SCR推荐方案

SCR推荐方案·推荐方案：SCR（选择性催化还原反应）鉴于当地的各项情况，考虑到投资方的各项情况，经过详细的对比与评定，我们推荐使用SCR技术，理由如下：SCR具有的优势：1、工作温度低。SNCR法工作温度大于850℃，而SCR法的工作温度范围为：225℃~420℃，无需GGH，投资和运行成本较低。2、脱硝效率高。SNCR法脱硝率仅为30％左右，而SCR工艺可高达90％以上。反应产物是氮气和水，不会出现二次污染。3、反应产物是氮气和水，不会出现二次污染。4、具有多种布置方式：高温高含尘布置方式（省煤器后、空预器前）、中温低含尘方式（除尘器后，烟囱前）、低温低含尘布置方式（湿法脱硫后，烟囱前）。5、提供尿素、氨水和纯氨等三种还原剂供应方式；6、出口氨气逃逸率3ppm（ppm—十万分之一），不会引起二次污染；7、SO2氧化率1％。相较于SCR，SNCR所体现的明显不足：1、SNCR脱硝效率最高仅有44%，并且氨的利用率低，造成反应剂的浪费，并且无法达到当地环保排放标准，脱硝效率低、运行的可靠一般，而SCR性能保证值为90%；2、根据化学反应方程式NH3/NOX摩尔比应该为1，但实际上都要比1大才能达到较理想的NOX还原率，但摩尔比过大，氨逃逸量加大，同时会增加运行费用；3、SNCR相对于SCR更难监测与控制氨逃逸，距离锅炉燃烧区近，危险性较大。SNCR的氨逃逸率一般在8~10ppm，而SCR仅为3ppm甚至更低；4、SNCR在高温环境下会产生温室气体氧化二氮N2O，造成二次污染；5、SNCR工艺中在锅炉过热器前大于800℃的炉膛位置喷入低温尿素溶液，必然会影响煤炭的继续燃烧，引发飞灰、未燃烧碳提高的问题。造成了热效率不必要的损失与浪费。6、SNCR工艺中如果使用尿素作为还原剂，一旦操作不当，会产生大量有毒气体一氧化碳CO，造成厂区人员中毒，威胁到人生安全；7、SNCR需要对锅炉二次开孔改造，如果处理不当，密封不完整，可能对炉体造成一定损害。喷入点必须保证使还原剂进入炉膛内适宜反应的温度区间（900~1100℃）；8、SNCR操作条件要求严格，温度高（温度太高，引起还原气体的消耗）。，由于反应温度窗的缘故，反应时间以及喷氨点的设置以及切换受锅炉炉膛和受热面布置的限制。SNCR及SCR技术简介及对比·选择性催化还原法（SCR）选择性催化还原法（SCR）是工业上应用最广的一种脱硝技术，可应用与电站锅炉、工业锅炉、燃起锅炉、内燃机、化工厂以及炼钢厂，理想状态下，可使NOx的脱除率达到90％以上，但实际上由于氨量的控制误差而导致二次污染等原因使得通常仅能达到65％－80％的净化效果。由于此法效率高，是目前能找到的最好的可以广泛用于固定源NOx治理的技术。氨和烟气混合物通过催化床，在那里氨和NOx反应生成气体N2和水气，反应式：4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O8NH3+6NO2=7N2+12H2O反应式以第一式为主，因为烟气中几乎95％的NOX是以NO的形式存在的。在没有催化剂的情况下，上述化学反应只在很窄的温度范围（980℃左右）进行。通过使用适当的催化剂。上述反应可以在200－450℃的温度范围有效进行。在反应过程中，NH3可以选择性的和NOX反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，因此反应被称为具有“选择性”。SCR技术虽然已经实现了工业化，且又很多优点，如：反应温度低，催化剂不含贵金属，寿命长等，但也存在有缺点：（1）由于使用了腐蚀性很强的液氨或氨水，对管路设备的要求高，造价昂贵；（2）由于NH3的计算控制加入量会出现误差，容易造成二次污染；（3）易泄漏，操作及存储困难，且易于形成（NH4)2SO4；（4）只适用于固定源的净化，难以解决如汽车发动机等移动源产生的NOX脱除问题。