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船舶scr烟气脱硝(scr烟气脱硝原理)
来源:www.ascsdubai.com 时间:2022-11-07 06:10 点击:223 编辑:admin

1. 船舶scr烟气脱硝

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:

催化剂 4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O

催化剂 NO +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 ℃的温度范围内有效进行, 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。

2. scr烟气脱硝原理

烟气脱硝技术介绍及各种方案比较

目前主流的烟气脱硝技术有选择性非催化还原技术(SNCR)、选择性催化还原技术(SCR)和SNCR/SCR联合脱硝技术。

SNCR技术

研究发现,在800~1250℃这一温度范围内、无催化剂作用下,氨水等还原剂可选择性地还原烟气中的NOx生成N2和H2O,基本上不与烟气中的O2作用,据此发展了SNCR脱硝技术。

SNCR烟气脱硝的主要反应为:

NH3为还原剂 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O

SNCR通常采用的还原剂有氨水、氨水和液氨,不同还原剂的比较如表3.1所列。

表3.1 不同还原剂特点

从SNCR系统逃逸的氨可能来自两种情况,一是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀,一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位,如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨不均匀,则会出现分布较高的氨逃逸量。在较大尺寸的锅炉中,因为需要覆盖相当大的炉内截面,还原剂的均匀分布则更困难。为保证脱硝反应能充分地进行,以最少喷入NH3的量达到最好的还原效果,必须设法使喷入的NH3与烟气良好地混合。若喷入的NH3不充分反应,则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上,而且烟气中NH3遇到SO3会产生NH4HSO4易造成空气预热器堵塞,并有腐蚀的危险。因此,SNCR工艺的氨逃逸要求控制在8mg/Nm3以下。图1.1为典型SNCR脱硝工艺流程图。

图1.1 SNCR工艺系统流程图

SNCR烟气脱硝过程是由下面四个基本过程组成:

? 还原剂的接收和溶液制备;

? 还原剂的计量输出;

? 在锅炉适当位置注入还原剂;

? 还原剂与烟气混合进行脱硝反应。

SCR技术

选择性催化剂还原(SCR)技术是在烟气中加入还原剂(最常用的是氨和氨水),在催化剂和合适的温度等条件下,还原剂与烟气中的氮氧化物(NOx)反应,而不与烟气中的氧进行氧化反应,生成无害的氮气和水。主要反应如下:

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O

6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O

在没有催化剂的情况下,上述化学反应只是在很窄的温度范围内(800~1250℃)进行。SCR技术采用催化剂,催化作用使反应活化能降低,反应可在更低的温度条件(320~400℃)下进行。

对SCR系统的制约因素随运行环境和工艺过程而变化。制约因素包括系统压降、烟道尺寸、空间、烟气微粒含量、逃逸氨浓度限制、SO2氧化率、温度和NOx浓度,都影响催化剂寿命和系统的设计。除温度外,NOx、NH3浓度、过量氧和停留时间也对反应过程有一定影响。

SCR系统一般由氨或氨水的储存系统、(氨水转化为氨系统)、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、检测控制系统等组成。SCR脱硝反应器在锅炉尾部一般有三种不同的布置方式,高尘布置、低尘布置和尾部布置,图1.2为目前广泛采用的高尘布置SCR烟气脱硝系统工艺流程图。

图1.2 SCR工艺系统流程(高尘布置)

对于一般燃煤或燃油锅炉,SCR反应器多选择安装于锅炉省煤器与空气预热器之间,因为此区间的烟气温度刚好适合SCR脱硝还原反应,氨被喷射于省煤器与SCR反应器间烟道内的适当位置,使其与烟气充分混合后在反应器内与氮氧化物反应,SCR系统商业运行的脱硝效率约为80%~90%。

SNCR/SCR混合烟气脱硝技术

SNCR/SCR混合技术是SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用末反应氨进行催化反应结合起来,或利用SNCR和SCR还原剂需求量不同,分别分配还原剂喷入SNCR系统和SCR系统的工艺有机结合起来,达到所需的脱硝效果,它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺。SNCR/SCR混合工艺的脱硝效率可达到60~80%,氨的逃逸小于4mg/Nm3。图1.3为典型的SNCR/SCR混合烟气脱硝工艺流程。

图1.3 SNCR/SCR联合工艺脱硝流程图

3. scr烟气脱硝工艺

1、scr脱硝缺点:

利用NH3和催化剂(铁、钛、钒、铬、钴或钼等金属)在温度为280~400℃时将NOx还原为N2。NH3具有选择性,只与NOx发生反应,基本上不与O2反应。

2、scr脱硝优点:

选择性催化还原法(SCR)脱硝效率高达90%以上,是全世界技术最成熟,应用最广泛的脱硝工艺,其负荷适应性强,脱硝效率最高,易于控制,灵活可靠。可将NOx浓度降至100mgN m3,可满足严格的排放要求。

3、scr脱硝原理:

