力行業(yè)投資規(guī)模的擴(kuò)張，在以火電為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)下，決定了電力行業(yè)是高能耗、高污染的行業(yè)。2001年以來，電力行業(yè)一直是重污染性污染行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國火電發(fā)電設(shè)備容量累計(jì)達(dá)8.4億千瓦，占同期全國總裝機(jī)容量的72%，較往年略有下降；水電和核電發(fā)電設(shè)備容量占同期總裝機(jī)容量的21%，基本與往年同期持平。火電在新增產(chǎn)能中開始弱化，在存量產(chǎn)能中的主導(dǎo)地位依然牢固。在火力發(fā)電機(jī)組中，主要可劃分為燃煤型機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組。燃煤機(jī)組產(chǎn)生的污染屬于典型的煤煙型污染，以煙塵和酸雨的危害，主要污染物有煙塵、硫氧化物(so2、so3)、氮氧化物（nox）、二氧化碳、微量重金屬等；針對燃?xì)鈾C(jī)組主要且首要污染物為氮氧化物（nox）。煤炭作為我國現(xiàn)行主要能源結(jié)構(gòu)之一，約占總能源60%。六大發(fā)電集團(tuán)的日均耗煤量也持續(xù)走高；電煤消耗攀升導(dǎo)致了火電廠污染排放負(fù)荷加大，為了實(shí)現(xiàn)排污總量控制或者排污消減，環(huán)保政策嚴(yán)格化、排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行低標(biāo)準(zhǔn)；一些地區(qū)正在推行燃?xì)鈾C(jī)組替代燃煤機(jī)組，但是受燃?xì)鈾C(jī)組上網(wǎng)電價(jià)和供熱價(jià)格均高于燃煤機(jī)組加重了發(fā)電企業(yè)和地方的負(fù)擔(dān)；天然氣供需矛盾的日益加劇等因素影響將導(dǎo)致燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)營面臨的風(fēng)險(xiǎn)加大。 1.2環(huán)保政策及排放標(biāo)準(zhǔn) 2011年環(huán)保部頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb13223-2011）,2012年實(shí)施；2014年7月1日起，現(xiàn)有所有的火力發(fā)電鍋爐及機(jī)組均執(zhí)行表1標(biāo)準(zhǔn)；重點(diǎn)地區(qū)執(zhí)行表2標(biāo)準(zhǔn)；詳見下頁表1、表2；根據(jù)目前現(xiàn)有環(huán)保政策及大氣污染現(xiàn)狀，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，為適應(yīng)未來新的環(huán)保要求，很多地區(qū)和企業(yè)不在是執(zhí)行地區(qū)或者重點(diǎn)地區(qū)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；而是提出了“超低排放”、甚至“超超低排放”；二、脫硝工藝針對目前應(yīng)用成熟、且運(yùn)行穩(wěn)定的主流脫硝工藝分為： ①sncr-選擇非催化還原技術(shù) ②scr -選擇性催化還原技術(shù) ③sncr+scr聯(lián)合脫硝技術(shù) ④強(qiáng)氧化脫硝各脫硝工藝對比：項(xiàng)目 scr sncr sncr+scr 強(qiáng)氧化脫硝還原劑 nh3或尿素 nh3或尿素 nh3或尿素臭氧、次氯酸、次氯酸鈉等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)溫度 250~420℃ 850~1150℃ 前段：850~1150℃，后段：250~420℃ 120~150℃ 催化劑 tio2，v2o5，wo3 不使用催化劑后段加裝少量tio2，v2o5，wo3 不使用催化劑脫硝效率 70~90% 30~70% 40~80% 30~80% 反應(yīng)劑噴射位置多選擇省煤器與scr反應(yīng)器間的煙道內(nèi) 通常在爐膛內(nèi)噴射綜合sncr和scr 煙道出口 nh3逃逸小于3ppm 5~8ppm 小于5ppm 無 so2/so3氧化會(huì)導(dǎo)致so2/so3氧化不導(dǎo)致so2/so3氧化 