您现在的位置: 首页 >> 技术路线

    烟气脱硝(SCR)技术

    综述

           我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,我国煤燃烧所释放的SO2占全国总排放量的87%,NOx占67%,粉尘占60%,CO2占7l%,造成了 严重的环境污染和生态破坏。选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是指在催化剂的作用下,还原剂(液氨)与烟气中的氮氧化物反应 生成无害的氮和水,从而去除烟气中的NOx。

    SCR脱硝工艺的原理和流程

           选择性催化还原法(SCR)脱硝技术是指在催化剂的作用下,还原剂(液氨)与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水,从而去 除烟气中的NOx。 选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应,而不与烟气中的氧气发生反应。

    脱硝反应过程示例图


    SCR工艺流程:还原剂 (氨) 用罐装卡车运输,以液体形态储存于氨罐中;液态氨在注入SCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化; 气化的氨和稀释空气混合,通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中;充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应,去除NOx。



    SCR脱硝工艺主要组成部分

    SCR反应器

    每台锅炉配置2台脱硝反应器,反应器的截面尺寸根据锅炉的大小设计,每台脱硝反应器设计成2+1层催化剂布置方式,其中上层为预留层。烟气经过与氨气均匀混合后垂直向下流经反应器,反应器入口设置气流均布装置,反应器主要由里面布置的催化剂、催化剂支撑梁、反应器壳体、密封板等组成。 在反应器内,还原剂(液氨)在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水,从而去除烟气中的NOx。

    催化剂

    催化剂有贵金属和普通金属之分,贵金属催化剂由于它们和硫反应,且价格昂贵,实际上不予采用,普通催化剂催化效率不是很高,价格也比较贵,要求反应温度范围为300~400℃。比较常用的催化剂含有氧化钒和氧化钛。 SCR催化剂由陶瓷支架和活性成分(氧化钒,氧化钛,有时候还有钨)组成,现在使用的催化剂性状主要有两种:蜂窝形和板形。采用预制成型的蜂窝型陶瓷,催化剂填充在蜂窝空中或涂刷在基质上。采用板形时在支撑材料外涂刷催化剂。烟气含尘时,吸收塔一般是垂直布置,烟气由上而下流动。催化剂布置在2层到4层(或组)催化剂床上,为充分利用催化剂,一般布置3层或4层,同时提供一个备用的催化床层。当催化剂活性降低时,在备用层中安装催化剂。持续失活后,在旋转基座上更换催化剂,一次只换一层,从顶层开始,这种方法可以充分利用催化剂。吸收塔内布置吹灰器,定期吹灰,吹去沉积在催化床上的灰尘。

    反应器壳体和钢结构

    反应器壳体是包含催化剂的外部结构,主要由框架钢结构、钢板焊接而形成密闭的空间。为了防止烟气的散热,在反应器内外护板之间布置保温材料。 为支撑催化剂,在每层催化剂的下面布置有支撑钢结构梁,将催化剂模块成排布置在支撑梁上。 在反应器的入口设置气流均布装置,反应器内部易于磨损的部位设有防磨措施。内部各种加强板及支架均设计成不易积灰的型式,同时将考虑热膨胀的补偿措施。在反应器壳体上设置更换催化剂的门、人孔门和安装声波吹灰器的孔。

    烟道系统

    烟道分为反应器入口烟道和出口烟道二部分。 入口烟道从锅炉尾部省煤器出口膨胀节至反应器入口为止。在入口烟道上布置有氨喷射装置、管式混合器、烟气导流板和灰斗等。 出口烟道从反应器出口至锅炉尾部空预器入口为止。在出口烟道上布置有烟气导流板等。

    氨储存制备供应系统

    液氨用罐装卡车运输,以液体形态储存于氨储罐中;液态氨在注入SCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化,并经过缓冲罐稳压后供应反应器脱硝使用,这部分工作都是在氨储存制备供应系统内完成的。 氨储存制备供应系统主要由卸料压缩机、液氨储罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽及氨输送管道等,并备有氮气吹扫系统。

    氨喷射系统

    氨喷射系统包括由气化的氨与稀释空气混合,通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中这一工艺过程。

    稀释风机

    氨在空气中的体积浓度达到16~25%时,会形成II类可燃爆炸性混合物。为保证注入烟道的氨与空气混合物的安全,除控制混合器内氨的浓度远低于其爆炸下限外,还保证氨在混合器内均匀分布,喷入反应器入口烟道的氨气为空气稀释后的含5%左右氨气的混合气体。所选择的风机满足脱除烟气中NOx最大值的要求,并留有一定的余量。

    氨/空气混合器

    为了保证氨气与稀释空气均匀混合,每台锅炉采用2台混合器,混合器为隔板式。

    氨喷射格栅

    氨气的注入采用格栅式,在管道上布置很多喷嘴,以保证喷入烟道内的氨与烟气均匀分配和混合。在喷射格栅的入口每一区域分配管道上设有手动流量调节阀,以调节个个区域氨气的分配。

    吹灰系统

    SCR反应器采用声波吹灰器,每台反应器安装一套声波吹灰系统。每一层催化剂设置3台吹灰器,一台锅炉共装有12台声波吹灰器。吹灰控制纳入机组DCS系统。


    SCR法是一项可靠有效的烟气脱硝技术。目前,该法在我国应用逐年增多,脱硝催化剂也已经实现国产,所以本技术成熟在国内较大机组应用。