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工業煙氣脫硝項目

工業煙氣脫硝主營項目

SCR脫硝、SNCR脫硝、氧化法、低溫液相螯合還原法脫硝

1、SCR脫硝:
SCR脫硝技術即為選擇性催化還原技術,選擇性是指在催化劑的作用和在氧氣存在條件下,NH3優先和NOx發生還原脫除反應,生成N2和H20,而不和煙氣中的氧進行氧化反應。
SCR煙氣脫硝技術,它是一種爐后脫硝方法,早由日本于 20 世紀 60~70 年代后期完成商業運行,是利用還原劑(NH3, 尿素)在金屬催化劑作用下,選擇性地與NOx 反應生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化故稱為“選擇性”。世界上流行的 SCR工藝主要分為氨法SCR和尿素法 SCR 兩種。此 兩種方法都是利用氨對NOx的還原功能 ,在催化劑的作用下將 NOx (主要是NO)還原為 N2和水 ,還原劑為 NH3。
在SCR中使用的催化劑大多以TiO2為載體,以V2O5或V2 O5-WO3或V2O5-MoO3為活性成分,制成蜂窩式、板式或波紋式三種類型。應用于煙氣脫硝中的SCR催化劑可分為高溫催化劑(345℃~590℃)、中溫催化劑(260℃~380℃)和低溫催化劑(80℃~300℃), 不同的催化劑適宜的反應溫度不同。如果反應溫度偏低,催化劑的活性會降低,導致脫硝效率下降,且如果催化劑持續在低溫下運行會使催化劑發生長久性損壞;如果反應溫度過高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,還會引起催化劑材料的相變,使催化劑的活性退化。國內外SCR系統大多采用高溫,反應溫度區間為315℃~400℃。
優點:該脫硝法效率高,價格相對低廉,應用在國內外工程中,成為電站煙氣脫硝的主流技術。
缺點:燃料中含有硫分, 燃燒過程中可生成一定量的SO3。添加催化劑后, 在有氧條件下, SO3 的生成量大幅增加, 并與過量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蝕性和粘性, 可導致尾部煙道設備損壞。 雖然SO3 的生成量有限, 但其造成的影響不可低估。另外,催化劑中毒現象也不容忽視。
主要化學反應方程式為:? ? ?
NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2
在整個工藝的設計中,通常是先使氨蒸發,然后和稀釋空氣或煙氣混合,通過分配格柵噴入SCR反應器上游的煙氣中。典型的SCR反應原理示意圖如下:

工業煙氣脫硝
在SCR反應器內,NO通過以下反應被還原:
?4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
?6NO+4NH3→5N2+6H2O
當煙氣中有氧氣時,反應第.一式優先進行,因此,氨消耗量與NO還原量有一對一的關系。
在鍋爐的煙氣中,NO2一般約占總的NOX濃度的5%,NO2參與的反應如下:
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面兩個反應表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。
在絕大多數鍋爐煙氣中,NO2僅占NOX總量的一小部分,因此NO2的影響并不明顯。
? ?SCR系統NOX脫除效率通常很高,噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOX反應,一般來說,對于新的催化劑,氨逃逸量很低。但是,隨著催化劑失活或者表面被飛灰覆蓋或堵塞,氨逃逸量就會增加,為了維持需要的NOX脫除率,就必須增加反應器中NH3/NOX摩爾比。當不能保證預先設定的脫硝效率和(或)氨逃逸量的性能標準時,就必須在反應器內添加或更換新的催化劑以恢復催化劑的活性和反應器性能。從新催化劑開始使用到被更換這段時間稱為催化劑壽命,催化劑過煙口較小,對煙氣含塵量要求較高,粉塵量大,前期無粉塵處理設備,此設備無法達到大效率,且容易造成堵塞。
此脫硝系統適用于中段脫硝,脫硝工藝對煙氣有一定限制:煙氣溫度≥320℃(因此部分煙氣溫度無法滿足要求,需外加升溫系統)、煙氣顆粒物含量(顆粒物含量高,對催化劑容易產生堵塞,一旦堵塞嚴重更換費用偏高),粉塵類型(帶有粘性的粉塵此系統不適用)。
但是此系統適用于因生產工藝限制(熔塊窯爐一類),無法進行爐內SNCR選擇性非催化脫硝工藝(后有詳解),但要求脫硝治理達標,這種系統就起到了決定性作用,是一種較實用的脫硝技術。

