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脱硝系统培训教材

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脱硝系统培训

脱硝系统培训

催化车间技术课
脱硝系统培训
编写人：艾合买提
独山子石化公司炼油厂催化车间
脱硝原理 流程介绍 主要设备说明 氨的性质及危害
一、脱硝原理
再生烟气脱硝系统采用选择性催化还原工艺（SCR),是 引进奥地利STRABAG公司的SCR技术及催化剂的管理等 技术 。其原理是在催化剂作用下，选择性的与烟气中 NOX的还原反应，生成N2和H2O，发生的主要反应为： 4NO＋4NH3＋O2 → 4N2＋6H2O NO＋NO2＋2NH3 → 4N2＋3H2O SCR法由于还原反应温度要求低，运行温度范围为 250~420℃，具有对炉膛影响小、脱硝效率高、氨逃逸率 低等特点 ，SCR法在工业上得到了广泛应用。
二、流程介绍
1.液氨供应
还原剂液氨由炼油厂工业水车间供应，设液氨储罐 1台，容积15m3，设计压力为1.9MPa。储罐四周安装有工 业水喷淋管线及喷嘴，当罐体温度过高时自动淋水装置 启动，对罐体自动喷淋降温；当有微量氨气泄漏时也可 启动自动喷淋装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。 液氨储罐内的液氨通过液氨泵送至液氨蒸发器。
号：
旁通泵,水平的，磁力耦合器。
最大流量： 200 kg/h
输送压头： 0.3 MPa
入口压力： < 1.45 MPa
设计压力： 2.5 MPa
材质：
碳钢
马达：
1.1 kW
保护等级： Ex II A T1
6. 废液泵
液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，由氨气稀释罐吸收成 氨废水后排放至废水池，通过废液泵输送到工厂含油污水地下管网系统（ 含硫污水系统）。
2.氨液蒸发
液氨蒸发器为专利设备，集成式液 氨蒸发器将液氨的蒸发器和缓冲罐 集成为一体。液氨蒸发所需要的热 量采用低压蒸汽加热来提供。蒸发 器上装有压力控制阀将氨气压力控 制在一定范围，当出口压力过高时 ，则切断液氨进料。在氨气出口管 线上也装有温度检测器，当温度过 低时切断液氨，使氨气至缓冲槽维 持适当温度及压力，蒸发器也应装 有安全阀，可防止设备压力异常过 高，水浴温度为70℃～90℃ 。
脱硝培训课件

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②快速NOx（Prompt NOX）它是燃料中的碳氢化合物CHx与空 气中的N2，在过量的空气系数为0.7～0.8时，由于缺氧燃烧生成，其 生成地点不是发生在火焰面的下游，而是在燃烧初期的火焰面内部， 而且反应时间极短，在实际燃烧装臵中，快速NOX量很少，就煤粉炉 而言，小于5%。
③燃料NOx（Fuel NOx）它是燃料中所含氮化合物在燃烧过程中 氧化而生成的氮氧化物，它占总生成量的60%～80%。
NO+O3→NO2+O2
2NO+O3→N2O5 N2O5+H2O→2HNO3 浓缩以后可获得60%的HNO3，或者将酸溶液用氨中和，制取肥料。 这种方法不会带入其他外来杂质，但是臭氧要用高电压制取，因此耗电 量大，费用也高，尚未工业化。
b、ClO2气相氧化吸收还原法 用ClO2将烟气中的NO氧化为NO2，然后用NaSO3水溶液吸收，使 NOx还原为N2，其反应为： 2NO+ClO2+H2O→NO2+HNO3+HCl NO2+2NaSO3→1/2N2+2Na2SO4 此法可以脱硫脱硝同时进行，只要反应塔中加入NaOH就可以实现。
燃烧方式、燃烧工况有关。NOx生成量强烈依赖于燃烧的温度水平，此 外
与风煤比、传热及煤、空气和燃烧产物的混合程度有关。正因为这样，
可以改变锅炉的燃烧方式、运行条件等来降低氮氧化物的生成量。
4、NOx排放控制措施 对于煤粉炉而言，主要的污染物是粉尘、SO2、NOx，其中前两者一些 比较成熟的解决办法，而对于 NOx 污染则主要从两个方面入手：一是采 用 低NOX燃烧技术，降低炉内NOX的生成量；二是在烟道尾部加装脱硝装 置，把烟气中的NOx转化为N2或有用的肥料。 （1）低NOx燃烧技术 低氮燃烧技术是通过燃烧技术降低NOx的生成量的技术，主要途如 下： ①选用氮含量低的燃料，包括燃料脱氮。 ②降低过剩空气系数，组织过浓燃烧，来降低燃料周围氧浓度， 即 低过量空气燃烧技术（LEA）。 ③在适宜的过剩空气条件下，降低温度峰值，以减少“热力”NOx 的生成。
脱硝系统培训教材

