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工业烟气脱硝项目

工业烟气脱硝主营项目

SCR脱硝、SNCR脱硝、氧化法、低温液相螯合还原法脱硝

1、SCR脱硝:
SCR脱硝技术即为选择性催化还原技术,选择性是指在催化剂的作用和在氧气存在条件下,NH3优先和NOx发生还原脱除反应,生成N2和H20,而不和烟气中的氧进行氧化反应。
SCR烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝方法,早由日本于 20 世纪 60~70 年代后期完成商业运行,是利用还原剂(NH3, 尿素)在金属催化剂作用下,选择性地与NOx 反应生成 N2 和H2O, 而不是被 O2 氧化故称为“选择性”。世界上流行的 SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法 SCR 两种。此 两种方法都是利用氨对NOx的还原功能 ,在催化剂的作用下将 NOx (主要是NO)还原为 N2和水 ,还原剂为 NH3。
在SCR中使用的催化剂大多以TiO2为载体,以V2O5或V2 O5-WO3或V2O5-MoO3为活性成分,制成蜂窝式、板式或波纹式三种类型。应用于烟气脱硝中的SCR催化剂可分为高温催化剂(345℃~590℃)、中温催化剂(260℃~380℃)和低温催化剂(80℃~300℃), 不同的催化剂适宜的反应温度不同。如果反应温度偏低,催化剂的活性会降低,导致脱硝效率下降,且如果催化剂持续在低温下运行会使催化剂发生长久性损坏;如果反应温度过高,NH3容易被氧化,NOx生成量增加,还会引起催化剂材料的相变,使催化剂的活性退化。国内外SCR系统大多采用高温,反应温度区间为315℃~400℃。
优点:该脱硝法效率高,价格相对低廉,应用在国内外工程中,成为电站烟气脱硝的主流技术。
缺点:燃料中含有硫分, 燃烧过程中可生成一定量的SO3。添加催化剂后, 在有氧条件下, SO3 的生成量大幅增加, 并与过量的 NH3 生成 NH4HSO4。NH4HSO4具有腐蚀性和粘性, 可导致尾部烟道设备损坏。 虽然SO3 的生成量有限, 但其造成的影响不可低估。另外,催化剂中毒现象也不容忽视。
主要化学反应方程式为:     
NH2CONH2+H2O→2NH3+CO2
在整个工艺的设计中,通常是先使氨蒸发,然后和稀释空气或烟气混合,通过分配格栅喷入SCR反应器上游的烟气中。典型的SCR反应原理示意图如下:

工业烟气脱硝
在SCR反应器内,NO通过以下反应被还原:
 4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O
 6NO+4NH3→5N2+6H2O
当烟气中有氧气时,反应第.一式优先进行,因此,氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。
在锅炉的烟气中,NO2一般约占总的NOX浓度的5%,NO2参与的反应如下:
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
上面两个反应表明还原NO2比还原NO需要更多的氨。
在绝大多数锅炉烟气中,NO2仅占NOX总量的一小部分,因此NO2的影响并不明显。
   SCR系统NOX脱除效率通常很高,喷入到烟气中的氨几乎完全和NOX反应,一般来说,对于新的催化剂,氨逃逸量很低。但是,随着催化剂失活或者表面被飞灰覆盖或堵塞,氨逃逸量就会增加,为了维持需要的NOX脱除率,就必须增加反应器中NH3/NOX摩尔比。当不能保证预先设定的脱硝效率和(或)氨逃逸量的性能标准时,就必须在反应器内添加或更换新的催化剂以恢复催化剂的活性和反应器性能。从新催化剂开始使用到被更换这段时间称为催化剂寿命,催化剂过烟口较小,对烟气含尘量要求较高,粉尘量大,前期无粉尘处理设备,此设备无法达到大效率,且容易造成堵塞。
此脱硝系统适用于中段脱硝,脱硝工艺对烟气有一定限制:烟气温度≥320℃(因此部分烟气温度无法满足要求,需外加升温系统)、烟气颗粒物含量(颗粒物含量高,对催化剂容易产生堵塞,一旦堵塞严重更换费用偏高),粉尘类型(带有粘性的粉尘此系统不适用)。
但是此系统适用于因生产工艺限制(熔块窑炉一类),无法进行炉内SNCR选择性非催化脱硝工艺(后有详解),但要求脱硝治理达标,这种系统就起到了决定性作用,是一种较实用的脱硝技术。

