烟气脱硝(SCR)技术及相关计算

烟气脱硝装置( SCR)技术一、SCR装置运行原理如下:氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2ONO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度围有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。

烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。

因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。

二、烟气脱硝技术特点SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。

在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。

根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。

图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图。

三、SCR脱硝系统一般组成图1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图, SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。

液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器部反应, SCR反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器催化剂层进行还原反应。

SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。

1、氨储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存罐,一个氨气/空气混合器,两台用于氨稀释的空气压缩机(一台备用)和阀门,氨蒸发器等组成。

电站锅炉烟气脱除NOx的选择性催化还原法（SCR）的计算与应用摘要氮氧化物是大气污染的主要污染物之一，是酸雨，光化学烟雾的主要形成因素，而且严重危害人体健康。

氮氧化物的来源中最最主要的就是燃煤电厂，随着人们对身体健康和环境要求的提高，控制电站锅炉烟气排放中的氮氧化物已刻不容缓，而选择性催化还原方法是控制氮氧化物排放的有效方法之一。

所谓NO x，是对烟气中的有害氮氧化物的总称，包括NO，NO2和少量的N2O，其中主要是NO，大约占NO x的95%以上。

选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction)，简称SCR方法，通常用氨做为还原剂，喷入到从锅炉出来的烟气中，并加入特定的催化剂，使之在一定的环境温度下与烟气中的NO x进行反应，而不发生与氧气的反应，最后将NO x还原为无害的氮气和水排出。

本文立足于电站锅炉的烟气排放，针对我国的能源结构和现状详细论述了燃煤电站锅炉尾部受热面的结构特点，燃烧烟气成分分析以及NO x的危害，生成机理等。

结合对国内外烟气脱硝技术发展现状的研究和对各种烟气脱硝方法的综合比较，重点阐述选择性催化还原法(SCR)脱除NO x的化学反应机理，反应器布置，催化剂以及各种因素对脱硝效率的影响等。

最后选取一台600MW燃煤机组，对其进行SCR物质平衡计算。

关键词: 电站锅炉，烟气，选择性催化还原(SCR)，NO xCalculation and Application of the Selective Catalytic Reduction(SCR) for NO x Deprivation of Utility B oiler’s FlueGasABSTRACTNitrogen oxide is one of the key pollutants for air pollution, and is the main causes for acid rain and photochemical fog, which is severely impairing human health. Main source of nitrogen oxide is coal-fired power plant. With people’s higher requirements for health and environment, it has become urgent to control the emission of nitrogen oxide coming from utility boiler's gas. While Selective Catalytic Reduction is one of the efficient ways for regulating nitrogen oxide’s emission. NO x generally refers to harmful nitrogen oxide in the flue gas,including NO, NO2, and little N2O. However, NO occupies a large part of NO x, about95%. Selective Catalytic Reduction, short for SCR, usually use ammonia as the reducer, squirtted into flue gas which comes out from the boiler, with specificcatalyzer put in it. Finally NO x is changed into innocuous nitrogen and H2O. The paper is based on the gas emission of utility boiler，pointing at the structural features of rearing heating surface in coal fired power plant，composition analysis of flue gas，as well as the principle of NO x formming and its harmfulness. Different kinds of methods of flue gas denitration both home and abroad are the principle of chemical reaction， reactor disposal，catalyzer as well as the influence of different kinds of factors for denitration efficiency of the Selective catalytic reduction are illustrated. Finally, an examle of 600MW coal-fired unit is chosen to proceed SCR substance equilibria calculation.Key words : utility boiler, flue gas, selective catalytic reduction ( SCR), NO x目录摘要........................................................ 错误!未定义书签。