后来由于优化操作条件，改进了催化剂及其载体，使该技术日趋成熟。理论上，SCR脱硝装置可以布置在水平烟道或垂直烟道中，但对于燃煤锅炉，一般应布置在垂直烟道中，这是因为烟气中含有大量粉尘，布置在水平烟道中易引起SCR脱硝装置的堵塞。烟气中所含有的全部飞灰和SO2均通过催化剂反应器，反应器的工作条件在“不干净”的高尘烟气中。由于这种布置方案的烟气温度在300－400℃的范围内，适合于多数催化剂的反应温度，因而它被采用最为广泛泛。但由于催化剂是在“不干净”的烟气中工作，因此催化剂的寿命受下列因素的影响：1.烟气所携带的飞灰中含有Na、K、Ca、Si、As等成分时，会使催化剂“中毒”或受污染，从而降低催化剂的效能；2.飞灰对催化剂反应器的磨损和使催化剂反应器蜂窝状通道堵塞；3.如烟气温度升高，会使催化剂烧结或使之再结晶而失效4.如烟气温度降低，NH3会和SO3反应生成（NH4)2SO4,从而堵塞催化反应器通道和空气预热器；5.高活性的催化剂会使烟气中的SO2氧化成SO3。为了尽可能延长催化剂的使用寿命，除了应选择合适的催化剂之外，要使反应器通道有足够的空间可以防堵塞，同时还要有防腐措施。加氨系统有两类，一类是无水氨系统。对于无水氨系统，氨从氨罐依次进入蒸发器和积聚器，经减压后与空气混合，再喷入烟道中。对于有水氨系统，氨从氨罐经雾化喷嘴进入高温蒸发器，蒸发后的氨喷入烟道中。·催化剂的选择：SCR反应主要是再催化剂表面进行，催化剂外表面积和微孔特性很大程度上决定了催化剂的反应活性。用于NOx催化还原或催化分解的催化剂有上千种。按活性组分的不同，可分为以下几类：金属氧化物、贵金属、钙钛矿复合氧化物、炭基催化剂和离子交换分子筛。大多数的SCR装置其催化剂都可具有十年以上的使用周期而不需要再更换催化剂。在载体方面，大多数工业催化剂都使用TiO2或沸石等多孔结构；烟气流过催化剂表面，由于扩散作用进入催化剂的细孔中，使NOX的分解反应得以进行。试验研究和应用结果表明，催化剂因烟气特性的不同而异。对于煤粉炉，由于排出的烟气中携带大量的飞灰和SO2，因此，选择的催化剂除应具有足够的活性外，还应具有隔热、抗尘、耐腐、以及低SO3转化率等特性。总之，SCR法系统中使用活性催化剂应具有以下特点：⑴宽的温度范围，高的催化活性；（2）低氨流失量；（3）具有抗SO2、卤素氢化物（HCl、HF)、碱金属（Na2O、K2O）、重金属（As）等性能、低失活速度；良好的热稳定性；无烟尘积累；机械强度高，抗磨损性强；催化剂床层压力小；使用寿命长；废物易于回收利用；成本较低。催化剂的结构、形状随它的用途而变化，为避免被颗粒堵塞，蜂窝状、管状和板式是常用的结构，而最常用的则是蜂窝状，因为它不仅强度好，而且易清理。催化剂及使用温度：催化剂使用温度/℃催化剂使用温度/℃沸石催化剂345－590氧化铁基催化剂380－430氧化钛催化剂300－400活性炭/焦催化剂100－150·影响SCR脱除效率的因素：⑴SV值代表空间速度表示单位体积的催化剂能处理烟气量，SV越大处理的烟气量越多.⑵NH3/NOX摩尔比理论上，1mol的NOx需要1molNH3去去除，NH3量不足会导致NOX的脱除率降低，但NH3过量又会带来二次污染，实际过程中，随着催化剂的活性降低，氨的溢出量也在慢慢增加。一般NH3的溢出量不允许大于5mg/l⑶烟气温度烟气温度低催化剂的活性降低，脱出效率下降，喷入的NH3还会与烟气中的SO2反应生成（NH4)2SO4附着在催化剂表面；烟气温度高时，NH3会与O2发生反应，导致烟气中的NOX增加。