so2/so3氧化較scr低會(huì)導(dǎo)致so2/so3氧化對空氣預(yù)熱器影響催化劑中的v、mn、fe等多種金屬會(huì)對so2的氧化起催化作用，so2/so3氧化率較高， nh3與so3易形成nh4hso4而造成堵塞或腐蝕不會(huì)因催化劑導(dǎo)致so2/so3的氧化，造成堵塞或腐蝕的概率低于scr和混合sncr-scr so2/so3氧化率較scr低，造成堵塞或腐蝕的概率較scr低因?yàn)樵诳疹A(yù)器后方，故對空預(yù)器無影響系統(tǒng)壓力損失催化劑會(huì)造成較大的壓力損失沒有壓力損失催化劑用量較scr少，產(chǎn)生的壓力損失相對較小主要壓力損失來源于煙道部分燃料的影響高灰分會(huì)磨耗催化劑，堿金屬氧化物會(huì)使催化劑鈍化無影響與scr相同無影響鍋爐的影響受省煤器出口煙氣溫度的影響受爐膛內(nèi)煙氣流速、溫度分布及nox分布影響綜合sncr和scr 無影響占地空間大（需增加大型催化劑反應(yīng)器和供氨或尿素系統(tǒng)）小（鍋爐無需增加催化劑反應(yīng)器）較?。ㄐ柙黾有⌒痛呋瘎┓磻?yīng)器）較小，常與濕法脫硫一起應(yīng)用 1、sncr脫硝工藝技術(shù)簡介 1.1 sncr脫硝原理 sncr技術(shù)，即選擇性非催化還原技術(shù)，它是目前主流的煙氣脫硝技術(shù)之一。在爐膛850~1150℃這一溫度范圍內(nèi)、無催化劑作用下，nh3或尿素等還原劑可選擇性地還原煙氣中的nox，基本上不與煙氣中的o2作用，據(jù)此發(fā)展了sncr煙氣脫硝技術(shù)。在850~1150℃范圍內(nèi)，nh3或氨水還原nox的主要反應(yīng)為： nh3為還原劑 4no + 4nh3 + o2 → 4n2 + 6h2o 4no2 + 2nh3 + o2 → 3n2 + 6h2o 尿素為還原劑 6 co(nh2)2+8 no2+o2→10 n2+6 co2+12 h2o 1.2 sncr脫硝還原劑的選擇用于 sncr脫硝工藝中常使用的還原劑有氨水、液氨和尿素溶液。若還原劑使用液氨，優(yōu)點(diǎn)是脫硝系統(tǒng)儲(chǔ)罐容積可以較小，還原劑價(jià)格；缺點(diǎn)是氨氣有毒、可燃、可爆，儲(chǔ)存的安全防護(hù)要求高，需要經(jīng)相關(guān)消防安全部門審批才能大量儲(chǔ)存、使用；另外，輸送管道也需特別處理；需要配合能量很高的輸送氣才能取得一定的穿透效果，一般應(yīng)用在尺寸較小的鍋爐或焚燒爐，不推薦使用。若還原劑使用氨水，氨水有刺激性氣味，揮發(fā)性和腐蝕性強(qiáng)，有一定的操作安全要求，但儲(chǔ)存、處理比液氨簡單；由于含有大量的稀釋水，儲(chǔ)存、輸送系統(tǒng)比氨系統(tǒng)要復(fù)雜；氨水噴射性能，穿透能力比氣氨好，但其揮發(fā)性比尿素溶液大，應(yīng)用在墻式噴射器的時(shí)候仍然難以深入到大型爐膛的深部，因此一般應(yīng)用在中小型鍋爐上。還原劑采用尿素溶液，尿素溶液不易燃燒，無色無味，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用比較簡單安全；揮發(fā)性比氨水小，在爐膛中的穿透性好；由于固體尿素溶于水是一個(gè)吸熱反應(yīng)并且在一定溫度下尿素將結(jié)晶析出，故此必須保持溶解罐、儲(chǔ)罐及管道系統(tǒng)內(nèi)尿素溶液在一定溫度范圍內(nèi)以防止尿素的結(jié)晶析出。因此尿素為還原劑的建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用較氨水脫硝大。還原劑優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 選用建議液氨還原劑和蒸發(fā)成本低；體積小。為了防止液氨溢出污染，需要較高的安全管理投資；風(fēng)險(xiǎn)較大。新建電廠，若液氨貯存場地滿足相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，并取得危險(xiǎn)化學(xué)品管理許可，可以使用。氨水采用20%—25%氨水在存儲(chǔ)時(shí)并無特別要求，液體溢出后，擴(kuò)散范圍較液氨?。粷舛确秶^易控制。氨水脫硝對sncr整體制造工藝要求較高，氨水作為化學(xué)劑都要設(shè)計(jì)溢流及緊急泄露處理裝置。一般煤化工企業(yè)使用較多，企業(yè)可以根據(jù)鍋爐工況直接配置還原劑濃度，從而節(jié)省的軟水的消耗。脫硝效率高、反應(yīng)溫度窗口叫尿素低，范圍稍廣尿素溶液沒有溢出危險(xiǎn)。設(shè)備占地面積小；對周圍環(huán)境要求較低；還原劑制備相對于氨水脫硝要復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)備投資大，還原劑成本高。