火力发电厂脱硝装置介绍
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火电厂脱硝装置运行导则随着人类社会的不断发展和经济的不断增长,对于能源的需求也越来越大,火电厂作为燃煤等化石能源的重要利用方式,已经成为许多国家的主要能源产生方式之一。
然而,火电厂排放的氮氧化物温室气体对于大气环境的污染不容忽视。
为了达到环保的要求,许多火电厂都采用了脱硝装置来减少氮氧化物的排放。
本文将介绍火电厂脱硝装置运行的导则,以期提高脱硝装置的运行效率并减少对环境的污染。
一、脱硝装置的整体工作原理脱硝装置主要由催化剂、进出口管道、反应器、控制系统等组成。
其基本的运行原理是:烟气在进入反应器后,会与反应器内的氨水(或尿素溶液)进行反应,生成氮和水。
这个过程需要催化剂的辅助,将氨水(或尿素溶液)和NOx 拦截在催化剂上,使其得以快速与烟气进行反应。
二、脱硝装置的运行策略1. 控制反应器的温度:脱硝装置的反应过程是温度敏感的,反应器的温度对于脱硝效率影响很大。
温度低,反应效果不佳,温度过高,逆反应会影响脱硝效果。
因此,应严格控制反应器的温度,最好在适当的范围内进行调节。
2. 保证氨气的供应:脱硝装置的反应需要氨水(或尿素溶液)作为源头,而这个源头需要稳定的供应。
在运行过程中应注意加注氨水或尿素溶液的量,同时要保证氨水(或尿素溶液)的质量。
3. 合理的保护催化剂:催化剂对于脱硝装置的作用至关重要,而催化剂的寿命受到许多因素的影响。
在进行运行之前,需要对催化剂进行预处理,避免其被其他物质污染。
在运行过程中,应注意保护催化剂,避免其被高温气体腐蚀。
4. 及时清除管道:火电厂的管道很长,容易产生结垢和积灰,会导致脱硝装置的运行效率下降。
因此管道需要在日常生产及检查过程中经常检查,及时清除结垢和积灰。
5. 进行定期的检查和维护:脱硝装置是一个很重要的设备,需要定期的检查和维护。
在运行之前,应仔细检查设备的各项指标,避免出现问题。
定期进行设备的维护保养,避免设备出现故障。
三、总结脱硝装置是一个重要的环保设备,其对于减少大气的污染作用不容忽视。
烟气脱硝系统和设备介绍概述在工业生产过程中,烟气排放中的氮氧化物(NOx)是一种常见的有害气体,它对环境和人类健康造成严重影响。
烟气脱硝系统和设备被广泛应用于各类工业领域,以减少烟气排放中的氮氧化物含量,保护环境和人类健康。
原理烟气脱硝系统主要采用选择性催化还原(SCR)技术。
该技术通过在烟气中注入氨水(NH3)或尿素溶液,使氨与烟气中的氮氧化物反应生成氮和水,从而实现脱硝的效果。
SCR技术具有高效、低成本和可靠性强等优点,已成为烟气脱硝的主要技术路线。
设备介绍烟气脱硝系统主要由以下几个关键设备组成:1. 反应器反应器是烟气脱硝系统的核心设备,用于催化氨与氮氧化物的反应。
反应器通常由催化剂和反应器壳体组成,催化剂可以是金属氧化物或金属催化剂,其选择取决于具体的工业应用和处理要求。
2. 氨水喷射系统氨水喷射系统用于向烟气中注入氨水,以提供与氮氧化物发生反应所需的还原剂。
该系统通常包括氨水贮罐、氨水喷射装置、氨水输送管道等。
通过控制氨水的喷射量和位置,可以实现对烟气中氮氧化物浓度的精确控制。
3. 尿素喷射系统尿素喷射系统与氨水喷射系统类似,用于在烟气中注入尿素溶液。
尿素喷射系统通常包括尿素溶液贮罐、尿素喷射装置、输送管道等设备。
尿素溶液经过催化剂反应生成氨,从而与烟气中的氮氧化物发生反应进行脱硝。
4. 控制系统控制系统是烟气脱硝系统的智能管理部分。
通过对关键参数的监测和控制,可以实现对烟气处理过程的自动化控制。
控制系统通常包括仪表监测装置、自动控制开关和监控系统等。
应用领域烟气脱硝系统和设备广泛应用于各个工业领域,包括煤炭发电厂、钢铁厂、化工厂、水泥厂等。
