选择性非催化还原法脱硝设备的选型与维护教学课件.
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1. 工艺说明NOxOUT®工艺是一个燃烧后的脱硝过程,通过在火力发电锅炉,垃圾燃烧炉、窑炉或其他燃烧炉的烟道中喷入适量的NOxOUT A 或其他脱硝剂来去除NOx 的化学反应过程。
NOxOUT A是50%的尿素溶液配少量防腐蚀的添加剂。
这种脱硝剂的优点是容易配置,而且不需特殊的安全法规来处理。
选择性催化还原(SCR)脱除NOx的投资成本受催化剂价格及体积的影响很大,其运行成本主要受催化剂寿命的影响,一种不需要催化剂的选择性还原过程特别是脱硝率要求较低时(﹤50%)或许更加诱人,这就是选择性非催化还原技术(SNCR)。
该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应,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850~1250℃的区域,该还原剂(尿素)迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2,该方法是以炉膛为反应器。
研究发现,在炉膛800~1250℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下,NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx,基本上不与烟气中的O2作用,据此发展了SNCR法。
在800~1250℃范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应为:NH3为还原剂4 NH3 + 4NO +O2→4N2+ 6H2O尿素为还原剂2NO+CO(NH2)2+21O2→2N2+CO2+2H2O不同还原剂有不同的反应温度范围,此温度范围称为温度窗。
NH3的反应最佳温度区为850~1100℃。
当反应温度过高时,由于氨的分解会使NOx还原率降低,另一方面,反应温度过低时,氨的逃逸增加,也会使NOx还原率降低。
反应剂利用率是衡量反应剂利用程度的指标,它与NOx 脱除效率可用一个称为标准化化学计量比率(NSR)的参数联系在一起。
NSR 定义如下:的化学计量摩尔比反应剂与入口的实际摩尔比反应剂与入口NOx NOx NSR =反应剂利用率、NSR 和NOx 脱除效率之间的关系如下: NSR NOx %%脱除效率,反应剂利用率,=通过性能试验关联的Fuel Tech SNCR 工艺和设计变量有:• NOx 还原(减排)率,从设计基线值或以下降到目标水平;• 反应剂与 NOx 的摩尔比 (NSR);• 达到NOx 还原(减排)率所需的最大反应剂流量;• 最大 NH3 逃逸;• 对于多层喷射方式,控制系统适当的负荷跟随能力。
第二节选择性非催化还原烟气脱硝技术选择性催化还原脱除NO X的运行成本主要受催化刑寿命的影响,一种不需要催化剂的选择性还原过程或许更加诱人,这就是选择性非催化还原(Selective non-catalytic reduction, SNCR) 脱除NO X技术。
该技术是把含有NH X基的还原剂,喷入炉膛温度为800-1100℃的区域,该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NO X进行SNCR反应生成N 2。
该方法以炉膛为反应器,可通过对锅炉进行改造实现,具有诱人的工业前景。
SNCR技术的工业应用是在20世纪70年代中期日本的一些燃油、燃气电厂开始的,在欧盟国家从80年代末一些燃煤电厂也开始SNCR技术的工业应用。
美国的SNCR技术在燃煤电厂的工业应用是在90年代初开始的、目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在2GW以上。
一、SNCR脱NO x工艺流程和过程化学(一)、工艺流程图5-36示出了一个典型的SNCR工艺布置图,它由还原剂贮槽、多层还原剂喷入装置和与之相匹配的控制仪表等组成。
SNCR反应物贮存和操作系统同SCR系统是相似的,但它所需的氨和尿素的量比SCR工艺要高一些。
从SNCR系统逸出的氨可能来自两种情况。
一是由于喷入的温度低影响了氨与NO X的反应;另一种可能是喷入的还原剂过量,从而导致还原剂不均匀分布。
由于不可能得到有效的喷入还原剂的反馈信息,所以控制SNCR体系中氨的逸出是相当困难的,但通过在出口烟管中加装一个能连续准确测量氨的逸出量的装置,可改进现行的SNCR系统。
还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到锅炉内最有效的部位,因为NO X分布在炉膛对流断面上是经常变化的,如果喷入控制点太少或喷到锅炉中整个断面上的氨不均匀,则一定会出现分布率较差和较高的氨逸出量。
在较大的燃煤锅炉中,还原剂的分布则更困难,因为较长的喷入距离需要覆盖相当大的炉内截面。
多层投料同单层投料一样在每个喷入的水平切面上通常都要遵循锅炉负荷改变引起温度变化的原则。