项目单位数值软件信息名称SCR/SNCR脱硝版本beta版作者信息姓名-XX 地点XX 日期2014 Email XXX 标态压力P0Pa101325标态温度T0K273.15理想气体标态摩尔体积V0m3/kmol22.4干空气成分N2%(V)79 O2%(V)21 N2%(m)76.70829988 O2%(m)23.29170012原子量H kg/kmol 1.00794 O kg/kmol15.9994 N kg/kmol14.00674 C kg/kmol12.0107 S kg/kmol32.066 Cl kg/kmol35.4527 F kg/kmol18.9984 Ca kg/kmol40.078 Mg kg/kmol24.305 K kg/kmol39.0983 Na kg/kmol22.98977 Hg kg/kmol200.59摩尔质量H2O kg/kmol18.01528 N2kg/kmol28.01348 O2kg/kmol31.9988 CO kg/kmol28.0101 CO2kg/kmol44.0095 SO2kg/kmol64.0648 SO3kg/kmol80.0642 HCl kg/kmol36.46064 HF kg/kmol20.00634 NO kg/kmol30.00614 NO2kg/kmol46.00554 N2O kg/kmol44.01288H+kg/kmol 1.00794OH-kg/kmol17.00734 SO42-kg/kmol96.0636 SO32-kg/kmol80.0642 CO32-kg/kmol60.0089 MgCl2kg/kmol95.2104 CaCl2kg/kmol110.9834 MgCO3kg/kmol84.3139 CaCO3kg/kmol100.0869 MgSO4kg/kmol120.3686 CaSO4kg/kmol136.1416 CaSO4* 2H2O kg/kmol172.17216 CaF2kg/kmol78.0748 CaSO3kg/kmol120.1422 CaSO3 * 0.5H2O kg/kmol129.14984 CaO kg/kmol56.0774 MgO kg/kmol40.3044 Ca(OH)2kg/kmol74.09268 Mg(OH)2kg/kmol58.31968 NH3kg/kmol17.03056 NH4+kg/kmol18.0385 NH2-kg/kmol16.02262 CO2+kg/kmol28.0101 (NH4)2SO4kg/kmol132.1406 NH4HSO4kg/kmol115.11004 (NH4)2SO3kg/kmol116.1412 NH4HSO3kg/kmol99.11064 CO(NH2)2kg/kmol60.05534气体标态密度H2O kg/m30.804253571 N2kg/m3 1.250601786 O2kg/m3 1.428517857 CO kg/m3 1.250450893 CO2kg/m3 1.964709821 SO2kg/m3 2.860035714 SO3kg/m3 3.574294643 HCl kg/m3 1.627707143 HF kg/m30.893140179 NO kg/m3 1.339559821 NO2kg/m3 2.05381875 N2O kg/m3 1.964860714 NH3kg/m30.760292857干空气kg/m3 1.287964161气体常数H2O kJ/(kg*K)461.2351634 N2kJ/(kg*K)296.617222 O2kJ/(kg*K)259.674757 CO kJ/(kg*K)296.653015CO2kJ/(kg*K)188.8065217 SO2kJ/(kg*K)129.7011872 SO3kJ/(kg*K)103.7827221 HCl kJ/(kg*K)227.8972781 HF kJ/(kg*K)415.3323704 NO kJ/(kg*K)276.9193443 NO2kJ/(kg*K)180.6147828 N2O kJ/(kg*K)188.7920221 NH3kJ/(kg*K)487.9041332干空气kJ/(kg*K)288.0126938反应热SO2kJ/kmol356098 HCl kJ/kmol37306 NO kJ/kmol407400 NO2kJ/kmol462000 NO+NO2kJ/kmol407400生成焓H2O kJ/kmol-241781.7928 CO2kJ/kmol-393418.2978 NH3kJ/kmol-45679.18992 CO(NH2)2kJ/kmol-245433.6181比热容H2O kJ/(kg*K) 4.2 NH3kJ/(kg*K) 4.609 CO(NH2)2kJ/(kg*K) 2.1溶解热CO(NH2)2-H2O kJ/kg241.6。

Pa101325.00 0理想气体标态摩尔体积T0K273.15理想气体标态摩尔体积V0m3/kmol22.40干空气成分N2%(V)79.00O2%(V)21.00摩尔质量H2O kg/kmol18.02 N2kg/kmol28.01 O2kg/kmol32.00 CO kg/kmol28.01 CO2kg/kmol44.01 SO2kg/kmol64.06 SO3kg/kmol80.06 HCl kg/kmol36.46 HF kg/kmol20.01 NO kg/kmol30.01 NO2kg/kmol46.01 N2O kg/kmol44.01 NH3kg/kmol17.03 Hg kg/kmol200.59 CO(NH2)2kg/kmol60.06生成焓H2O kJ/kmol(241781.79) CO2kJ/kmol(393418.30) NH3kJ/kmol(45679.19) CO(NH2)2kJ/kmol(245433.62)比热H2O kJ/(kg*K) 4.20 NH3kJ/(kg*K) 4.61 CO(NH2)2kJ/(kg*K) 2.10溶解热CO(NH2)2-H2O kJ/kg241.60输入条件SCR/SNCR脱硝 beta版XX 2014 XXX原烟气参数流量Nm3/h（w.）130000.00温度°C370.00压力（绝对）Pa101325.00原烟气成分H2O%(V.,w.)10.00O2%(V.,dr.) 6.00 CO%(V.,dr.)0.00 CO2%(V.,dr.)15.00 SO2mg/Nm3(dr.)3000.00 SO3mg/Nm3(dr.)300.00 HCl mg/Nm3(dr.)50.00 HF mg/Nm3(dr.)20.00 NO mg/Nm3(dr.)475.00 NO2mg/Nm3(dr.)25.00 N2O mg/Nm3(dr.)0.00 NH3mg/Nm3(dr.)0.00 Hgμg/Nm3(dr.)0.00二恶英μg/Nm3(dr.)0.00尘mg/Nm3(dr.)50.00污染物脱除率CO x%(mol)0.00 SO x%(mol)0.00 HCl%(mol)0.00 HF%(mol)0.00 NO x%(mol)70.00汞%(mol)0.00二恶英%(mol)0.00尘%(mol)0.00 SO2/SO3转化率%(mol) 1.00大气温度°C20.00压力（绝对）Pa101325.00相对湿度%66.00还原剂温度°C100.00压力（相对）Pa4000.00 H2O%(V.,w.)12.50 N2%(V.,w.)63.20 O2%(V.,w.)16.80 CO2%(V.,w.) 2.50 NH3%(V.,w.) 5.00 NH3/NO x比1 1.02催化剂活性系数m/h 6.10比表面积m2/m3503.00视比重kg/m3300.00线速度m/s 6.00温降℃ 2.50计算过程SCR/SNCR脱硝 beta版XX 2014 XXXNH3需求量kg/h21.53需求量kmol/h 1.26需求量Nm3/h28.32限制浓度%(V.,w.) 5.00 CO(NH2)2需求量kmol/h0.63尿素分解第1步CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3(2438.73)kJ/kmol参与CO(NH2)2kmol/h0.63H2O kmol/h0.63消耗CO(NH2)2kmol/h0.63H2O kmol/h0.63剩余CO(NH2)2kmol/h0.00H2O kmol/h0.00生成CO2kmol/h0.63NH3kmol/h 1.264299976化学热Q kJ/h-1541.645232分解气分解前分解后合计kmol/h 2.74 3.37 H2O kmol/h 2.11 1.48 N2kmol/hO2kmol/hCO2kmol/h0.63 NH3kmol/h 1.26 CO(NH2)2kmol/h0.63大气含湿量温度°C20.00饱和水蒸气分压Pa#NAME?相对湿度%66.00水蒸气分压Pa#NAME?大气压Pa101325.00水蒸气摩尔比1#NAME?稀释空气合计Nm3/h490.8820737H2O Nm3/h#NAME?N2Nm3/h#NAME?O2Nm3/h#NAME?结束SCR/SNCR脱硝 beta版XX 2014 XXX。