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一、氮氧化物危害性：
2021/2/8
2
在火电机组锅炉燃烧排放的多种大气污染物中，氮氧化物是最近三十多年来受到 世界极大关注的一种污染物，NO占95%以上，氮氧化物的排放对人体的致毒作用、 对植物的损害以及在酸雨和光化学烟雾的形成、对臭氧层的破坏中所起的作用已经 得到了科学的证明。随着今后电力工业的发展，NOx排放量将越来越大。如果不加 强控制，NOx对我国大气环境污染所造成的严重后果将不堪设想。 二、概述
2021/2/8
7
• 在上述反应中，反应式(3-1)～(3-4)是NOx被还原生成为N2和水的反应，是希望发生 的反应，是这一过程的主要反应。由于NO是烟气中NOx的主要成分，所以主反应中 (2-1)式所代表的反应又是最主要的反应。
• 反应式(3-5)～(3-17)是不希望发生的反应，是该选择性还原过程的副反应。这些反应 虽然在整个化学过程中所占的比例不大，但其中有些反应的生成物属于对环境或对设 备有害的物质。比如其中式(3-8)～(3-11)的反应所生成的N2O是一种温室气体，能产 生温室效应影响气候，而且还对臭氧层有破坏作用。反应式(3-12)～(3-16)所代表的 化学反应中，烟气中的SO2被氧化成SO3，继而再和过量氨反应生成硫酸铵((NH4)2 SO4)或硫酸氢铵（NH4HSO4），这两种物质对下游设备造成的损害也是不能忽视 的问题，所以这些反应都是应该力图抑制的。反应式(3-17)表示可进一步与CO2或 HF产生的副反应。
• （1）4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O • （2）6NO+4NH3 → 5N2+6H2O • （3）6NO2+8NH3 →7N2+12H2O • （4）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O • （5）4NH3+3O2→2N2+6H2O • （6）4NH3+5O2→4NO+6H2O • （7）4NH3+7O2→4NO2+6H2O • （8）2NH3+2O2→N2O +3H2O
脱硝培训教材

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文件编号：GCL-Eng-TX033-TRAIN-001广州恒运热电（C）厂有限责任公司小型SCR脱硝技改项目脱硝系统培训教材中环（中国）工程有限公司2010年06月目录前言 ...................................................... 错误!未定义书签。