此外还有烟气流型及氨的湍流混合，催化剂的钝化，SO2对发应的影响，烃类及其它的催化还原等。·选择性非催化还原法（SNCR）1）SNCR工艺原理选择性非催化还原SNCR是向烟气中喷氨或尿素等含有NH3基的还原剂，在高温（900-1100℃）和没有催化剂的情况下，通过烟道气流中产生的氨自由基与NOX反应，把NOX还原成N2和H2O.在选择性非催化还原反应中，部分还原剂将与烟气中的O2发生氧化反应生成CO2和H2O，因此还原剂的消耗量较大。主要反应：氨为还原剂时4NH3+6NO→5N2+6H2O该反应主要发生在950℃的温度范围内.目前的趋势是用尿素代替NH3作为还原剂，使得操作系统更加安全可靠，而不必担心因NH3的泄漏而造成新的污染。尿素[(NH4)2CO]为还原剂时：[(NH4)2CO]→2NH2+2CONH2+NO→N2+H2OCO+NO→N2+CO2在SNCR工艺还原NOX的过程中，由于烟气中的O2浓度一般比NOX浓度高许多，不但消耗去大量的还原性气体，而且反应热还使催化剂床温急剧升高；由于采用不同燃料气作为还原剂，其起燃温度不同，要求的预热温度也不同，实际运行时脱氮效率也较低。·SNCR和SCR脱硝方法对比催化法脱除NOX的技术关键是在开发出高活性、高选择性、高稳定性、耐毒能力强的催化剂。SNCR工艺简单、造价便宜、流程气流阻力也较小，但是操作条件要求严格，特别是对温度的控制（温度太高，易引起还原性气体的消耗），而且SO2容易引起催化剂中毒，在实际运行中还必须对烟气预先脱硫，脱氮效率不太理想（约50％），因此限制了技术的推广。SCR工艺可在较低温度范围内反应，而且催化剂的选择范围广，脱氮效率高（可达90％），该技术将在今后的脱氮工艺中占主导地位。SNCR的反应剂采用炉膛内喷射，不需特殊预留空间。SNCR不采用催化剂系统不存在压力损失且不会对下游设备造成影响。SNCR和SCR是目前烟气脱硝的常用技术，SNCR和SCR相比具有以下特点。第一，SNCR和SCR最大的不同在于脱硝过程中不使用催化剂，且不导致SO2/SO3氧化，故造成空预器堵塞的机会非常小。第二，整个过程没有压力损失，因此不需提高引风机压头，特别是改造机组不需对引风机进行改造，既节省了投资又缩短了建设工期。第三，SNCR所需设备占地面积小，且相对于SCR设备简单，施工量减少，缩短了工程实施时间，对于改造机组而言，在场地限制较大的情况下更便于工程实施。第四，SNCR工艺整个还原过程在锅炉内部进行，不需要另外设立反应器。还原剂通过安装在锅炉墙壁上的喷嘴喷入烟气中。喷嘴布置在燃烧室和省煤器之间的过热器区域，锅炉的热量为反应提供了能量，使NOX在这里被还原。反应器、反应器支撑钢结构及其附属烟道的取消，降低了较大一部分投资，减少了大部分安装工作，而且更便于日后的检修、维护工作。下面对两种脱硝技术进行简单对比。1.脱硝效率、工程造价和运行费用低碳燃烧技术的脱硝效率约在25%～40%，工程造价较低，运行费用较低;SNCR技术的脱硝效率约在25%～40%，工程造价低，运行费用中等;LNB+SNCR技术脱硝效率约在40%～70%，工程造价中等，运行费用中等;SCR技术脱硝效率在80%～90%，工程造价较高，运行费用中等。2.对系统的影响SCR和SNCR技术均可使用NH3或尿素作为还原剂，SCR反应温度在320℃～400℃，SNCR反应温度在850℃～1250℃。SCR的喷射位置多选在省煤器与SCR反应器间烟道内，因其使用催化剂故易造成SO2/SO3氧化，易生成NH4HSO4对下游的空预器造成堵塞，并且因为催化剂的存在使系统的压力损失增大。因催化剂的存在必须预留足够的空间架设支撑结构。SNCR的反应剂采用炉膛内喷射，不需特殊预留空间。但腐蚀严重，锅炉的热效率受到严重影响。