这些行业中燃烧过程产生的烟气都含有一定量的氮氧化物,通过烟气脱硝系统可以有效降低氮氧化物排放量,减少对环境的污染。
总结烟气脱硝系统和设备在工业生产中起着重要的作用,能够有效降低烟气排放中的氮氧化物含量,保护环境和人类健康。
随着环保要求的不断提高,烟气脱硝技术将得到更广泛的应用和发展,为实现绿色、可持续发展做出贡献。
火电厂脱硝主要工艺介绍
烟气脱硝工艺
由于炉内低氮燃烧技术的局限性,使得NOx 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOx 的
排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。
目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法3 类。
其中干法包括选择性非催化还原法( SNCR) 、选择性催化还原法(SCR) 、电子束联合脱硫脱硝法;半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等。
在众多脱硝方法当中,SCR 脱硝工艺以其脱硝装置结构简单、无副产品、运行方便、可靠性高、脱硝效率高、一次投资相对较低等诸多优点,在日本和欧美得到了广泛的商业应用。
SCR工艺
SCR 装置主要由脱硝反应剂制备系统和反应器本体组成。
通过向反应器内喷入脱硝反应剂N H3 ,将NOx 还原为氮气。
由于此还原反应对温度较为敏感,故需加入催化剂,以满足反应的温度要求,增强反应活性。
采用高含尘工艺时,SCR 反应器布置在省煤器和空气预热器(空预器) 之间。
其优点是烟气温度高,满足了催化剂活性要求;缺点是烟气中的飞灰含量高,对催化剂的防磨损和防堵塞的性能要求较高。
对于低含尘工艺,SCR 布置在烟气脱硫系统( FGD) 之后、烟囱之前。
此时虽然烟气中的飞灰含量大幅减少,但为了满足催化剂活性对反应温度的要求,需要安装蒸汽加热器和烟气换热器( GGH) ,系统复杂,投资增加,故一般选择高含尘工艺。
[。
脱硫脱硝设备参数摘要:一、脱硫脱硝设备概述二、脱硫脱硝设备主要参数1.脱硫效率2.脱硝效率3.处理气量4.设备阻力5.运行成本6.设备寿命三、脱硫脱硝设备选型注意事项四、脱硫脱硝设备在我国的应用现状与前景正文:一、脱硫脱硝设备概述脱硫脱硝设备是一种用于治理工业废气中二氧化硫和氮氧化物的环保设备。
在我国,燃煤电厂是二氧化硫和氮氧化物排放的主要来源。
为了减少这些污染物对环境和人体健康的影响,脱硫脱硝设备在工业生产中得到了广泛应用。
脱硫脱硝过程主要有两种方法:湿式脱硫和干式脱硫。
脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。
二、脱硫脱硝设备主要参数1.脱硫效率:脱硫设备的关键性能指标,表示脱硫设备对二氧化硫的去除能力。
脱硫效率越高,说明设备的脱硫效果越好。
2.脱硝效率:脱硝设备的关键性能指标,表示脱硝设备对氮氧化物的去除能力。
脱硝效率越高,说明设备的脱硝效果越好。
3.处理气量:指脱硫脱硝设备在单位时间内处理废气的量。
处理气量越大,设备的处理能力越强。
4.设备阻力:脱硫脱硝设备在运行过程中产生的阻力。
设备阻力越小,能耗越低,运行成本越低。
5.运行成本:脱硫脱硝设备运行过程中的费用,包括能耗、人力、物料等。
运行成本越低,设备的性价比越高。
6.设备寿命:脱硫脱硝设备从投入使用到不能正常运行的时间周期。
设备寿命越长,说明设备的可靠性和耐用性越好。
三、脱硫脱硝设备选型注意事项在选择脱硫脱硝设备时,应充分考虑以下因素:1.工艺成熟度:选择经过实践检验、技术成熟的设备。
2.投资成本:合理控制设备投资成本,确保项目经济性。
3.占地面积:根据项目现场实际情况,选择占地面积合适的设备。