1、SCR设计基础及性能指标.................................... 错误!未定义书签。

工艺系统简介............................................. 错误!未定义书签。

主要设计基础数据......................................... 错误!未定义书签。

2、SCR反应系统的组成及工艺描述.............................. 错误!未定义书签。

SCR反应系统概述......................................... 错误!未定义书签。

选择性催化还原(SCR)法.................................... 错误!未定义书签。

稀释空气系统描述......................................... 错误!未定义书签。

仪用空气系统描述......................................... 错误!未定义书签。

吹灰系统描述............................................. 错误!未定义书签。

消防及安全系统描述....................................... 错误!未定义书签。

3、工艺系统设计参数.......................................... 错误!未定义书签。

脱硝系统工艺参数......................................... 错误!未定义书签。

脱硝系统培训资料

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尿素溶液制备储存及水解制氨供应 系统
• 包括尿素溶解罐、尿素溶液输送泵、尿素 溶液储罐、高流量循环泵、过滤器、水解 器、背压控制阀、疏水箱、疏水泵、地坑 泵、蒸汽减温减压设备等。
脱硝系统主要设备
• 尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液混 合泵、尿素溶液供应与循环装置、伴热系 统、冲洗系统、加热蒸汽及疏水回收系统、 还原剂厂房通风系统、水解系统、氨喷射 格栅、
• 催化剂化学寿命大于24000运行小时，机械 寿命大于8年，并可再生利用。
系统的构成
• 脱硝反应区系统、尿素溶液制备储存系统、 尿素溶液供应与循环系统、水解制氨供应 系统、氨喷射系统（不包括SCR反应器烟道 内的喷氨栅格）和其他辅助系统和设备组 成。
尿素溶液制备储存和水解制氨供应 系统
• 本工程采用尿素来制备脱硝还原剂，采用尿素 水解工艺，乙方按照厂内2台炉（脱硝效率不 低于85%）尿素溶液制备储存、循环供应、水 解制氨供应系统的原则设计、供货、安装及运 营管理。
脱硝
脱硝工艺系统设计
• 脱硝工艺采用SCR法 • 脱硝设备容量按脱硝效率不低于85%考虑，SCR按入口
NOx浓度300mg/Nm3（6%含氧量，干基，标态）设计， 且出口NOx含量不超过45mg/Nm3，催化剂层按“2+1”设计。 • 脱硝系统需满足30~100%BMCR全负荷脱硝。 • 氨SO逃2/S逸O3不转大化于率2小.28于m1g%/N。m3（标态，干基，6%O2，）， • 脱硝装置不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。 • 脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。 • 脱硝还原剂采用尿素水解制氨工艺制取。尿素溶液的制 备、储存、尿素溶液供应与循环、水解制氨、喷射系统 以入口NOx浓度300mg/Nm3来进行设计。
烟气脱硝技术培训教材

烟气脱硝技术培训教材


▪ 热力型NOX：在高温燃烧时产生，高于1500℃生成量会比较 多。
▪ 燃料型NOX：燃料中固有的氮化合物经过复杂的化学反应后 生成，燃料型NOX 约占整个生成的NOX70～95%。
▪ 氮氧化物排放的经验值：
老燃煤电厂无低氮燃烧器 900～1000mg/Nm3；
新建电厂有低氮燃烧器 于500mg/Nm3。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•
4、选择性催化还原脱硝工艺SCR
•特点： •SO2 + O2→SO3 转化率小于1％； •氨消耗量低，脱硝后氨逃逸率低：1
～3ppm，对后续设备影响较小；
•脱氮效率80－90％，甚至更高（可
达95％）
• 温度窗口宽：300~420℃，对主机
负荷、煤种变化适应性强。
•
世界范围内的NOx污染现状
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•大气NO2浓度世界地图 •欧洲宇航局Envisat卫星 2003年1月至2004年6
月
•
2、NOx污染物的概述
▪ 电厂NOx的产生主要是由燃料（煤、燃气、燃油等）燃烧产 生的。
▪ NOx是指NO、N2O、NO2、N2O4等的混合物，其中最主要的氮氧 化物有NO和NO2。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•
5、选择性非催化还原脱硝工艺SNCR
路漫漫其修SNCR
▪ SNCR技术是非触媒的炉內噴射工艺。
▪ SNCR是由美国Exxon公司首先开发成 功、首先在日本得到商业应用；
▪ SNCR无需催化剂，选择的还原剂与 SCR相同，也为NH3、氨水或尿素
▪ SNCR以还原剂在锅炉上方和水平烟 道喷入，与烟气中的NO x有选择的反 应生成无害的N2和H2O；
脱硝培训资料

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第一部分、运行方式
一、运行方式概述
• 在SCR烟气脱硝系统中，SCR反应器与还 原制备区(即氨制备区)的联系，在工艺上只 有喷氨格栅的人口，在控制上只有脱硝控 制系统的氨量需求信号。脱硝控制系统根 据烟气NO浓度、设计脱硝率和烟气量的计 算得出氨量需求信号对喷氨管道上的阀门 进行调节，调整合适的喷氨量。通常， SCR烟气脱硝的运行操作包括正常的起动、 停止和自动保护停止。
3.SCR烟气脱硝系统的自动安全停止
• 当烟气温度超过420℃时，对催化 剂模块的损坏非常大，应立即停止锅 炉运行。在到达420℃前，停止氨气 喷入(超过390℃时)，执行自动停止 SCR烟气脱硝系统来避免损害催化剂 模块；当温度降到310℃以下，延时 10min，自动停止SCR烟气脱硝系统 来避免损害催化剂模块。
二、SCR烟气脱硝系统的启动
• 不设置旁路的SCR烟气脱硝系统与锅炉同时 启动，启动前在锅炉预通风阶段使用空气先加 热催化剂。SCR烟气脱硝系统冷态启动时，锅 炉处于冷态状况，烟气的最大升温速率控制在 3～4℃/min。同时，监测SCR反应器入口及 出口的温度，正常运行时温度差在1O℃以下。 当催化剂温度升到310℃后，维持10min，氨 气供给系统即开始，通过喷氨格栅向SCR反应 器喷氨，SCR烟气脱硝系统进入正常运行阶段。 反应区温度应保持在400℃ 以下。
• （1）由于烟气流量不易于直接准确测量， 因此烟气流量通常是通过锅炉空气流量和 锅炉燃烧等数据计算得到的（数据由机组 DCS提供）。由于测量信号存在滞后性的 问题，锅炉空气流量被用来快速检测负荷 变化。
• （2）计算出的NOx流量乘以摩尔比是所需 的氨气流量。摩尔比是根据系统设计的脱 硝效率计算得出的，在固定摩尔比控制方 法中为预设常数。
脱硝系统培训课件