在催化剂作用下,还原剂NH3在290-400℃下有选择的将NO和NO2还原成N2,而几乎不发生NH3与O2的氧化反应,从而提高了N2的选择性,减少了NH3的消耗。

其中主要反应如下:

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

8NH3+6NO2=7N2+12H2O

4NH3+3O2=2N2+6H2O

4NH3+5O2=4NO+6H2O

2NH3可逆生成N2+3H2

4. sncr烟气脱硝

SCR即选择性催化剂还原法,SNCR为选择性非催化剂还原法。顾名思义,在SCR脱硝工艺中,需要有催化剂参与到脱硝反应中,主要有供氨系统,喷氨系统,催化剂,烟气管道和控制系统等组成。

  SCR技术的核心是催化反应系统,主要使用的催化剂为钒系催化剂,如V2O5/TiO2和V2O5-WO3/TiO2。在形式上主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。脱硝效率可达90%,氨逃逸率可控制在5mg/L以下。

  SNCR技术于20世纪70年代首先应用于日本。该技术是将还含有NHx基的还原剂喷入到炉膛温度在800-1100℃的区域,该还原剂快速热解成NH3和其他副产物。SNCR的脱硝效率没有SCR技术的脱硝效率高,但是相对于SCR技术,具有以下优点:

  1、降低成本。首先,SNCR技术不需要改变锅炉的设备装置,仅需加装氨或者尿素储槽,脱硝喷枪装置和喷射口即可;其次,不需要使用催化剂,大大降低了其使用成本。

  2、系统简单,占地少。氨和尿素的储槽,可安置于锅炉钢架上,不需要额外占地。

  3、使用性强。SNCR技术更符合我国目前中小型锅炉的改造。在达到60-70%脱硝效率的同时,还能节约使用成本。

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5. scr烟气脱硝工艺及原理介绍

指的是脱硝系统

SCR是一种脱硝的工艺,SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种法都是利用氨对NOX的还原功能,在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水。还原剂为NH3,其不同点则是在尿素法SCR中,先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR触媒反应器,它转换的方法为将尿素注入一分解室中,此分解室提供尿素分解所需之混合时间,驻留时间及温度,由此室分解出来之氨基产物即成为SCR的还原剂通过触媒实施化学反应后生成氨及水。

6. 船舶排烟脱硫技术

烟气换热器  英文:Gas Gas Heater  中文意思:烟气换热器  GGH,是烟气脱硫系统中的主要装置之一。它的作用是利用原烟气将脱硫后的净烟气进行加热,使排烟温度达到露点之上,减轻对净烟道和烟囱的腐蚀,提高污染物的扩散度;同时降低进入吸收塔的烟气温度,降低塔内对防腐的工艺技术要求。

7. scr烟气脱硝工艺流程

选择性催化还原技术(Selective Catalytic Reduction,简称SCR)是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术,在日本、欧洲、美国等国家地区的大多数电厂中基本都应用此技术,它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。

SCR 技术原理为:在催化剂作用下,向温度约280~420 ℃的烟气中喷入氨,将NOX 还原成N2 和H2O。

SCR系统NOX脱除效率通常很高,喷入到烟气中的氨几乎完全和NOX反应。

有一小部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。

一般来说,对于新的催化剂,氨逃逸量很低。

但是,随着催化剂失活或者表面被飞灰覆盖或堵塞,氨逃逸量就会增加,为了维持需要的NOX脱除率,就必须增加反应器中NH3/NOX摩尔比。

当不能保证预先设定的脱硝效率和(或)氨逃逸量的性能标准时,就必须在反应器内添加或更换新的催化剂以恢复催化剂的活性和反应器性能。

从新催化剂开始使用到被更换这段时间称为催化剂寿命。

8. SCR烟气脱硝

SCR脱硝原理 基本反应方程式 NOX NH3 4 NO + 4 NH3 + O2 4 NO2 + 2 NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O 3 N2 + 6 H2O 副作用方程式 SO2 + 1/2 O2 NH3 + SO3 + H2O SO3 NH4 HSO4 N2 H2O SCR脱硝效率的主要影响因素 1. 催化剂 催化剂的活性 SCR反应选择性 催化剂的钝化 2. 反应温度 3. n(NH3)/n(NOx) NH3/NOx摩尔比与氨泄漏、脱硝率的关系 4. 接触时间 5. Sv值 Sv即空速(h-1),指烟气流量与催化剂体积之 比。 选择性催化还原法( SCR)常规布置方式 a) 高含灰布置方案 b) 低含灰/尾部布置方案 高含尘布置方案的技术特点 烟气

9. SCR脱硝装置

选择哪一种脱硝催化剂,很大程度上决定了SCR反应的脱硝效率。选择脱硝催化剂的基本要求是:活性强、成本低廉、能够多次使用、不形成二次污染等。

在这些要求中,最终影响反应的催化活性的最重要的一项则是要具有高活性。因此,选取具有较高催化活性的催化剂是提高脱硝效率的关键。

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