4.运行维护:选择运行维护简便、易于管理的设备。
5.环保性能:确保设备达到国家和地方环保要求。
四、脱硫脱硝设备在我国的应用现状与前景近年来,我国在脱硫脱硝设备研发和应用方面取得了显著成果。
目前,国内脱硫脱硝设备市场主要以湿式脱硫和干式脱硫为主。
火力发电厂脱硝装置介绍1. 概述氮氧化物(NO x)是造成大气污染的主要污染源之一。
通常所说的NO x有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和 N2O5,其中NO和NO2是重要的大气污染物,另外还有少量N2O。
我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,电力工业又是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。
在煤的燃烧过程中,NO x的生成量和排放量与燃烧方式,特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关。
燃烧形成的NOx可分为燃料型、热力型和快速型3种。
其中快速型NOx生成量很少,可以忽略不计。
(1)热力型NOx,指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx。
当炉膛温度在1350℃以上时,空气中的氮气在高温下被氧化生成NOx,当温度足够高时,热力型NOx可达20 %。
过量空气系数和烟气停留时间对热力型NO x 的生成有很大影响。
(2) 燃料型NOx,指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx。
其生成量主要取决于空气燃料的混合比。
燃料型NOx约占NOx总生成量的75%~90%。
过量空气系数越高, NOx的生成和转化率也越高。
(3)快速型NOx,指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。
主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃,与燃烧空气中的N2 发生反应,形成的CN和HCN继续氧化而生成的NOx。
在燃煤锅炉中,其生成量很小,一般在燃用不含氮的碳氢燃料时才予以考虑。
在这三种形式中,快速型NOx所占比例不到5%;在温度低于1300℃时,几乎没有热力型NOx。
对常规燃煤锅炉而言,NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
控制NOx排放的技术可分为一次措施和二次措施两类:一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量;二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。
1.1 脱硝基本技术及概念降低NOx排放主要有两种措施。
脱硝装置工作原理一、引言脱硝装置是一种用于减少烟气中氮氧化物(NOx)排放的设备,广泛应用于电厂、炼油厂、钢铁厂等工业领域。
本文将介绍脱硝装置的工作原理,包括选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)两种主要的脱硝技术。
二、选择性催化还原法(SCR)1. SCR的基本原理SCR是一种利用催化剂在一定温度下将NOx转化为氮气(N2)和水蒸气(H2O)的技术。
该技术通过将还原剂(如氨水或尿素溶液)与烟气混合,使还原剂在催化剂的作用下与NOx发生反应,生成无害的氮气和水蒸气。
2. SCR的工作过程SCR装置主要由催化剂层和还原剂喷射系统组成。
工作时,烟气通过催化剂层时,NOx与还原剂发生反应,生成氮气和水蒸气。