工业烟气脱硝
SCR选择性催化还原脱硝工程
2、SNCR脱硝:
SNCR脱硝即选择性非催化还原
(SelectiveNon-Catalytic.Reduction,以下简称SNCR)技术,是一
种不用催化剂,在850℃--1100℃的温度范围内,将含有氨基的还原剂(如:氨水、尿素溶液、专用SNCR脱硝药剂等)喷入炉内,部分企业换热区域也可达到此温区,作为脱硝反应区域,将烟气中的NOX还原脱除,生成氮气和水的清洁脱硝技术。脱硝即选择性非催化还原
SNCR反应原理:
 NH3为还原剂反应式:
 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
 尿素为还原剂反应式:
 NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O
氨水隶属于危化品,包括运输、储存、使用均有一定危险性,切具有较刺激性气味,不建议企业用氨水作为脱硝药剂,如企业自产氨水例外。
尿素溶液作为反应药剂不失为一个比较好的选择,但市面尿素成分参差不齐,对于企业使用会出现效率不稳定的情况,需要及时调整流量进行稳定脱硝效率。
SNCR脱硝专用药剂,为我公司专用药剂,无需企业进行外操作,运输采用吨桶运输,直接对储液罐进行灌装使用即可,此脱硝药剂有多种化学成分,无刺激性气味,对皮肤无伤害,飞溅到皮肤上清水冲洗一下即可,并且药剂中加入了催化剂,对于药剂中的氨基进行催化释放,使药剂达到较大效率。
温区选择恰当使用我公司专用脱硝药剂效率可达到70%以上而且脱硝效率稳定,窑炉炉况温度无较大波动的情况下,无需对设备进行调整。使用方便、安全、可靠。反应原理与尿素反应原理相符。
  整套设备集成化制作:共分为四部分:输送系统、控制系统、雾化喷枪系统、储液罐。
a、输送系统:输液管路全套为不锈钢材质,标配流量表(瞬时流量、匀速流量、流量汇总等),多级泵、卸料灌装泵、过滤器、压力表等,集成与一套箱体内,全部管道接口均为法兰预留接口,安装方便快捷、美观;
b、控制系统:控制系统可实现触摸屏控制,按钮控制,触摸屏可显示液位,流量、压力等,可直接触摸屏控制变频器工作状态,并可实现DCS控制等;
c、雾化喷枪系统:喷枪采用不锈钢制作,配有冷却系统、雾化系统、输液系统、雾化喷头等;
d、储液罐:玻璃钢材质美观耐用
整套系统安装简便,无特殊情况基本可实现10天之内交付使用。
 工业烟气脱硝
SNCR选择性非催化还原脱硝设备