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反应器的类型与工作原理
反应器类型
反应器设计
反应器是脱硝系统的核心部件，根据 工艺和条件的不同，反应器可分为多 种类型，如炉内喷射型、催化剂型等 。
反应器的设计应考虑工艺流程、操作 条件、催化剂种类等因素，以确保其 高效、稳定运行。
工作原理
反应器的工作原理是通过还原剂与烟 气中的氮氧化物发生还原反应，生成 氮气和水蒸气，从而达到脱硝的目的 。
电缆连接
正确连接所有电缆，确保电气 安全。
管道连接
确保管道连接牢固，无泄漏。
系统的调试与运行
系统检查
检查所有设备是否正常工作。
性能测试
进行性能测试，确保系统达标。
参数设置
根据实际情况调整系统参数。
运行优化
根据实际运行情况优化系统性能。
常见故障的排查与处理
故障识别
快速识别故障类型和原因。
故障排除
根据故障类型采取相应措施进行排除 。
化工行业
化工行业生产过程中会产 生大量的氮氧化物，脱硝 系统可以有效降低其排放 ，保护环境。
脱硝系统的历史与发展
历史
脱硝技术的研究始于20世纪70年代，随着环保意识的提高和排放标准的日益严格，脱硝技术得到了迅速的发展和 应用。
发展
目前，脱硝技术正朝着高效、低成本、环保的方向发展，新型的脱硝技术如选择性催化还原法（SCR）和选择性 非催化还原法（SNCR）等在国内外得到了广泛应用。同时，随着科技的不断进步，脱硝系统的性能和效率也将 得到进一步提高。
02
脱硝系统的组成与原 理
还原剂的选择与特性
还原剂种类
选择合适的还原剂是脱硝 系统的关键，常用的还原 剂包括氨气、尿素等。
还原剂特性
还原剂应具备反应活性高 、无毒、无害、稳定性好 等特性，同时还要考虑成 本和可获得性。
600MW机组脱硫脱硝培训教材133页

600MW机组脱硫脱硝培训教材133页

长沙电厂2×600MW机组脱硫脱硝培训教材目录第一章绪论第一节常规湿法脱硫技术第二节常规脱硝技术第三节长沙电厂机组概况第二章脱硫脱硝的理论基础第一节NOx、SOx的生成机理第二节烟气脱硫的理论第三节烟气脱硝的理论第三章湿法石灰石/石膏脱硫工艺（WFGD）第一节WFGD工艺流程第二节石灰石石膏湿法脱硫工艺的描述第三节影响WFGD工艺性能的主要因素第四章WFGD的烟气系统第一节烟气特性及参数第二节烟气系统流程第三节烟气系统的主要设备第五章WFGD的吸收塔系统第一节吸收塔系统简介第二节吸收塔工作原理第三节吸收塔系统的主要设备第六章WFGD的吸收剂制备系统第一节系统简介第二节石灰石卸料、储存与输运系统第三节湿磨机第七章WFGD的石膏脱水系统第一节石膏脱水系统流程第二节石膏脱水系统的主要设备第三节石膏脱水系统的工艺特点第八章WFGD的公用及辅助系统第一节排放系统第二节工艺水、废水排放系统第三节压缩空气系统第四节管道和阀门第九章WFGD的热工控制系统第一节热工控制系统概述第二节FGD_DCS第三节现场仪表及执行机构第四节模拟量控制系统第五节顺序控制系统第十章WFGD工艺的运行、维护与故障处理第一节WFGD的启动与调试第二节WFGD的启、停操作第三节WFGD的保护与联锁第四节WFGD的故障处理第十一章脱硝工艺第一节脱硝工艺概况第二节脱硝工艺的流程第三节脱硝工艺的监测、电气与控制附录一脱硝设备供货清单附录二DCS供货清单附录二入口烟气氮氧化物含量变化时脱硝效率修正曲线第一章绪论比晓夫吸收塔其实也是一种单回路喷淋塔，之所以把它单独列为一个类别，是因为它比较独特，和常规单回路喷淋塔有较大的不同。