工業煙氣脫硝
SCR選擇性催化還原脫硝工程
2、SNCR脫硝:
SNCR脫硝即選擇性非催化還原
(SelectiveNon-Catalytic.Reduction,以下簡稱SNCR)技術,是一
種不用催化劑,在850℃--1100℃的溫度范圍內,將含有氨基的還原劑(如:氨水、尿素溶液、專用SNCR脫硝藥劑等)噴入爐內,部分企業換熱區域也可達到此溫區,作為脫硝反應區域,將煙氣中的NOX還原脫除,生成氮氣和水的清潔脫硝技術。脫硝即選擇性非催化還原
SNCR反應原理:
?NH3為還原劑反應式:
?4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
?尿素為還原劑反應式:
?NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O
氨水隸屬于危化品,包括運輸、儲存、使用均有一定危險性,切具有較刺激性氣味,不建議企業用氨水作為脫硝藥劑,如企業自產氨水例外。
尿素溶液作為反應藥劑不失為一個比較好的選擇,但市面尿素成分參差不齊,對于企業使用會出現效率不穩定的情況,需要及時調整流量進行穩定脫硝效率。
SNCR脫硝專用藥劑,為我公司專用藥劑,無需企業進行外操作,運輸采用噸桶運輸,直接對儲液罐進行灌裝使用即可,此脫硝藥劑有多種化學成分,無刺激性氣味,對皮膚無傷害,飛濺到皮膚上清水沖洗一下即可,并且藥劑中加入了催化劑,對于藥劑中的氨基進行催化釋放,使藥劑達到較大效率。
溫區選擇恰當使用我公司專用脫硝藥劑效率可達到70%以上而且脫硝效率穩定,窯爐爐況溫度無較大波動的情況下,無需對設備進行調整。使用方便、安全、可靠。反應原理與尿素反應原理相符。
? 整套設備集成化制作:共分為四部分:輸送系統、控制系統、霧化噴槍系統、儲液罐。
a、輸送系統:輸液管路全套為不銹鋼材質,標配流量表(瞬時流量、勻速流量、流量匯總等),多級泵、卸料灌裝泵、過濾器、壓力表等,集成與一套箱體內,全部管道接口均為法蘭預留接口,安裝方便快捷、美觀;
b、控制系統:控制系統可實現觸摸屏控制,按鈕控制,觸摸屏可顯示液位,流量、壓力等,可直接觸摸屏控制變頻器工作狀態,并可實現DCS控制等;
c、霧化噴槍系統:噴槍采用不銹鋼制作,配有冷卻系統、霧化系統、輸液系統、霧化噴頭等;
d、儲液罐:玻璃鋼材質美觀耐用
整套系統安裝簡便,無特殊情況基本可實現10天之內交付使用。
?工業煙氣脫硝
SNCR選擇性非催化還原脫硝設備