反应速率受到温度的影响,通常在250-400摄氏度之间效果最好。
3. SCR的优点和局限性SCR技术具有高效、高选择性和稳定性好的优点。
但是,SCR装置需要较高的温度才能发挥最佳效果,因此需要额外的能源消耗。
此外,SCR还要求烟气中的氨气浓度和氨气与NOx的摩尔比例在一定范围内,否则反应效果会受到影响。
三、选择性非催化还原法(SNCR)1. SNCR的基本原理SNCR是一种利用还原剂直接与烟气中的NOx发生反应的技术,无需催化剂的参与。
该技术通过喷射适量的尿素溶液或氨水到烟气中,使还原剂与NOx发生反应,生成氮气和水蒸气。
2. SNCR的工作过程SNCR装置主要由还原剂喷射系统和混合区组成。
喷射系统将还原剂喷射到烟气中,然后在混合区中与NOx发生反应,生成氮气和水蒸气。
SNCR的反应速率受到温度的影响较大,通常在850-1100摄氏度之间效果最好。
3. SNCR的优点和局限性SNCR技术相对于SCR技术来说,不需要催化剂,因此设备成本较低。
此外,SNCR装置对烟气温度的要求较低,适用于一些温度较低的工业炉窑。
然而,SNCR技术的还原效率相对较低,可能会产生副产物如氨和一氧化氮等。
浅谈火力发电厂脱销SCR发布时间:2022-05-12T05:20:08.919Z 来源:《中国电业与能源》2022年3期作者:赵金库[导读] 火力发电厂主要是利用脱硝装置控制锅炉脱硝出口氮氧化合物(NOX)的排放浓度,采用选择性催化还原法赵金库广东大唐国际潮州发电有限责任公司广东省潮州市 515723摘要:火力发电厂主要是利用脱硝装置控制锅炉脱硝出口氮氧化合物(NOX)的排放浓度,采用选择性催化还原法,利用液氨还原剂喷入锅炉省煤器出口与空预器之间高粉尘区,产生化学反应,实现自动、精确控制出口NOX浓度的方案。
关键词:脱硝氮氧化合物优化调整?1引言火力发电厂燃烧产生的NOX对环境有一定的污染,90年代我国已经对燃煤电厂NOX环保指标作出了规定,又分别于1996年、2003年和2010年对《火电厂大气污染物排放标准》进行了修正。
脱销NOX的控制是改善环境的重要环节。
脱销系统对于一个企业的未来和可持续发展至关重要,也是企业立足的根本。
脱销NOX的控制可分为燃烧前控制,即选择含低氮的燃料,燃料成本高。
燃烧中控制,即改进燃烧方式和生产工艺,使燃料燃烧过程中,产生NOX较少,有一定的局限性。
燃烧后控制,烟道尾部加装脱销装置,将烟气中的NOX转化为无害的N2。
目前应用的火电厂脱硝技术中,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction简称SCR)法脱硝工艺被证明是应用最多且脱硝效率最高、最为成熟的脱硝技术,是目前世界上先进的火电厂烟气脱硝主流技术之一。
1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统示范工程,其后SCR技术在日本得到了广泛应用,大约有170套装置,接近100 GW容量的电厂安装了这种设备。
在欧洲已有120多台大型装置的成功应用经验,其NOx的脱除率可达到80%~90%。
美国政府也将SCR技术作为主要的电厂控制NOx技术。
2 SCR脱硝技术SCR技术是还原剂(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所氧化,故称为“选择性”。
火力发电厂辅助设备及系统1. 简介火力发电厂是一种常见的发电方式,其主要通过燃烧煤炭、油气等燃料来产生热能,再将热能转化为机械能,最终驱动发电机发电。
为了保证火力发电厂的正常运行和高效发电,需要配备一系列辅助设备及系统。
2. 辅助设备2.1 燃料供应系统燃料供应系统是火力发电厂的重要组成部分,主要由燃料储存设备、给煤机和煤磨机组成。