在人口密度高，或特別強(qiáng)調(diào)安全的情況下，推薦使用。 1.3 sncr脫硝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) （1） sncr 脫硝技術(shù)不使用催化劑，運(yùn)行成本低，有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。（2） sncr 脫硝建設(shè)周期短，基建投資少。（3）由其反應(yīng)機(jī)理，比較適合于現(xiàn)有機(jī)組中小型電廠改造項(xiàng)目。（4）此法的脫硝效率約為40%-70%，尤其適用循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝。（5） sncr 技術(shù)是已投入商業(yè)運(yùn)行的比較成熟的煙氣脫硝技術(shù)。（6）現(xiàn)代更有效的霧化控制模式、更精確的nox 測量技術(shù)可更好地控制脫硝劑的噴入劑量和混合程度，使其可獲得高穩(wěn)定的脫硝效率。 2.scr脫硝工藝 2.1scr系統(tǒng)工藝說明在眾多的脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法(scr)是脫硝效率，相當(dāng)為成熟的脫硝技術(shù)，目前已成為國內(nèi)外電站脫硝應(yīng)用的主流技術(shù)。 scr技術(shù)是還原劑(nh3、尿素)在催化劑作用下，選擇性地與nox反應(yīng)生成n2和h2o，而不是被o2所氧化，故稱為“選擇性”。主要反應(yīng)如下： no+no2＋2nh3→2n2+3h2o 4no +4nh3＋o2→4n2+6h2o 對于scr工藝，選擇的還原劑有尿素、氨水和純氨。尿素法是先將尿素固體顆粒在容器中完全溶解，然后將溶液泵送到熱解爐中，在高溫的條件下尿素與水反應(yīng)生成氨氣；氨水法，是將25％的含氨水溶液通過加熱裝置使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽；純氨法是將液氨在蒸發(fā)槽中加熱成氨氣，然后與稀釋風(fēng)機(jī)的空氣混合成氨氣體積含量為5％的混合氣體后送入煙氣系統(tǒng)。 2.2scr工藝影響因素在scr系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，相當(dāng)重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、so3濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù)，催化反應(yīng)只能在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)存在催化的溫度，這是每種催化劑特有的性質(zhì)，因此煙氣溫度直接影響反應(yīng)的進(jìn)程；如本工程選擇的催化劑，可在煙溫300～400℃之間運(yùn)行，低于低限溫度或高于高限溫度運(yùn)行，催化劑就都會(huì)失活。煙氣流速直接影響 nh3與 nox的混合程度，需要設(shè)計(jì)合理的流速以保證 nh3與 nox充分混合使反應(yīng)充分進(jìn)行，流速的選擇應(yīng)避免煙灰在催化劑上的積累，并且要避免對催化劑的磨損，對于燃煤機(jī)組高塵布置的情況。反應(yīng)需要氧氣的參與，當(dāng)氧濃度增加催化劑性能提高，直到達(dá)到漸近值。氨逃逸是影響scr系統(tǒng)運(yùn)行的另一個(gè)重要參數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中通常是多于理論量的氨被噴射進(jìn)入系統(tǒng)，反應(yīng)后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸，nox脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加，在某一個(gè)氨逃逸量后達(dá)到一個(gè)漸進(jìn)值；一般要求氨逃逸不大于3ppm。 2.3scr工藝催化劑的選擇 scr 系統(tǒng)中的重要組成部分是催化劑，各種催化劑活性成分均為wo3和v2o5。當(dāng)前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網(wǎng)格為基材負(fù)載上含有活性成份的載體壓制而成；蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成份混合物整體擠壓成型；波紋狀催化劑外形如起伏的波紋，從而形成小孔。