3、PNCR干法脫硝工藝(選擇性非催化還原
◆工藝簡介
公司引進了國外先進的PowderDeNox.技術,開發了適合我國國情的粉體高活性脫硝設備,采用高活性、效能高的高分子有機物還原劑,在PNCR脫硝工藝溫度窗口下噴入,與煙氣混合反應,使氮氧化物的濃度控制在50~100mg/m3。這種脫硝工藝也被稱之為PNCR干法(干式)脫硝,具有投資少,效率高,無二次污染的典型特征。
高分子脫硝工藝(PNCR脫硝工藝)是我公司歷經多年研發,使用計算流體力學(CFD)和化學動力學模型(CKM)進行工程設計,將先進的虛擬現實設計技術與特定燃燒裝置的尺寸、燃料類型和特性、分解爐負荷范圍、燃燒方式、爐膛過剩空氣、初始或基線NOX濃度、爐膛煙氣溫度分布、爐膛煙氣流速分布等相結合進行工程設計。使用高分子粉末脫硝的觀念是選擇合適的進料位置,使脫硝劑與煙氣充分混合,將其噴入煙氣中與NOX反應而達到脫硝目的。適用于水泥廠、電廠,以及大部分窯爐,使其NOX排放滿足要求。
◆高分子PNCR脫硝工藝化學反應原理
固態高分子PNCR脫硝工藝也是一種爐內脫硝工藝,其基本原理類似于傳統的SNCR方式。高分子脫硝劑是一種高分子活性物質,通過氣粒混合,然后輸送到鍋爐爐膛中,在700℃以上被激活、氣化,瞬間與NOx發生化學反應,這樣,從源頭遏制了NOx的形成,達到脫硝的目的,其反應方程式為:
CnHmNs(高分子脫硝劑) + NOx =CO2 + N2 + H2O
使用高分子粉末脫硝的觀念是選擇合適的進料位置,使脫硝劑與煙氣充分混合,將其噴入煙氣中與NOX反應而達到脫硝目的。
◆? ?固態高分子還原劑說明
固態高分子還原劑是一種以高 效還原活性的功能高分子材料為主要組成成份的固態粉末混合物。其中含有的主要成份有:功能高分子還原材料(CnHmNs)、乳化劑、分散劑、緩釋劑、活化劑和滲透劑,以及由氧、鎂、鋁、硅、硫、鈣、鋇、錳和稀土元素等化合物組成的催化劑及其助劑。借助稀土元素增加催化劑的活性,催化劑借助介孔結構的復合載體強化加氫還原活性完成加氫脫硝過程,降低煤炭燃燒后的廢氣中的有害氣體NOx的排放量。
◆高分子PNCR脫硝工藝流程
固態高分子的脫硝工藝是一種爐內脫硝工藝,它采用粉料氣相自動輸送系統,在爐體煙氣出口處選擇幾處合適位置打孔,將高分子脫硝劑噴入,在合適反應溫度區將NOx還原成N2和H2O
◆脫硝系統主要有:儲存系統、輸送系統、噴射區計量系統、噴射裝置和自動控制系統組成。
◆ 高分子PNCR脫硝工藝的技術特點
1. 脫硝效率高;眾所周知,氨系SNCR的脫硝效率一般在40~60%之間,而高分子PNCR脫硝效率可達85%以上。
2. 工藝簡單,使用方便,空間布置靈活;標準化的氣流混合及輸送一體化裝置,不受現有脫硝現場的場地及空間限制,特別適合對SCR脫硝場地有嚴格要求的場合。
3. 項目一次性投資少。氣粒混合及輸送裝置一體化、系列化和標準化,無需現場施工安裝,一次性投資比SNCR和SCR工藝大大減少。
4. 脫硝能耗少,使用成本低。工藝裝置的動力要求很少,一般整套工藝裝置20~30kW的動力配置即可。高分子脫硝劑的用量比和氨系SNCR還原劑的用量相同或者還要低。
5. 沒有有害副產物,不形成二次污染;高分子脫硝劑的反應生成
物為N2、CO2和H2O,無其它有機物產生,不生成有害副產物,不會形成銨鹽,也無氨逃逸現象。
6. 脫硝系統安全性好。和傳統的SNCR脫硝工藝相比,高分子PNCR脫硝工藝不利用氨水或者液氨來還原NOx,因此工藝設計上也無需考慮氨水運輸及存儲所帶來的安全問題。因此PNCR在脫硝工藝上的安全性大大提高。

工業煙氣脫硝

PNCR干法脫硝典型工藝流程圖



PNCR脫硝工藝與SNCR脫硝工藝對比


SNCR

PNCR

備注

設備安裝難易程度

困難

容易

SNCR法設備多,安裝復雜;
PNCR法集裝箱式安裝簡單

工藝情況

復雜

簡單

SNCR法系統多、工藝復雜;
PNCR法工藝簡單

安裝周期

較長

SNCR法安裝周期常規30天;
PNCR法安裝周期15

安全性

SNCR法還原劑氨水為危險化學品,運輸、儲存危險性高;
PNCR法脫硝劑為固態粉末狀,運輸、儲存安全、方便

運行維護

復雜

簡單

SNCR法設備多運行維護復雜;
PNCR法簡單、運行維護方便

脫硝劑耗量

20%氨水/h40Kg

每小時13Kg

脫硝劑成本基本持平

電耗

95KW/h

18KW/h

SNCR法比PCR法年耗電多55萬度

水耗

0.2/小時

SNCR法比PNCR年耗水多1500

人工

2/

1/

PNCR如鍋爐DCS系統有冗余,控制系統接入DCS系統可實現無人值守

對鍋爐影響

較大

較小

PNCR避免以下缺點:
1.?噴嘴下方水冷壁腐蝕嚴重;
2.?空預器、過熱器、省煤器積灰嚴重,影響鍋爐出力,降低熱效率
3.?灰斗積灰渣嚴重
4.?影響布袋除塵器除塵效果,降低布袋使用壽命

脫硝率

30%-50%

80%-90%

SNCR法脫硝率一般30%-50%,并隨運行時間加長降低;達不到100 mg/Nm3以下排放標準

PNCR法脫硝率一般80%-90%,不隨運行時間加長降低;排放濃度隨機調整,輕松降至50 mg/Nm3以下

氨逃逸

10PPM

?