3、PNCR干法脱硝工艺(选择性非催化还原
◆工艺简介
公司引进了国外先进的PowderDeNox.技术,开发了适合我国国情的粉体高活性脱硝设备,采用高活性、效能高的高分子有机物还原剂,在PNCR脱硝工艺温度窗口下喷入,与烟气混合反应,使氮氧化物的浓度控制在50~100mg/m3。这种脱硝工艺也被称之为PNCR干法(干式)脱硝,具有投资少,效率高,无二次污染的典型特征。
高分子脱硝工艺(PNCR脱硝工艺)是我公司历经多年研发,使用计算流体力学(CFD)和化学动力学模型(CKM)进行工程设计,将先进的虚拟现实设计技术与特定燃烧装置的尺寸、燃料类型和特性、分解炉负荷范围、燃烧方式、炉膛过剩空气、初始或基线NOX浓度、炉膛烟气温度分布、炉膛烟气流速分布等相结合进行工程设计。使用高分子粉末脱硝的观念是选择合适的进料位置,使脱硝剂与烟气充分混合,将其喷入烟气中与NOX反应而达到脱硝目的。适用于水泥厂、电厂,以及大部分窑炉,使其NOX排放满足要求。
◆高分子PNCR脱硝工艺化学反应原理
固态高分子PNCR脱硝工艺也是一种炉内脱硝工艺,其基本原理类似于传统的SNCR方式。高分子脱硝剂是一种高分子活性物质,通过气粒混合,然后输送到锅炉炉膛中,在700℃以上被激活、气化,瞬间与NOx发生化学反应,这样,从源头遏制了NOx的形成,达到脱硝的目的,其反应方程式为:
CnHmNs(高分子脱硝剂) + NOx =CO2 + N2 + H2O
使用高分子粉末脱硝的观念是选择合适的进料位置,使脱硝剂与烟气充分混合,将其喷入烟气中与NOX反应而达到脱硝目的。
◆   固态高分子还原剂说明
固态高分子还原剂是一种以高 效还原活性的功能高分子材料为主要组成成份的固态粉末混合物。其中含有的主要成份有:功能高分子还原材料(CnHmNs)、乳化剂、分散剂、缓释剂、活化剂和渗透剂,以及由氧、镁、铝、硅、硫、钙、钡、锰和稀土元素等化合物组成的催化剂及其助剂。借助稀土元素增加催化剂的活性,催化剂借助介孔结构的复合载体强化加氢还原活性完成加氢脱硝过程,降低煤炭燃烧后的废气中的有害气体NOx的排放量。
◆高分子PNCR脱硝工艺流程
固态高分子的脱硝工艺是一种炉内脱硝工艺,它采用粉料气相自动输送系统,在炉体烟气出口处选择几处合适位置打孔,将高分子脱硝剂喷入,在合适反应温度区将NOx还原成N2和H2O
◆脱硝系统主要有:储存系统、输送系统、喷射区计量系统、喷射装置和自动控制系统组成。
◆ 高分子PNCR脱硝工艺的技术特点
1. 脱硝效率高;众所周知,氨系SNCR的脱硝效率一般在40~60%之间,而高分子PNCR脱硝效率可达85%以上。
2. 工艺简单,使用方便,空间布置灵活;标准化的气流混合及输送一体化装置,不受现有脱硝现场的场地及空间限制,特别适合对SCR脱硝场地有严格要求的场合。
3. 项目一次性投资少。气粒混合及输送装置一体化、系列化和标准化,无需现场施工安装,一次性投资比SNCR和SCR工艺大大减少。
4. 脱硝能耗少,使用成本低。工艺装置的动力要求很少,一般整套工艺装置20~30kW的动力配置即可。高分子脱硝剂的用量比和氨系SNCR还原剂的用量相同或者还要低。
5. 没有有害副产物,不形成二次污染;高分子脱硝剂的反应生成
物为N2、CO2和H2O,无其它有机物产生,不生成有害副产物,不会形成铵盐,也无氨逃逸现象。
6. 脱硝系统安全性好。和传统的SNCR脱硝工艺相比,高分子PNCR脱硝工艺不利用氨水或者液氨来还原NOx,因此工艺设计上也无需考虑氨水运输及存储所带来的安全问题。因此PNCR在脱硝工艺上的安全性大大提高。

工业烟气脱硝

PNCR干法脱硝典型工艺流程图



PNCR脱硝工艺与SNCR脱硝工艺对比


SNCR

PNCR

备注

设备安装难易程度

困难

容易

SNCR法设备多,安装复杂;
PNCR法集装箱式安装简单

工艺情况

复杂

简单

SNCR法系统多、工艺复杂;
PNCR法工艺简单

安装周期

较长

SNCR法安装周期常规30天;
PNCR法安装周期15

安全性

SNCR法还原剂氨水为危险化学品,运输、储存危险性高;
PNCR法脱硝剂为固态粉末状,运输、储存安全、方便

运行维护

复杂

简单

SNCR法设备多运行维护复杂;
PNCR法简单、运行维护方便

脱硝剂耗量

20%氨水/h40Kg

每小时13Kg

脱硝剂成本基本持平

电耗

95KW/h

18KW/h

SNCR法比PCR法年耗电多55万度

水耗

0.2/小时

SNCR法比PNCR年耗水多1500

人工

2/

1/

PNCR如锅炉DCS系统有冗余,控制系统接入DCS系统可实现无人值守

对锅炉影响

较大

较小

PNCR避免以下缺点:
1. 喷嘴下方水冷壁腐蚀严重;
2. 空预器、过热器、省煤器积灰严重,影响锅炉出力,降低热效率
3. 灰斗积灰渣严重
4. 影响布袋除尘器除尘效果,降低布袋使用寿命