催化劑的比表面積是單位體積的催化劑的幾何表面積。蜂窩式催化劑的比表面積比板式催化劑大。由于脫硝反應(yīng)是氣相反應(yīng)，需要大量的反應(yīng)面積。在同樣的煙氣條件下，比表面積大就表示所需要的催化劑體積量少，反應(yīng)器尺寸和相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)也較小。但蜂窩催化劑的單位價(jià)格較高，盡管體積數(shù)較小，總投資仍然較高。蜂窩式催化劑的相鄰蜂窩孔隙的中心距，即節(jié)距。節(jié)距的大小取決于煙氣中的含塵量。高粉塵含量時(shí)選擇大節(jié)距的結(jié)構(gòu)，以減少催化劑被粉塵堵塞的發(fā)生。由于制造工藝的原因，蜂窩式催化劑可以在不改變催化劑外部尺寸的情況下，較容易地改變節(jié)距，適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。但由于蜂窩催化劑與煙氣接觸的邊界較多，因而比板式催化劑更容易堵塞。板式催化劑是以不銹鋼金屬網(wǎng)作為中心支撐體，再在外面覆蓋上催化劑活性成分。蜂窩形催化劑是以催化劑活性成分與承載材料混合壓制而成的。所以板式催化劑的強(qiáng)度比蜂窩式催化劑高。這樣板式催化劑抗煙氣中的灰粒子的沖刷能力較強(qiáng)。對于蜂窩催化劑，在催化劑入口后區(qū)段內(nèi)，煙氣形成層流，磨損較小，可以忽略。同時(shí)越接近催化劑的壁面，煙氣的速度越低，磨損越輕。所以，可以在催化劑入口部分加以硬化處理以提供更進(jìn)一步的保護(hù)，抗磨能力可大大提高。但這樣處理會(huì)提高相當(dāng)程度的造價(jià)。 3.sncr+scr聯(lián)合脫硝技術(shù) sncr+scr聯(lián)合脫硝技術(shù)，即融合了sncr、scr混合工藝，分二段進(jìn)行；scr工藝段還原劑的來源于前段sncr噴射的氨水/尿素溶液；通過前段sncr爐膛脫硝，減輕后面scr催化劑脫硝反應(yīng)負(fù)荷，同時(shí)利用前段沒有參與反應(yīng)/逃逸的***在催化劑的作用下，完成還原反應(yīng)，降低反應(yīng)氨逃逸，減少單純scr反應(yīng)所需催化劑的使用量。 4.強(qiáng)氧化劑脫硝技術(shù)介紹強(qiáng)氧化劑脫硝是一種低溫氧化技術(shù)，強(qiáng)氧化劑脫氮氧化物系統(tǒng)以高階氮氧化物優(yōu)良的溶解性和酸堿中和反應(yīng)為基礎(chǔ)。典型燃煤鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的nox主要組成為：約95％no和5％no2。no不容易溶于水，同時(shí)也不和堿性物質(zhì)反應(yīng)，而no2是相對易溶于水，同時(shí)可以和吸收反應(yīng)中的堿性物產(chǎn)生中和反應(yīng)生成鹽，可以很容易的溶解在水中形成硝酸。強(qiáng)氧化劑脫硝系統(tǒng)采用強(qiáng)氧化劑作為脫硝的反應(yīng)物，把強(qiáng)氧化劑通過噴氧格柵均勻的注入煙氣中，把不溶性的氮氧化物（no）轉(zhuǎn)變成為水溶性氮氧化合物no2或n2o3，或n2o5，n2o5高度可溶性，并迅速與煙氣中的水分發(fā)生反應(yīng)，形成硝酸。no經(jīng)強(qiáng)氧化劑轉(zhuǎn)化后進(jìn)入吸收塔，在吸收塔中no2、n2o5等氮氧化物迅速的與噴淋下來的堿性漿液接觸反應(yīng)，生成硝酸鹽等物質(zhì)，隨著吸收副物硫酸鹽一起進(jìn)入吸收后處理裝置。強(qiáng)氧化劑與nox的反應(yīng)是非?？焖俚?，這使強(qiáng)氧化劑成為在處理nox時(shí)具有較高的選擇性，通過控制反應(yīng)時(shí)間和強(qiáng)氧化劑的數(shù)量很容易控制對co和sox等化合物的氧化反應(yīng)，在脫硝中強(qiáng)氧化劑利用率高。與no之間的關(guān)鍵反應(yīng)如下： no+o3→no2+o2 （1） no2+o3→no3+o2 （2） no3+no2→n2o5 （3） no+o+m→no2+m （4） no2+o→no3 （5）固定電話：021-59106016-8001 手機(jī)號(hào)碼：13761803018 聯(lián)系QQ：3499925290 公司網(wǎng)址：www.lihuang.com.cn

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