燃料储存设备通常包括煤仓和油气回收罐,用于存储煤炭和油气等燃料。
给煤机是将煤炭从煤仓输送到锅炉燃烧室的设备,常见的给煤机有刮板式和链斗式。
煤磨机用于将煤炭磨成粉状,提高燃烧效率。
2.2 锅炉系统锅炉系统是火力发电厂的核心设备,主要由炉膛、燃烧器和换热面等组成。
炉膛是燃烧煤炭等燃料的地方,燃烧器主要用于喷入燃料并调节燃料的供应量和燃烧风量。
换热面是将燃烧产生的热能传递给水蒸气的部分,常见的换热面有水冷壁、过热器和再热器等。
2.3 脱硫脱硝系统脱硫脱硝系统是火力发电厂的环保设备,主要用于减少燃煤发电对大气环境的污染。
脱硫处理主要采用湿法石膏法和半干法法,通过喷氢氧化钠溶液或石膏浆液与烟气中的二氧化硫反应,将其转化为硫酸钙沉淀物。
脱硝处理主要采用选择性催化还原法和选择性非催化还原法,通过添加催化剂或直接喷射氨水来使烟气中的氮氧化物发生化学反应,转化为氮和水。
2.4 除尘系统除尘系统用于去除燃煤发电过程中产生的大颗粒烟尘和微颗粒烟尘,以减少对环境的污染。
除尘系统主要包括电除尘器和布袋除尘器两种形式。
电除尘器利用高压直流静电场的作用,使带电颗粒被吸附在电极上,然后由振动装置或电击机进行脱附。
布袋除尘器则利用纤维布袋的过滤作用,将颗粒物截留在布袋表面。
3. 辅助系统3.1 水处理系统水处理系统是火力发电厂的重要辅助系统,主要用于处理供给锅炉的给水。
水处理系统一般包括除氧器、给水泵、软化水设备和循环水处理设备等。
除氧器用于去除给水中的气体和溶解氧,以减少管道和锅炉的腐蚀。
给水泵用于将处理后的给水供给锅炉。
脱硝设备采用的是选择性非催化还原脱硝技术,是指无催化剂的作用下,在适合脱硝反应的"温度窗口"内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
该技术一般采用炉内喷氨水、尿素作为还原剂还原NOx。
还原剂只和烟气中的NOx反应,一般不与氧反应,该技术不采用催化剂,所以这种技术被称为选择性非催化还原脱硝技术。
由于该工艺不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。
还原剂喷入炉膛温度为850~1100℃的区域,迅速热分解成NH3,与烟气中的NOx反应生成N2和水。
脱硝设备脱硝设备采用模块1、还原剂储存(制备)模块2、浓度调整模块3、计量分配模块4、喷射模块5、控制模块脱硝设备脱硝设备性能特点1、根据现场勘测及历史分解炉(锅炉)内温度数据、CFD分析结果,炉内运行风量,综合对比反应温度和反应停留时间两个参数,最优化选择开孔位置、喷枪插入角度及深度。
?2、多层喷枪设置,根据烟气温度窗追逐,自动控制喷枪的喷射位置及流量,最大化脱硝效率。
小直径喷枪,开孔端不对设备和耐火材料造成破坏。
3、根据冬季气候寒冷等因素影响,专门增加设备的卸水功能及管道吹扫装置。
4、采用双流体喷枪,通过雾化喷射粒度控制及穿透距离调整,有效的控制在整体还原空间内氨气较均匀的释放。
喷射速度40m/s保证氨源的基本均衡。
脱硝设备5、喷枪可采用自动伸缩式,喷枪停用时,可完全退出分解炉(锅炉),并自动关闭喷枪孔门板。
6、高度模块化,占地面积小,易于布置。
全自动控制,一键操作来执行整个系统,友好的操作界面,制定DCS/PLC通讯和控制设置,从而满足不同用户的不同需求。
7、更安全的系统,对系统进行严格的风险可行性分析,以降低安全风险,高规格组件选择以确保系统的可靠性,警报和联锁以确保系统的安全运行。
8、氨逃逸率低于10PPM,低逃逸保证了低腐蚀、减少了可见烟雾,及在风机和过滤袋上的沉积,同时减少了反应副产物N2O的生成。
脱硝设备脱硝设备是去除燃烧烟气中氮氧化物的过程,防止环境污染的重要性,已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。
