文档介绍：脱硝系统讲义
中国水电崇信电厂2×660MW机组脱硝讲义
2012-07-18
国民经济的持续发展,离不开能源的支持。无论过去、现在,还是将来的一段时间内,能源的主角仍然是煤炭。在一次能源总消费中,煤炭占76%。煤产量的80%是直接用于燃烧,其中发电厂用煤量大约占总产量的30%。
煤炭作为能源在国民经济发展中做出了巨大的贡献,但同时在其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题,危及生态平衡与人类的生存。煤燃烧时排放的NOx是大气污染的元凶之一,该物质达到一定浓度就会对人体健康构成威胁和危害。氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成***和***盐,随着降水和降尘从空气中落到地面。***是酸雨的原因之一;它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。严重破坏了生态环境,并且严重危害人体呼吸系统。
一、为什么要装设脱硝装置?
按照国家环境保护部与国家质量监督检验检疫总局于2011年7月份联合发布的《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223-2011)的要求,NOx排放浓度必须小于100 mg/Nm3;2014年7月1日起执行此标准。
我们现在只能通过燃烧调整来控制NOx的排放浓度,与《火电厂大气污染物排放标准》的要求差距很远,为达到《火电厂大气污染物排放标准》的要求,我们必须采取辅助手段来控制NOx的排放浓度,所以,就要采取辅助手动来降低NOx的排放浓度,达到环保要求,现在比较好的方法就是装设脱硝装置。
一、为什么要装设脱硝装置?
一般意义上的NOx包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,但对大气造成污染的主要是NO和NO2,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, NOx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。
热力型NOx是指当炉膛温度在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NOx的生成有很大影响。
燃料型NOx指的是燃料中的有机氮化物在燃烧过程中生成的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。
快速型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,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。
对常规燃煤锅炉而言,NOx主要通过燃料型生成途径而产生。
二、NOx是怎样生成的?
控制NOx排放的技术指标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,即低NOx燃烧技术;二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除,即烟气脱硝技术。
(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。
目前通行的烟气脱硝工艺大致可分为干法、半干法和湿法三类。
三、去除NOx的方法?
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)。
我厂采用的脱硝方法是SCR干法脱硝,因此重点分析SCR脱硝的原理及其结构。
四、脱硝技术的分类
SCR既是英文--Selective Catalytic Reduction,意思为选择性催化还原法。其核心技术是用氨催化还原促使烟气中NOx大幅度净化的方法(通常在低NOx燃烧技术基础上的后处理),以满足日趋严格的NOx排放标准。因为采用低NOx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%。
SCR的原理是在特定催化剂作用下,用氨或其他还原剂选择性地将NOx还原为N2和H2O,其脱除率高,一般在80%以上。被认为是最好的烟气