高效安全节能HSR脱硝剂在火电燃煤锅炉行业的应用交流资料之一

高效安全节能HSR脱硝剂在燃煤锅炉烟气脱硝中的应用李明玉暨南大学环境学院[e-mail]广州市番禺区兴业大道855号2019年09月18日烟气脱硝技术交流资料之一主要内容1.火力发电厂烟气脱硝超低排放2.火力发电厂烟气脱硝方法与问题3.HSR脱硝剂及替代液氨4.HSR脱硝剂应用行业与案例1.火力发电厂烟气脱硝超低排放1.1火力发电厂等烟气脱硝及超低排放现状火电行业：超低排放NOx小于50mg/m3，甚至进一步趋严；热电行业：超低，或过渡到超低NOx小于50mg/m3；其他行业锅炉烟气：超低，或过渡到超低NOx小于50mg/m3；2.烟气脱硝方法2.烟气脱硝方法2.1选择性催化还原法(SCR),200-420度2.2选择性非催化还原法(SNCR),800-1050度2.3SNCR-SCR联合法，200-1050度2.1.1SCR法:选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction，SCR)是目前研究和应用最广的一种脱硝技术，在200-400度中低温范围内脱硝。2.1.2SCR原理：用NH3作为还原剂，在一定反应条件下(温度200-400度和催化剂)，将NOx还原为N2:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O2.1选择性催化还原(SCR)脱硝法图1燃煤锅炉烟气SCR脱硝工艺流程示意图一2.1.3SCR脱硝工艺流程2.1选择性催化还原(SCR)脱硝法2.1.4SCR催化剂及脱硝过程图2SCR脱硝催化反应器示意图2.1选择性催化还原(SCR)脱硝法催化剂活性成份主要为TiO2、WO3、V2O5和MoO3（1）液氨（2）20%氨水（3）尿素溶液目前大部分火电厂SCR脱硝工程中，采用液氨做还原剂。2.1.5SCR法脱硝还原剂种类2.1选择性催化还原(SCR)脱硝法2.2选择性非催化还原法(SNCR)2.2.1SNCR法脱硝SNCR法：是向高温(850-1050℃)烟气中直接喷洒氨水等还原剂，不需要催化剂，还原剂直接将NOx还原成N2和H2O；在SNCR法中，使用氨水或尿素作为还原剂时也会有NH3逃逸问题。SNCR法原理（800-1050℃）：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O图6燃煤锅炉烟气SNCR脱硝系统流程图2.2.2SNCR脱硝系统流程图2.2选择性非催化还原法(SNCR)（1）20%氨水（使用浓度5-10%）（2）尿素溶液（使用浓度5-10%）2.2.3SCR法脱硝还原剂种类2.2选择性非催化还原法(SNCR)2.3SNCR-SCR联用脱硝图7燃煤锅炉烟气SNCR-SCR联用脱硝工艺2.3.1SNCR-SCR联合工艺流程（1）SNCR和SCR联合，实现了SNCR高温脱硝和SCR中温脱硝相结合，提高了脱硝效率；（2）可在一定程度上，减缓空预器硫酸盐堵塞。2.3SNCR-SCR联用脱硝2.3.2SNCR-SCR联用法特点2.4SNCR和SCR法问题与解决方案2.4.1脱硝还原剂的安全性和能耗问题现有液氨、氨水或尿素溶液作为脱硝还原剂存在以下问题：（1）安全隐患大液氨和氨水属于重大危险源，有易燃易爆性，腐蚀性很强（2）腐蚀性强氨水和液氨具有强碱性、强腐蚀性、强刺激性，对人体健康损害大（3）能耗高5-10%氨水和尿素溶液中含水率高达90%以上，高温蒸发时能耗很高。每喷射1吨5-10%液体还原剂，消耗煤炭在100-150公斤。