火力发电厂脱硝装置介绍1. 概述氮氧化物(NO x)是造成大气污染的主要污染源之一。
通常所说的NO x有多种不同形式:N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和 N2O5,其中NO和NO2是重要的大气污染物,另外还有少量N2O。
我国氮氧化物的排放量中70%来自于煤炭的直接燃烧,电力工业又是我国的燃煤大户,因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。
在煤的燃烧过程中,NO x的生成量和排放量与燃烧方式,特别是燃烧温度和过量空气系数等密切相关。
燃烧形成的NOx可分为燃料型、热力型和快速型3种。
其中快速型NOx生成量很少,可以忽略不计。
(1)热力型NOx,指空气中的氮气在高温下氧化而生成NOx。
当炉膛温度在1350℃以上时,空气中的氮气在高温下被氧化生成NOx,当温度足够高时,热力型NOx可达20 %。
过量空气系数和烟气停留时间对热力型NO x 的生成有很大影响。
(2) 燃料型NOx,指燃料中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx。
其生成量主要取决于空气燃料的混合比。
燃料型NOx约占NOx总生成量的75%~90%。
过量空气系数越高, NOx的生成和转化率也越高。
(3)快速型NOx,指燃烧时空气中的氮和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生成NOx。
主要是指燃料中碳氢化合物在燃料浓度较高的区域燃烧时所产生的烃,与燃烧空气中的N2 发生反应,形成的CN和HCN继续氧化而生成的NOx。
在燃煤锅炉中,其生成量很小,一般在燃用不含氮的碳氢燃料时才予以考虑。
在这三种形式中,快速型NOx所占比例不到5%;在温度低于1300℃时,几乎没有热力型NOx。
对常规燃煤锅炉而言,NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
控制NOx排放的技术可分为一次措施和二次措施两类:一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量;二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。
1.1 脱硝基本技术及概念降低NOx排放主要有两种措施。
一是控制燃烧过程中NOx的生成,即低NOx燃烧技术;二是对生成的NOx进行处理,即烟气脱硝技术。
1.1.1 低NOx燃烧技术为了控制燃烧过程中NOx的生成量所采取的措施原则为:(1)降低过量空气系数和氧气浓度,使煤粉在缺氧条件下燃烧;(2)降低燃烧温度,防止产生局部高温区;(3)缩短烟气在高温区的停留时间等;低NOx燃烧技术主要包括如下方法;1、空气分级燃烧燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。
当过量空气系数α<1,燃烧区处于“贫氧燃烧”状态时,对于抑制在该区中NOx的生成量有明显效果。
根据这一原理,把供给燃烧区的空气量减少到全部燃烧所需用空气量的70%左右,从而即降低了燃烧区的氧浓度也降低了燃烧区的温度水平。
因此,第一级燃烧区的主要作用就是抑制NOx的生成并将燃烧过程推迟。
燃烧所需的其余空气则通过燃烧器上面的燃尽风喷口送入炉膛与第一级所产生的烟气混合,完成整个燃烧过程。
炉内空气分级燃烧分轴向空气分级燃烧(OFA方式)和径向空气分级。
轴向空气分级将燃烧所需的空气分两部分送入炉膛:一部分为主二次风,约占总二次风量的70~85%,另一部分为燃尽风(OFA),约占总二次风量的15~30%。