其主要特点是它把浆液池分为上下两个区，上部氧化区在低pH值环境下运行，提供了最好的氧化条件，下部为新加入的吸收剂区，pH值较高，有利于吸收反应。

比晓夫吸收塔具有双回路喷淋塔分为不同pH值区域的优点，但是其塔的结构比双回路喷淋塔简单，只需一个回路。

脱硝运行培训教材

脱硝运行培训教材

脱硝运行培训教材（#1炉部分）河北西柏坡发电有限责任公司发电部2013年7月前言为确保我公司#1锅炉脱硝改造项目按时投产，满足生产调试、环保项目运行工作的需要，控制氮氧化物排放，改善环境质量，保障人民健康，规范运行操作和设备维护工作，保证人身和设备安全，促进我公司#1锅炉脱硝改造项目持续、健康发展，发电部锅炉专业特编写了本运行维护手册。

本教材主要依据《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《火电厂大气污染物排放标准》、《火力发电机组烟气脱硝系统运行维护管理标准》、《防止电力生产重大事故的25项重点要求》等相关内容，及河北西柏坡发电有限责任公司#1锅炉脱硝改造项目设计资料、设备制造/供应方提供的使用、安装、运行维护操作说明书，同时参考其它发电企业脱硝系统的相关资料进行编写。

考虑到脱硝系统的特殊性和脱硝系统正在全国范围大面积普及这两方面实际，本教材在描述脱硝系统运行、维护等规范性内容的同时，对脱硝常识亦进行了详尽阐述。

本手册的编写得到了博奇有关技术人员的支持，提供了部分设计资料，在此表示感谢！受编者水平限制，加之资料不完整、编写时间紧，手册中存在有不妥或错误，希理解，并希望在实际执行、运行中提出改进、修改意见，以期逐步完善本手册。

本运行维护手册仅作为发电部各岗位培训使用。

本手册解释权在发电部。

编写人：韩国志高立涛审核人：郭强2013.07目录第一章烟气脱硝工艺概述 (1)1.1 脱硝工艺一般性原理 (1)1.2 SCR工艺描述 (4)第二章脱硝系统介绍 (10)2.1 脱硝系统设计技术依据 (10)2.2 影响SCR脱硝因素 (10)2.3 脱硝系统设计参数 (11)2.4 装置的工艺流程 (18)第三章脱硝系统运行操作与调整 (21)3.1 系统概述 (21)3.2 氨区主要设备介绍 (21)3.3 SCR区设备 (27)3.4 脱硝装置的启停及正常操作 (29)3.5 脱硝装置试运行规定 (33)第四章日常检查维护 (42)4.1 警报指示检查 (42)4.2 脱硝装置控制台检查 (42)4.3 观察记录器 (42)4.4 观察化学分析装置 (42)4.5 巡检的检查项目 (43)4.6 检修时的注意事项 (44)4.7 定期检查和维护 (44)第五章常见故障分析 (47)5.1 警报及保护性互锁动作 (47)附件部分 (48)附件一#1炉锅炉脱硝运行规程(试行) (49)附件二：SCR区域逻辑说明书 (66)附件三：空预器改造内容简介 (71)附件四：#1炉低氮燃烧改造介绍 (74)附件五：#1炉脱硝系统布置图 (77)附件六：#1炉脱硝系统流程图 (78)附件七：#1炉脱硝系统蒸汽吹灰系统图 (79)附件八：#1炉脱硝系统声波吹灰系统图 (80)第一章 烟气脱硝工艺概述1.1 脱硝工艺一般性原理 1.1.1 氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。

