NOx控制技术PPT格式课件下载.pptx
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城市大气中的NOx一般有2/3来自汽车等流动燃烧源的排放,1/3来自固定燃烧源的排放。
无论是流动燃烧源还是固定燃烧源,燃烧产生的NOx主要是NO,占90%以上;
NO2的数量很少,仅占5%10%。
PART1危害与现状PART2NOx排放会引发一系列的环境污染问题,毒害人类,危及人类的健康,破坏地球生态环境。
NOx危害性主要包括5个方面。
1、NOx对人体有毒害作用。
2、NOx会产生光化学烟雾。
3、NOx对植物有危害作用。
4、NOx对臭氧层有破坏作用。
PART25、NOx是形成酸雨的只要污染物。
PART2目前,我国的NOx年排放量仅次于美国。
随着国民经济发展、人口增长和城市化进程的加快,我国NOx排放量将继续稳步增长。
若不采取进一步的排放控制措施,到2020年和2030年,中国NOx排放总量将分别达到2900和4000万t。
由于氮氧化物排放来源广泛,只有同时实行节能政策和排放控制,一方面实施清洁能源政策,另一方面加强电厂、工业和交通等重点领域的氮氧化物排放端控制,才能有效降低全国氮氧化物排放水平。
PART2介于上述危害与现状,我们国家实施了一系列的措施。
2010年9月,环境保护部明确提出将NOx列入“十二五”总量控制指标。
2011年1月14日,国家环境保护部发布了比欧盟相关规定要求更高的火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿),其中规定从2012年1月1日开始,要求所有新建火电机组NOx排放量达到100mg/m3。
从2014年1月1日开始,要求重点地区所有火电投运机组NOx排放量达到100mg/m3,而非重点地区2003年以前投产的机组达到200mg/m3。
氮氧化物的控制已成为国家经济可持续发展和环境保护的紧迫客观要求。
“十三五”主要污染物排放排放浓度预计完成情况控制技术PART3010203NOx排放控制技术是根据燃烧过程的特点来设计的,目前正在使用的控制NOx排放量的措施有3种,即燃烧前的处理、燃烧技术的改进和燃烧后的处理。
燃燃烧技术的改进烧技术的改进燃燃烧后处理烧后处理PPT模板:
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3燃烧后处理也就是对燃烧产生的含NOx的烟气进行处理的方法,即烟气脱硝。
烟气脱硝是当前治理NOx污染最重要的方法之一。
目前烟气脱硝技术有干法和湿法2类。
干法有催化还原法、电子束照射法和吸附法等。
而催化还原法又分为选择性催化还原法和选择性非催化还原法;
湿法是用水或酸、碱、盐的水溶液吸收废气中的NOx,包括直接吸收法、络合吸收法、氧化吸收法、液相还原和微生物净化法等。
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3燃燃烧后处理烧后处理SNCR-SCR法PART4SNCR-SCR混合技术是SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用末反应氨进行催化反应结合起来,或利用SNCR和SCR还原剂需求量不同,分别分配还原剂喷入SNCR系统和SCR系统的工艺有机结合起来,达到所需的脱硝效果,他是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺。
SNCR-SCR混合技术PART4PART4SNCR-SCR工艺具有两个反应区,通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统,首先将还原剂喷入第一个反应区炉膛,在高温下,还原剂与烟气中NOx在没有催化剂参与的情况下发生还原反应,实现初步脱氮。