炉内的燃烧分为三个区域,热解区、贫氧区和富氧区。
径向空气分级燃烧是在与烟气流垂直的炉膛截面上组织分级燃烧。
它是通过将二次风射流部分偏向炉墙来实现的。
空气分级燃烧存在的问题是二段空气量过大,会使不完全燃烧损失增大;煤粉炉由于还原性气氛易结渣、腐蚀。
图1、空气分级燃烧示意图2、燃料分级燃烧在主燃烧器形成的初始燃烧区的上方喷入二次燃料,形成富燃料燃烧的再燃区,NOx进入本区将被还原成N2。
为了保证再燃区不完全燃烧产物的燃尽,在再燃区的上面还需布置燃尽风喷口。
改变再燃烧区的燃料与空气之比是控制NOx排放量的关键因素。
在再燃烧系统中,分段供给的燃料和燃烧用空气在炉内形成三个不同的燃烧段,分别在贫燃料、富燃料和贫燃料状态下运行。
在一次或“主”燃烧段,主要燃料—煤粉在过量的空气中燃烧,由燃料中和燃烧用空气中的氮形成NOx。
二次燃料,又称为再燃燃料,通常是天然气或煤粉(油或任何其他的碳氢化合物燃料也都可以使用),在主燃烧段上方喷入,形成富燃料的“再燃”段。
从这一区段的再燃燃料中释放出来的烃基与主燃烧段中形成的NOx 反应,NOx被还原成分子氮。
最后,在再燃段上方喷入剩余的燃烧用空气,形成贫燃料的“燃尽”区,从而完成了燃烧全过程。
通常再燃燃料的热量占总输入热量的10%-30%。
再燃技术可以减少高达70%的NOx。
图2显示了再燃过程中三个不同的燃烧段。
存在问题是为了减少不完全燃烧损失,需加空气对再燃区烟气进行三级燃烧,配风系统比较复杂。
图2、燃料分级燃烧示意图3、烟气再循环该技术是把空气预热器前抽取的温度较低的烟气与燃烧用的空气混合,通过燃烧器送入炉内从而降低燃烧温度和氧的浓度,达到降低NOx生成量的目的。
存在的问题是由于受燃烧稳定性的限制,一般再循环烟气率为15%~20%,投资和运行费较大,占地面积大。
1.1.2 烟气脱硝技术由于炉内低氮燃烧技术的局限性, 对于燃煤锅炉,采用改进燃烧技术可以达到一定的除NOx 效果,但脱除率一般不超过60%。
使得NOx 的排放不能达到令人满意的程度,为了进一步降低NOx 的排放,必须对燃烧后的烟气进行脱硝处理。
目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法3 类。
其中干法包括选择性非催化还原法(SNCR) 、选择性催化还原法(SCR) 、电子束联合脱硫脱硝法;半干法有活性炭联合脱硫脱硝法;湿法有臭氧氧化吸收法等。
就目前而言,干法脱硝占主流地位。
其原因是:NOx与SO2相比,缺乏化学活性,难以被水溶液吸收;NOx 经还原后成为无毒的N2和O2,脱硝的副产品便于处理;NH3对烟气中的NO可选择性吸收,是良好的还原剂。
湿法与干法相比,主要缺点是装置复杂且庞大;排水要处理,内衬材料腐蚀,副产品处理较难,电耗大(特别是臭氧法)。
烟气脱硝技术有气相反应法(如SCR法)、电子束法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等几类。
1.1.2.1烟气脱硝处理方法1、炉膛喷射法炉膛喷射法实质是向炉膛喷射还原性物质,可在一定温度条件下还原已生成的NOx,从而降低NOx的排放量。
包括喷水法、二次燃烧法(喷二次燃料即前述燃料分级燃烧)、喷氨法等。
喷氨法亦称选择性非催化还原法(SNCR),是在无催化剂存在条件下向炉内喷入还原剂氨或尿素,将NOx 还原为N2和H2O。
它建设周期短、投资少、脱硝效率中等,比较适合于对中小型电厂锅炉的改造。
还原剂喷入锅炉折焰角上方水平烟道(900~1000℃),在NH3/NO x摩尔比2~3情况下,脱硝效率30%~50%。