脱硝系统培训资料

脱硝系统培训资料

GBZ1《工业企业设计卫生标准》，设备运转噪声小于85分贝。 • 脱硝设备年利用小时按6000小时考虑，投运时间按7500小时考
虑。 • 脱硝设备年利用小时和投运时间与锅炉一致。 • 脱硝装置可用率不小于100%。 • 脱硝系统服务寿命为30年。
SCR反应器本体功能
• 在SCR反应器内，烟气与NH3的混合物在通 过催化剂层时，烟气中的NOx在催化剂的作 用下与NH3反应生成N2与H2O，从而达到除 去烟气中NOx的目的。
脱硝脱硝工艺系统设计Fra bibliotek• 脱硝工艺采用SCR法 • 脱硝设备容量按脱硝效率不低于85%考虑，SCR按入口
NOx浓度300mg/Nm3（6%含氧量，干基，标态）设计， 且出口NOx含量不超过45mg/Nm3，催化剂层按“2+1”设计。 • 脱硝系统需满足30~100%BMCR全负荷脱硝。 • 氨SO逃2/S逸O3不转大化于率2小.28于m1g%/N。m3（标态，干基，6%O2，）， • 脱硝装置不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。 • 脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。 • 脱硝还原剂采用尿素水解制氨工艺制取。尿素溶液的制 备、储存、尿素溶液供应与循环、水解制氨、喷射系统 以入口NOx浓度300mg/Nm3来进行设计。
主要设备
• （3）尿素溶液混合泵 • 尿素溶液混合泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的
离心泵，1台尿素溶解罐配置2台泵，一运一备，并 列布置。 • （4）尿素溶液供应与循环装置 • 本期尿素溶液供应与循环装置按2台机组统一考虑。 尿素溶液供应与循环装置设置1套。每套尿素溶液 循环装置包含3台全流量的多级SS离心泵，可以变频 调速（流量不小于120%,一运二备）、1套内嵌双联 式过滤器、电加热器（如有）、1只可远程调节的 背压控制阀及用于远程控制和监测循环系统的压力、 温度、流量以及浓度等仪表等。

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文件编号：GCL-Eng-TX033-TRAIN-001广州恒运热电（C）厂有限责任公司小型SCR脱硝技改项目脱硝系统培训教材中环（中国）工程有限公司2010年06月目录前言 ............................................. 错误!未定义书签。

1、SCR设计基础及性能指标........................... 错误!未定义书签。

工艺系统简介.................................. 错误!未定义书签。

主要设计基础数据.............................. 错误!未定义书签。

2、SCR反应系统的组成及工艺描述..................... 错误!未定义书签。

SCR反应系统概述 .............................. 错误!未定义书签。

选择性催化还原(SCR)法.......................... 错误!未定义书签。

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消防及安全系统描述.............................. 错误!未定义书签。