然后未反应完全的还原剂进入混合工艺的第二个反应区SCR反应器,在有催化参与的情况下进一步脱氮。
SNCR-SCR混合技术PART4催化剂用于SCR脱硫工艺的催化剂有贵金属催化剂和普通金属催化剂,由于贵金属催化剂易与硫发生反应,而且价格昂贵,因此工程中极少采用;
普通金属催化剂的效率要稍微低一些,要求烟气有较高的温度(300430)。
考虑实际应用,一般采用普通金属催化剂(V2O5-TiO2)。
在V2O5-TiO2催化剂中,V2O5-TiO2是最重要的活性成分,具有较高的脱硫效率,但同时也促进SO2向SO3转化。
TiO2具有较高的活性和抵抗SO2的性能,作为催化剂载体。
催化剂与还原剂的选择PART4还原剂对于液氨(氨质量分数99%),无论是采取采购还是自行制备,储存条件及设备安全要求的安全级别最高。
氨水(氨质量分数25%)中氨的含量较低,中低安全级别,适用于普通烟气脱硝工程,但氨水的消耗量大,若采取采购方式,运输氨水的槽车体积庞大,运输成本较高。
尿素是一种颗粒状化肥,安全无毒,只需溶解成为一定浓度的尿素溶液,喷入炉膛特定位置即可,适用于普通烟气脱硝工程。
综合考虑这3种还原剂的特点,选用尿素作为还原剂较好。
催化剂与还原剂的选择PART4SNCR-SCR工艺流程1.锅炉炉膛2.高温段空气预热器3.低温段空气预热器4.SCR反应器5.送风机6.尿素溶液储槽7.溶液泵8.流量控制阀组9.引射装置10.布袋除尘器11.脱硫塔12.烟囱在炉膛8001100的空间内,尿素溶液受热分解出来的氨与烟气中的氮氧化物进行还原反应,脱除约25%的氮氧化物。
溢出的氨(未与氮氧化物反应得氨气)随着烟气继续向炉后部流动(300420的温度区间在空气预热器烟道部位)。
选择锅炉额定工况下烟气温度为400的高温段空气预热器部位引出的烟气。
引出的烟气经过SCR反应器并在SCR反应器中进行还原反应之后回到低温段空气预热器中,然后经除尘、脱硫处理最终经烟囱排放PART4综合比较项目SCR工艺SNCR工艺SNCR-SCR工艺反应温度3204008001100前段:
8001100后段:
320400催化剂V2O5-WO3/TiO2无后段少量脱硝效率8090%3050%6080%NH3逃逸2.5mg/m38mg/m34mg/m3系统压力损失新增烟道部件及催化剂层造成压力损失没有压力损失催化作用剂用量较SCR小,产生的压力损失较小锅炉负荷变化影响反应器布置需优化,当锅炉负荷在一定范围变化时,进入反应器的烟气温度处于催化剂活性温度区间多层布置时,跟随负荷变化容易跟随负荷变化中等造价高低较高SNCR-SCR特点PART41.脱脱硝效率较硝效率较高高单一的SNCR工艺脱硝效率低,而混合SNCR-SCR工艺获得较高的脱硝率(6080%)。
2.催化催化剂用量小剂用量小SCR工艺由于脱硝傕化剂的使用,大大降低了反应温度并提高了脱硝效率,但是,由于傕化剂非常昂贵,一般占整个SCR工艺总投资的1/3左右,并且由于需要定期更换,运行费用也很高。
混合法工艺由于首先釆用了SNCR工艺初步脱硝,降低了对傕化剂的依赖。
与SCR工艺相比,混合工艺的傕化剂用量可以大大减少。
3.SCR反反应塔体应塔体积小,空间适应性强积小,空间适应性强由于混合法工艺催化剂用量少,通过对锅炉烟道、扩展烟道、省煤器成空气预热器等进行改造来布罝SCR反应器,大大缩短了反应器上游烟道长度。
它与单一的SCR工艺相比,不需要复杂的钢结构,节省了投资且不受场地的限制。
4.脱脱硝系统阻力小硝系统阻力小由于混合法工艺的催化剂用量少,SCR反应器体积小,其前部烟道较短。
与传统SCR工艺相比,系统压降将大大减小,减少了引风机改造的工作量,降低了运行费用。
SNCR-SCR特点PART45.减减少少S02向向S03的转化,降低腐蚀危害的转化,降低腐蚀危害催化剂的使用虽然有助于提髙脱硝效率,但也存在增强SO2向S03转化的副作用,而烟气中的S03含量的增加,将生成更多的NH4HS04。