2.4SNCR和SCR法问题与解决方案2.4.2解决安全性和能耗问题之方法（1）开发不燃不爆的脱硝还原剂，从源头解决安全性问题（2）开发无腐蚀性的脱硝还原剂，从源头解决腐蚀性问题（3）开发不含水分的脱硝还原剂，减少能源消耗问题3HSR脱硝剂替代液氨和氨水3.1超高温烟气脱硝技术及HSR脱硝剂的开发（暨南大学与广州绿华环保科技有限公司联合开发了HSR脱硝剂）3.2.2高效选择性还原(HighSelectiveReduction,HSR)脱硝HSR脱硝法：是一种采用复合脱硝剂对锅炉高温烟气炉内还原脱硝方法。由暨南大学与广州绿华环保科技公司联合开发.3.2.1高温烟气脱硝市场需求与技术开发（1）火力发电厂烟气的复杂性（2）火力发电厂烟道空预器等理化特性（3）火力发电厂烟气温度高的特点(大于850度)需要开发一种适用于高温烟气（850-1250度）脱硝，同时对锅炉安全的脱硝工艺和相应的脱硝剂。3HSR脱硝剂替代液氨和氨水3.2超高温烟气HSR脱硝剂的开发3.2.3HSR脱硝剂及脱硝反应原理（1）HSR复合脱硝剂HSR复合脱硝剂是几种有机多胺类化合物复合物，中性、不燃不爆、无腐蚀、无刺激性气味。（2）HSR脱硝原理：在中高温(750-1250℃)条件下，HSR复合脱硝剂(有机多胺类化合物)裂解为小分子碳氢化合物和活性氨，一方面在高温下对烟气中的氮氧化物NOx，直接进行原位选择性还原(SNCR)脱除；另一方面剩余的活性氨随烟气到达SCR反应器，在催化剂和中低温条件下，发生选择性催化还原(SCR)。其总还原脱硝反应，可表述如下：NO+NO2+{HSR}→N2+M上式中，{HSR}代表有机多胺类脱硝剂；M代表上述氧化还原反应过程中形成的其它气态还原产物，如H2O(g)和CO2等无毒无害物质。3HSR脱硝剂替代液氨和氨水3.2.4HSR复合脱硝剂种类HSR-1型脱硝剂(液体)：锅炉、垃圾焚烧炉；HSR-2型脱硝剂(液体)：陶瓷辊道窑、隧道窑、有色冶金转窑；HSR-3型脱硝剂(液体)：玻璃行业的玻璃窑炉烟气脱硝；HSR-4型脱硝剂(液体)：水泥窑炉烟气脱硝。HSR-X型干粉脱硝剂：锅炉和部分窑炉(可气力输送、安全节能)（上述X分A,B,C,D,E,X等多种型号，分别适用于不同锅炉/窑炉炉型）3HSR脱硝剂替代液氨和氨水3.2.5HSR干粉烟气脱硝工艺（1）彻底消除了液氨和氨水还原剂的安全隐患问题；（2）与氨水与尿素溶液比，具有较低的综合运行成本；（3）与尿素热解与水解比，不结晶、不堵管；（4）设备投资少，有更好的经济性；3HSR脱硝剂替代液氨和氨水3.2.6HSR干粉脱硝剂的优点表120%氨水与HSR干粉脱硝优缺点对比表120%氨水与HSR干粉脱硝优缺点对比(续表1)（1）陶瓷行业：喷雾干燥塔热风炉、辊道窑、隧道窑等烟气脱硝；（2）玻璃行业：工业玻璃窑炉和民用玻璃窑炉烟气脱硝；（3）水泥行业：水泥窑炉烟气脱硝；（4）锅炉：大中小型燃煤、燃气、燃油和燃生物质锅炉烟气脱硝；（5）焦化行业：炼焦行业焦炉高温烟气脱硝；（6）耐火材料：烧制耐火材料的隧道窑炉高温烟气脱硝处理；（7）垃圾焚烧：垃圾焚烧链排炉高温烟气脱硝处理。（8）砖瓦行业：红砖隧道窑高温烟气脱硝。（9）氧化铝行业：氧化铝焙烧炉、铝土矿煅烧转窑。4.1已经应用的行业4HSR脱硝剂应用行业云案例4.2HSR脱硝工艺流程——火力发电厂4.3HSR脱硝剂在发电行业的应用案例部分案例：◎沂源源能热电有限公司（1、2#锅炉—2*130T/h）◎创冠环保(廊坊)有限公司（600吨生活垃圾焚烧发电）◎骏泰新材料有限公司（生物质发电锅炉）◎沂源县源能热电有限公司（1、2#锅炉—2*130T/h）NOx折算浓度从238mg/Nm3降到≤93mg/Nm3◎创冠环保(廊坊)有限公司——HSR干粉脱硝应用报告NOx折算浓度从380mg/Nm3降到≤60mg/Nm3Thanks！暨南大学环境学院广州绿华环保科技有限公司[e-mail]