占地面積

較大

很小



4、低溫液相螯合脫硝:

? ?本工藝是一項專利技術,并在工業煙氣脫硝領域采用,是當今脫硝效率高、較為先進的低溫脫硝技術,利用專用的脫硝藥劑與核心技術設備相結合,通過脫硝設備的輸送控制系統,先經A、B藥劑的混合反應后,再進入氣化噴槍,噴入低溫特定溫度區域的脫硝反應器,使脫硝藥劑在脫硝反應器中與廢氣中的NOx產生化學反應,再經脫硝吸收塔的凈化吸收,通過還原劑使其還原,達到脫硝、脫汞目的,不再產生二次污染。
? ?A為脫硝螯合捕捉劑、B為脫硝螯合還原補充劑、C為脫硝還原催化劑、D為脫汞螯合捕捉劑。
? ? (注:A、B、C、D各類藥劑已按比例復合在脫硝脫汞AB料及符合堿中,此處A、B不同于自動化設備中的AB料)
系統采用公司專利技術脫硝劑,可使原本不溶于水的NO在低溫下與螯合吸收劑A結合形成A-NO,并與螯合還原催化劑B以及煙氣中的SO2在螯合還原催化劑C作用下發生化學反應,達到螯合還原復合反應目的。使脫除廢渣中無毒性物質存在,可得到綜合循環利用。脫硝廢水重復利用,不產生廢水。脫除后潔凈煙氣中不產生二次污染物,從而保證廢氣、廢水、廢渣中均無二次污染物的產生,整個系統運行平穩、潔凈、安全。系統采用全自動實時監控調節系統,可實時根據監控數據進行自動調節,解放企業勞動力,為企業節約物料、電力及人力成本,脫硝效率可實現人為控制,可調節至95%以上。

螯合還原反應式:
SO3+Na+(Mg2+/Ca2+)+OH-+H2O→Na2SO4(MgSO4/CaSO4)
SO2+Na+(Mg2+/Ca2+)+ OH-+H2O→Na2SO3(MgSO3/CaSO3)
NO+A→NO-A
H2O+A→H2O-A
NO2+A-H2O→ANO2-H2O
NO-A+H2O→ANO-H2O
B+Na2SO3+ANO-H2O +ANO2-H2O? ? ? ? Na2SO4+N2↑
脫汞說明及原理:
煙氣中的汞主要存在形式包括不溶的有毒的單質汞,可溶的二價汞和吸附于顆粒物上的顆粒態汞,其三者的總和成為總汞。
該項專利技術的特異性汞轉化催化劑能夠只針對煙氣中的汞發生作用,能夠特異性地與煙氣中的汞發生反應,不被二氧化硫和氮氧化物消耗。其在脫硝捕捉倉中將煙氣中的汞進行捕捉,在脫硫脫硝吸收塔(或業主原有脫硫塔或水膜除塵塔)中發生價態變化,轉變為無毒價態并與脫汞絡合劑結合,同時,煙氣中的二價汞則直接被脫汞絡合劑捕捉固定,顆粒態汞則在脫汞絡合劑的作用下被洗脫,從而將煙氣中的汞全部拖入脫硫脫硝液中,然后與汞固定劑進一步發生聚沉反應,進入沉渣,從而實現煙氣中汞的充分脫除,實現鍋爐煙氣超低排放。
整套設備集成化制作:共分為四部分:輸送系統、控制系統、霧化噴槍系統、儲液罐。
a、輸送系統:包括 觸媒棒、計量泵、過濾器、加溫器、壓力表、反沖洗及氣掃管路等集成化組裝,內部管路為化工級PVC管路,觸媒棒為鈦材料。
b、控制系統:控制系統可實現觸摸屏控制,按鈕控制,可直接觸摸屏控制變頻器工作狀態,可實現遠程控制。
c、噴槍采用鈦材料制作,專用噴頭霧化效果好,可有效提升脫硝效率,耐磨、耐溫、耐腐。
d、儲液罐:每套配兩個儲液罐,玻璃鋼材質美觀耐用,配兩套化工級卸料泵進行藥劑充裝。
整套系統安裝簡便,無異常情況基本可實現15天之內交付使用。
?工業煙氣脫硝?工業煙氣脫硝?工業煙氣脫硝工業煙氣脫硝
低溫液相螯合還原脫硝設備


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