NH4HS04的黏结性很强,在烟气温度较低时,会堵塞催化剂并对下游设备造成腐蚀。
混合法由于减少了催化剂的用量,将使这一难题得到一定程度的遏制。
6.省去省去SCR旁路旁路的建造的建造机组频繁启、停且长期低负荷运行或超负荷运行时,都可能由于排烟温度的不适宜而缩短催化剂的寿命。
为此,SCR工艺一般需要设罝旁路系统,以避免烟温过高或过低对催化剂造成的损害。
而旁路的设罝又增加了初投资,并对系统控制相场地而积等也提出了更高的要求。
混合SNCR-SCR工艺由于催化剂用量大大减少,因此,可以不再设罝旁路系统,从而降低了控制系统的复杂程度相对场地的要求,减少了初期投资,简化了控制。
7.催催化剂的回收处化剂的回收处理量减理量减少少脱硝系统目前所用催化剂寿命一般为23年。
催化剂所用材料中的V205有剧毒,大量废弃的催化剂会造成二次污染,必须进行无害化处理。
混合法工艺催化剂用量小,可大大减少废弃催化剂的处理量。
SNCR-SCR特点PART48.简简化还原剂喷射系统化还原剂喷射系统为了获得高效脱硝反应,要求喷入的氨与烟气中的NOx有良好的接触并要求在催化反应器前形成分布均匀的流场、浓度场和温度场,为此,单一的SCR工艺除必须设置复杂的氨喷射格栅(AIG)及其控制系统外,还往往需要在多处安放掺混设施、加长烟道以保证AIG与催化剂之间有足够远的距离等措施,以达到上述要求。
而混合工艺的还原剂喷射系统布置在锅炉炉墙上,与下游的SCR反应器距离很远,因此,无需再加装混合设施,也无需加长烟道,就可以在催化剂反应器入口获得良好还原剂与NOx的混合及分布。
9.加加大了炉膛内还原剂的喷入区间,提高了大了炉膛内还原剂的喷入区间,提高了SNCR阶段的脱硝效率阶段的脱硝效率单纯的SNCR工艺为了满足对氨逃逸量的限制,要求该工艺还原剂的喷入点必须严格选择在适宜反应的温度区域内。
而在混合SNCR-SCR技术中,SNCR过程中形成的氨泄漏是作为SCR反应的还原剂来设计的,因此,对SNCR阶段氨逃逸的问題的考虑可以大大放宽。
相对于独立的SNCR工艺,混合工艺氨喷射系统可布置在适宜的反应温度区域稍前的位置,从而延长还原剂的停留时间。
在SNCR过程中未完全反应的氨将在位于下游的SCR反应器被进一步利用。
混合工艺的这种安排,有助于提高SNCR阶段的脱硝效率。
目前,混合工艺的SNCR阶段的脱硝效率已经可以达到55%以上。
SNCR-SCR特点PART410.可可以方便地使用尿素作为脱硝还原剂以方便地使用尿素作为脱硝还原剂由于液氨在运输和使用过程中存在诸多不安全因素,更多的SCR开始寻求其他安全的替代还原剂。
尿素制氨系统成为SCR工艺一个主要的发展方向;
如北京高碑店厂以及石景山电厂都釆用尿素热解制氨系统,然而由于该系统需要复杂和庞大的尿素热解装置,投资费用大。
而混合法工艺通过直接将尿素溶液喷入炉膛,直接利用锅炉的高温,将尿素溶液分解为氨,从而省去了热解装置,既方便又安全。
11.减减少少N20的生成的生成N2O是一种能破坏臭氧层的物质。
SCR工艺中,由于催化剂的作用,烟气的NO被脱除的同时,烟气中的N20会增加,这是SCR工艺无法避免的问題。
混合SNCR-SCR工艺由于催化剂用量小,因此,可以使生成的N20较SCR工艺少。
SNCR-SCR混合技术PART4在目前脱硝方法中,SCR与SNCR技术已日趋成熟,各有各自的优缺点:
SCR具有更高的脱硝速率,但其昂贵的催化剂和相关设备,使得SCR造价很高;
SNCR由于没有了催化剂的作用,它的脱硝效率没有SCR的高,但也省去了催化剂和某些设备的费用,其性价比很高。
美国电力行业的业主认为,脱硝的最终的目标不是得到最低的NOx排放,而是以最低成本使排放符合政策法规的要求。
由于SNCR成本较低,改造方便,适合与其它脱硝方法联合使用,因此特别适宜发展中国家使用。
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