烟气脱硝计算公式大全 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】脱硝计算公式一、NO X含量计算二、氨气质量流量三、氨气体积流量四、烟气流量计算五、流量计计算厂家计算书。

W a= (V q ×C N O × 1 7 / ( 3 0 × 1 0 6) +V q×C NO2×17×2/(46×106)) ×m ⑻m =ηNOx /100+γa/(C NO/30+C NO2×2/46) ⑼式中：ηNOx为脱硝效率，％；γa为氨的逃逸率，ppmv（顾问公司导则公式）。

典型逻辑：一、供氨关断阀：允许开（AND）：1)一台稀释风机运行；2)稀释风流量大于设计低值；3)供氨管道压力大于设计低值；4)SCR区氨泄漏值低于设计高值；5)SCR氨逃逸低于设计低值；6)SCR入口温度大于设计低值（三选二）；7)SCR入口温度低于设计高值（三选二）；8)无锅炉MFT；9)锅炉负荷大于50%；连锁关（or）：1)两台稀释风机停运；2)稀释风量低于设计低值；3)供氨流量大于设计高值；4)SCR氨泄漏高于设计高值；5)SCR氨逃逸高于设计高值；航天环境6)锅炉MFT；7)锅炉负荷小于50%；8)SCR入口温度低于设计低值（三选二）；9)SCR入口温度高于设计高值（三选二）；10)氨气比大于8%；允许关：无逻辑连锁开：无逻辑二、调节阀见逻辑图逻辑图阀门指令。

18个SCR烟气脱硝技术详解（解答）1、什么是SCR烟气脱硝技术?答：SCR烟气脱硝技术即选择性催化还原技术(SelectiveCatalyticReduction，简称SCR)，是向催化剂上游的烟气中喷入氨气或其它合适的还原剂，利用催化剂(铁、钒、铬、钴或钼等碱金属)在温度为200-450℃时将烟气中的NOx 转化为氮气和水。

由于NH3具有选择性，只与NOx发生反应，基本不与O2反应，故称为选择性催化还原脱硝。

在通常的设计中，使用液态纯氨或氨水(氨的水溶液)，无论以何种形式使用氨，首先使氨蒸发，然后氨和稀释空气或烟气混合，最后利用喷氨格栅将其喷入SCR反应器上游的烟气中。

2、SCR法的优点有哪些?答：SCR法是应用最多、技术最成熟的一种烟气脱硝技术。

该法的优点是：由于使用了催化剂，故反应温度较低;净化率高，可高达85%以上;工艺设备紧凑，运行可靠;还原后的氮气放空，无二次污染。

3、SCR法的缺点有哪些?答：SCR法存在一些明显的缺点：烟气成分复杂，某些污染物可使催化剂中毒;高分散度的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面，使其活性下降;系统中存在一些未反应的NH3和烟气中的SO2作用，生成易腐蚀和堵塞设备的硫酸氨(NH4)2SO4和硫酸氢氨NH4HSO4,同时还会降低氨的利用率;投资与运行费用较高。

4、SCR系统里的NOx是如何被反应的?在SCR反应器内，NO通过以下反应被还原：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+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+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O。

上面两个反应表明还原NO2比还原NO需要更多的氨。

在绝大多数锅炉的烟气中，NO2仅占NOx总量的一小部分，因此NO2的影响并不显著。