脱硝率

30%-50%

80%-90%

SNCR法脱硝率一般30%-50%,并随运行时间加长降低;达不到100 mg/Nm3以下排放标准

PNCR法脱硝率一般80%-90%,不随运行时间加长降低;排放浓度随机调整,轻松降至50 mg/Nm3以下

氨逃逸

10PPM

 

占地面积

较大

很小



4、低温液相螯合脱硝:

   本工艺是一项专利技术,并在工业烟气脱硝领域采用,是当今脱硝效率高、较为先进的低温脱硝技术,利用专用的脱硝药剂与核心技术设备相结合,通过脱硝设备的输送控制系统,先经A、B药剂的混合反应后,再进入气化喷枪,喷入低温特定温度区域的脱硝反应器,使脱硝药剂在脱硝反应器中与废气中的NOx产生化学反应,再经脱硝吸收塔的净化吸收,通过还原剂使其还原,达到脱硝、脱汞目的,不再产生二次污染。
   A为脱硝螯合捕捉剂、B为脱硝螯合还原补充剂、C为脱硝还原催化剂、D为脱汞螯合捕捉剂。
    (注:A、B、C、D各类药剂已按比例复合在脱硝脱汞AB料及符合碱中,此处A、B不同于自动化设备中的AB料)
系统采用公司专利技术脱硝剂,可使原本不溶于水的NO在低温下与螯合吸收剂A结合形成A-NO,并与螯合还原催化剂B以及烟气中的SO2在螯合还原催化剂C作用下发生化学反应,达到螯合还原复合反应目的。使脱除废渣中无毒性物质存在,可得到综合循环利用。脱硝废水重复利用,不产生废水。脱除后洁净烟气中不产生二次污染物,从而保证废气、废水、废渣中均无二次污染物的产生,整个系统运行平稳、洁净、安全。系统采用全自动实时监控调节系统,可实时根据监控数据进行自动调节,解放企业劳动力,为企业节约物料、电力及人力成本,脱硝效率可实现人为控制,可调节至95%以上。

螯合还原反应式:
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↑
脱汞说明及原理:
烟气中的汞主要存在形式包括不溶的有毒的单质汞,可溶的二价汞和吸附于颗粒物上的颗粒态汞,其三者的总和成为总汞。
该项专利技术的特异性汞转化催化剂能够只针对烟气中的汞发生作用,能够特异性地与烟气中的汞发生反应,不被二氧化硫和氮氧化物消耗。其在脱硝捕捉仓中将烟气中的汞进行捕捉,在脱硫脱硝吸收塔(或业主原有脱硫塔或水膜除尘塔)中发生价态变化,转变为无毒价态并与脱汞络合剂结合,同时,烟气中的二价汞则直接被脱汞络合剂捕捉固定,颗粒态汞则在脱汞络合剂的作用下被洗脱,从而将烟气中的汞全部拖入脱硫脱硝液中,然后与汞固定剂进一步发生聚沉反应,进入沉渣,从而实现烟气中汞的充分脱除,实现锅炉烟气超低排放。
整套设备集成化制作:共分为四部分:输送系统、控制系统、雾化喷枪系统、储液罐。
a、输送系统:包括 触媒棒、计量泵、过滤器、加温器、压力表、反冲洗及气扫管路等集成化组装,内部管路为化工级PVC管路,触媒棒为钛材料。
b、控制系统:控制系统可实现触摸屏控制,按钮控制,可直接触摸屏控制变频器工作状态,可实现远程控制。
c、喷枪采用钛材料制作,专用喷头雾化效果好,可有效提升脱硝效率,耐磨、耐温、耐腐。
d、储液罐:每套配两个储液罐,玻璃钢材质美观耐用,配两套化工级卸料泵进行药剂充装。
整套系统安装简便,无异常情况基本可实现15天之内交付使用。
 工业烟气脱硝 工业烟气脱硝 工业烟气脱硝工业烟气脱硝
低温液相螯合还原脱硝设备


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