3、工艺系统设计参数 ................................ 错误!未定义书签。

脱硝系统工艺参数............................... 错误!未定义书签。

催化剂数据.................................... 错误!未定义书签。

4、SCR脱硝系统的运行管理........................... 错误!未定义书签。

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• 脱硝反应器是SCR工艺的关键设备，它的安装位置有多种可能，可以安放 在省煤器之后——称之为高含尘烟气段布置；也可以安装在电除尘器之后— —称之为低含尘烟气段布置；还可以安装在脱硫装置之后即整个烟气净化系 统的尾端——称之为尾部烟气段布置。见图2-5。
2019/8/17
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• 着环保要求的不断提高，燃烧的后处理越来越成为必然。 • 二级污染预防措施 • （2）二级污染预防措施是指在NOx的生成后的控制措施，即对燃烧后产生的含
NOx的烟气(尾气)进行脱氮处理，又称为烟气脱硝（Flue gas deNOx）或废气脱硝 （Waste gas deNOx）。
脱硝系统培训教材
2019/8/17
1
第一章 脱硝系统技术介绍
前言
国务院在2011.12.21日印发了国家环境保护“十二五”规划通知中规定 要求持续推进电力行业污染减排，新建燃煤机组要同步建设脱硝设施，未安 装脱硝设施的现役燃煤机组要加快淘汰或建设脱硝设施，烟气脱硝设施要按 照规定取消烟气旁路。加快燃煤机组低氮燃烧技术改造和烟气脱硝设施建设， 单机容量30万千瓦以上（含）的燃煤机组要全部加装脱硝设施。加强对脱 硝设施运行的监管，对不能稳定达标排放的，要限期进行改造。加快脱硝建 设步伐。因地制宜开展燃煤锅炉烟气治理，新建燃煤锅炉要安装脱硝设施， 现有燃煤锅炉要实施烟气脱硝，东部地区的现有燃煤锅炉还应安装低氮燃烧 装置。环境保护部部长周生贤与31个省、自治区、直辖市政府和新疆生产 建设兵团，以及华能、大唐、华电、国电、中电投、国家电网、中石油、中 石化(集团)公司主要负责人正式签署“十二五”主要污染物总量减排目标责 任书。据悉，对年度减排目标未完成或者重点减排项目未落实的地方和企业， 实行问责和一票否决。由此可以看出国家对火力发电厂燃煤机组烟气中污染 物排放控制相当严格，对新建机组要求全部建设烟气脱硫、脱硝装置，要求 安装在线连续监测装置，并与环保部门联网，所以我公司新建30万千瓦机 组若满足地方环境保护部门监督检查，机组必须同步建设烟气脱硝装置，大 气污染物排放需稳定达到2012年颁布的《火电厂大气污染物排放标准 （GB13223-2011）中污染物排放要求参数值。
• 一级污染预防措施主要是通过改进燃烧方式减少NOx的生成量。基于NOx的形成受 温度的影响极大这一规律，可以通过改进燃烧方式避开使NOx大量生成的温度区间， 从而实现NOx的减排。
• 主要有以下几种途径：
• 1）低氧燃烧或低过量空气系数（LEA）；
• 2）烟气再循环（FGR）；
• 3）降低空气预热器温度（RAP）；
料的锅炉的烟气治理。
2019/8/17
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• 1、工艺程
• 选择性催化还原系统安装于锅炉省煤器之后的烟道上，NH3通过固定于氨 喷射格栅上的喷嘴喷入烟气中，与烟气混合均匀后一起进入填充有催化剂 的脱氮反应器。反应器通常竖直放置（也有个别水平放置的），NOx与 NH3在催化剂的作用下发生还原反应。反应器中的催化剂分上下多层，经 过最后一层催化剂后，使烟气中的NOx控制在排放限值以内，图2-4为该系 统的简单示意。图中的SCR反应器中有三层催化剂（其中一层备用），省 煤器旁路是用来调节温度的，即通过调节经过省煤器的与通过旁路的烟气 比例来控制反应器中的烟气温度，氨喷射器安装位置在SCR反应器的上游 足够远处以保证喷入的氨与烟气充分混合。
• 不添加催化利的方法称为“选择性非催化还原法”，简称SNCR法，是该方法的英文 名称Selected Non-Catalytic Reduction的缩写。
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• 添加催化剂的方法称为“选择性催化还原法”，简称SCR法，是该方法的英文名称 Selected Catalytic Reduction的缩写。SCR法和SNCR法的温度窗比较见下图
一、氮氧化物危害性：
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在火电机组锅炉燃烧排放的多种大气污染物中，氮氧化物是最近三十多年来受到 世界极大关注的一种污染物，NO占95%以上，氮氧化物的排放对人体的致毒作用、 对植物的损害以及在酸雨和光化学烟雾的形成、对臭氧层的破坏中所起的作用已经 得到了科学的证明。随着今后电力工业的发展，NOx排放量将越来越大。如果不加 强控制，NOx对我国大气环境污染所造成的严重后果将不堪设想。 二、概述
（9）2NH3+8NO→5N2O +3H2O • （10）4NO+4NH3+3O2→4N2O +6H2O • （11）12NO2+16NH3+73O2→14N2O +24H2O • （12）2SO2+O2→2SO3 • （13）NH3+SO3+H2O→NH4HSO4 • （14）2NH3+SO3+H2O→(NH4) 2SO4 • （15）2NH4HSO4→(NH4) 2SO4+ H2SO4 • （16）2NH4HSO4+4NH3→(NH4) 2SO4 • （17）NH3 +HCI→NH4CI