在950℃左右温度范围内,反应式为:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O当温度过高时,会发生如下的副反应,又会生成NO:4NH3+5O2→4NO+6H2O当温度过低时,又会减慢反应速度,所以温度的控制是至关重要的。
该工艺不需催化剂,但脱硝效率低,高温喷射对锅炉受热面安全有一定影响。
存在的问题是由于温度随锅炉负荷和运行周期而变化及锅炉中NOx 浓度的不规则性,使该工艺应用时变得较复杂。
在同等脱硝率的情况下,该工艺的NH3耗量要高于SCR工艺,从而使NH3的逃逸量增加。
因此影响SNCR系统性能设计和运行的主要因素是:(1)反应温度范围;(2)最佳温度区的滞留时间;(3)喷入的反应剂与烟气混合程度;(4)处理前烟气中NOx浓度;(5)喷入的反应剂与NOx的摩尔比;(6) 氨的逃逸量。
下图所示为以尿素为还原剂的SNCR工艺流程,该流程由4部分组成:(1)反应剂的接收和储存;(2)反应剂的计量稀释和混匀;(3)稀释的反应剂喷入锅炉合适的部分;(4)反应剂与烟气的混合"图4、SNCR工艺流程在还原剂的接收和储存系统中,尿素一般采用50%的水溶液,可直接喷入炉膛。
由于尿素的冰点仅为17.8e℃。
因此,较冷的季节应对尿素溶液进行加热和循环。
尿素可采用固体颗粒运输,但在厂内必须设置溶解装置。
与氨系统相比,尿素系统有以下优点:尿素是一种无毒、低挥发的液体,在运输和储存方面比氨更加安全;此外,尿素溶液喷入炉膛后在烟气中扩散较远,可改善大型锅炉中吸收剂和烟气的混合效果。
由于尿素的安全性和良好的扩散性能,采用尿素的SNCR系统多在大型锅炉上应用。
SNCR系统中,还原剂与烟气的混合采用喷射器。
喷射器有墙式和枪式2种类型。
墙式喷射器在特定部位插入锅炉内墙,一般每个喷射部位设置1个喷嘴。
墙式喷嘴一般应用于短程喷射就能使反应剂与烟气达到均匀混合的小型锅炉和尿素SNCR系统。
由于墙式喷嘴不直接暴露于高温烟气中,其使用寿命要比喷枪式长。
枪式喷射器由1根细管和喷嘴组成,可将其从炉墙深入到烟流中。
喷枪一般应用于烟气与反应剂难于混合的氨喷SNCR系统和大容量锅炉。
在某些设计中喷枪可延伸到锅炉整个断面。
喷枪可按单个喷嘴或多个喷嘴设计。
后者的设计较为复杂,因此,要比单个喷嘴的喷枪和墙式喷嘴价格贵些。
因喷射器忍受着高温和烟气的冲击。
易遭受侵蚀、腐蚀和结构破坏,因此,喷射器一般用不锈钢制造,且设计成可更换。
除此以外,喷射器常用空气、蒸汽和水进行冷却。
为使喷射器最少地暴露于高温烟气中,喷枪式喷射器和一些墙式喷嘴也可设计成可伸缩的。
当遇到锅炉启动、停运、季节性运行或一些其他原因SNCR需停运时,可将喷射器退出运行。
用氨基作反应剂的喷射系统一般比尿素系统复杂和昂贵些,原因是这种系统喷射的是气相氨而不是液氨溶液"为此,氨基喷射系统常配备多个喷嘴的高能喷枪系统"在锅炉通道的宽度和高度内按网格形式布置喷枪"2、电子束法:是用高能电子束(0.8~1MeV)辐射含NOx和SO2的烟气,产生的自由基氧化生成硫酸和硝酸,再与NH3发生中和反应生成氨的硫酸及硝酸盐类,从而达到净化烟气的目的。
3、液体吸收法:由于烟气中的NOx90%以上是NO,而NO难溶于水,因此对NOx的湿法处理不能用简单的洗涤法。
湿法脱硝的原理是用氧化剂将NO氧化成NO2,生成的NO2再用水或碱性溶液吸收,从而实现脱硝。
4、吸附法:最主要的方法为活性炭方法。
在众多烟气处理技术中,液体吸收法的脱硝效率低,净化效果差;吸附法虽然脱硝效率高,但吸附量小,设备过于庞大,再生频繁,应用也不广泛;1.1.2.1烟气脱硝技术比较。
脱硝技术一般比较(表1、)烟气脱硝技术比较(表2)1.1.3 SCR 法脱硝技术特点1、在脱硝效率最高,最为成熟的脱硝技术。
2、介质(液氨)为有毒有害、易燃易爆危险化学品,危险性大,对设备质量、施工质量、装置可靠性要求高,调试与运行操作要求严格。
3、设备少,设备质量要求高。