• （1）4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O • （2）6NO+4NH3 → 5N2+6H2O • （3）6NO2+8NH3 →7N2+12H2O • （4）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O • （5）4NH3+3O2→2N2+6H2O • （6）4NH3+5O2→4NO+6H2O • （7）4NH3+7O2→4NO2+6H2O • （8）2NH3+2O2→N2O +3H2O
• 一、NOx的形成机理 • 在燃料的燃烧过程中，NOx的生成通过三种机理，三种机理所生成的NOx分别称作
燃料型NOx（ Fuel NOx）、温度型或热力型NOx（Thermal NOx）和快速型（或 速度型）NOx（Prompt NOx）： • 1．燃料型NOx • 燃料本身所含的氮的有机物诸如喹啉(C5H5N)、吡啶(C9H7N)等，在高温下释放出 氮和氧化合生成的NOx，称作燃料型NOx。 • 2．温度型或热力型NOx • 燃烧时空气中的Ｎ2在高温下氧化生成的NOx，称作温度型或热力型NOx。
• 根据不同种类催化剂的适宜工作温度范围，SCR可分为高温工艺、中温工 艺和低温工艺，其划分标准是：
• 高温SCR工艺的适宜温度范围为345～590℃；
• 中温SCR工艺的适宜温度范围为260～380℃；
• 低温SCR工艺的适宜温度范围为80～300℃。
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• 2、催化反应器的布置
• 湿法有气相氧化液相吸收法和液相氧化吸收法等，干法有选择性催化还原法 （SCR）、选择性非催化还原法(SNCR)等。
• 目前世界上使用最广泛的方法是选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法 (SNCR)。
• 二、选择性还原法 • 烟气脱硝的选择性还原法是利用氨（NH3）对氮氧化物（NOx）的还原功能，在一
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• 3．快速型（或速度型）NOx
• 碳氢燃料在燃料过多时燃烧所产生的NOx，称作快速型（或速度型）NOx， 对于大多数的矿物燃料，这类NOx含量较小。
• 温度、氧浓度、燃料含氮量和反应时间是燃烧过程中影响NOx生成量的主要 因素。在这些因素中，又以温度的影响最强。根据Zelkowski（1986）的研 究结果，在煤粉燃烧装置常规氧量运行条件下，NOx生成量与温度之间的关 系存在一个“边界温度”，高于该“边界温度”时，NOx生成量将随温度的 升高以指数规律增加，这个“边界温度”大约为1300℃。下图就是 Zelkowski给出的与温NO度x的的关生系成曲量线。
• 2、选择性催化还原与选择性非催化还原
• 任何一个化学反应都存在适宜反应发生的温度，通常把适宜发生反应的温度区间称为 “温度窗”，NH3对NOx的选择还原在有催化剂存在和没有催化剂存在的情况下，具 有不同的“温度窗”。在不添加催化剂的时候，较理想的NH3对NOx的还原温度窗为 850～10000C，低于该温度区间NOx的还原速度就会变得很慢，而且当温度在 1050～12000C时，氨本身还会被氧化成NO。通过添加不同种类的催化剂，上述温 度窗可以降低到250～4200C之间，甚至可以低到80～1500C。
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• 在上述反应中，反应式(3-1)～(3-4)是NOx被还原生成为N2和水的反应，是希望发生 的反应，是这一过程的主要反应。由于NO是烟气中NOx的主要成分，所以主反应中 (2-1)式所代表的反应又是最主要的反应。
• 反应式(3-5)～(3-17)是不希望发生的反应，是该选择性还原过程的副反应。这些反应 虽然在整个化学过程中所占的比例不大，但其中有些反应的生成物属于对环境或对设 备有害的物质。比如其中式(3-8)～(3-11)的反应所生成的N2O是一种温室气体，能产 生温室效应影响气候，而且还对臭氧层有破坏作用。反应式(3-12)～(3-16)所代表的 化学反应中，烟气中的SO2被氧化成SO3，继而再和过量氨反应生成硫酸铵((NH4)2 SO4)或硫酸氢铵（NH4HSO4），这两种物质对下游设备造成的损害也是不能忽视 的问题，所以这些反应都是应该力图抑制的。反应式(3-17)表示可进一步与CO2或 HF产生的副反应。
一般意义上的氮氧化物包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，但对大 气造成污染的主要是NO、NO2和N2O。燃烧过程中产生的氮氧化物主要是NO和 NO2——被统称为NOx。在绝大多数燃烧方式中，产生的NO占90%以上，其余为 NO2。上个世纪40年代在英国、50年代在美国以及60年代在德国都有关于NOx的 危害的报道。60年代氮氧化物被国际社会确认为大气的主要污染物之一，随后在 对NOx的形成与危害机理进行深 • 入研究的基础上，开发了多种控制氮氧化物排放的实用技术。从最初的控制燃烧方 法，到后来的烟气脱硝技术，这些技术的应用为减缓火力发电厂排放氮氧化物对大 气环境造成的压力发挥了重要作用。