哈锅SCR技术介绍

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1、火力发电厂烟气氮氧化物的控制姚强清华大学热能工程系热能动力工程与热科学重点实验室煤的清洁燃烧技术国家工程研究中心颗粒与燃烧工程（PACE）研究室2004年6月12日内容目录背景与介绍SCR脱硝技术描述SCR技术工程应用回顾应用于SCR过程的脱除NOx的催化剂介绍结论与展望2021/8/72国内对于NOx排放的控制规定我国国家环保总局要求2000年开始对酸雨控制区内的NOx的排放实行控制，到2010年酸雨控制区内的氮氧化物排放总量控制在2000年水平。背景与介绍2021/8/73美国CAA关于燃煤

2、锅炉NOx排放的规定1b/106Btu=800ppm对四角燃烧燃煤锅炉，NOx排放限制大约为320ppm背景与介绍2021/8/74传统低氮氧化物排放技术一般使用低氮氧化物燃烧器＋火上风燃尽技术。其脱硝率一般低于50％。燃料再燃技术(FuelReburning)-利用燃料再燃，可以有效控制NOx的排放。但可操作性上存在一定的问题(脱硝稳定性和可操作性)。其它传统措施（湿法吸收），都存在着一定问题。脱硝效率方面(无法达到较高的脱硝率)操作稳定性方面(无法实现稳定的操作)适应性方面(无法适应不同的工

3、程实际情况)背景与介绍2021/8/75NOx烟气脱除技术背景与介绍2021/8/76SNCR与SCR的比较项目SNCRNH3-SCR基本原理氨气(或尿素）与NO在高温下（无催化剂）反应生成N2使用氨气的选择性催化脱除NO工作温度区间850－1050℃300－450℃NOx脱除效率40－70％80－95％需要的空间高低初始投资费用低高（是SNCR的两倍）氨气的消耗高低背景与介绍2021/8/77SNCR系统示意图背景与介绍2021/8/78为什么用SCR？SCR是唯一证明能达到未来对大型燃煤电厂

4、排放要求NOx减少效率的技术（5年一变？）在上世纪80年代来在全世界都证明SCR可以安全可靠地运行仅在德国从80年代中到1996年已超过33000MW的机组按装了脱硝装置美国到2002年共有157套在运行,已超过1亿kW背景与介绍2021/8/79什么是SCR?SCR是SelectiveCatalyticReduction的简写氮氧化物(NOx)是在煤燃烧过程中形成的存在于从电厂排放的气体中氨被喷入到烟气中与NOx完全混合背景与介绍2021/8/710SCR法的反应机理在催化剂存在的条件下氨气或

5、碳氢化合物与NO反应生成N2和H2O;反应温度为：300-450℃反应比率NH3(orHC)/NO=1(在实际的电厂中大概0.8-0.9)催化剂：NH3-SCR:V2O5-WO3(orMoO3）/TiO2HC-SCR:银（Ethanol-SCR)效率大于90％背景与介绍2021/8/711SCR应用历史回顾美国的EnglehardCorporation公司于1957年申请最早的SCR喷氨法脱硝专利。最初使用的催化剂为铂类催化剂，其效果并不令人满意，因为在其催化活性温度内，会生成大量硝酸氨盐。日本

6、于1970年代最早成功开发出具有高活性、实用的SCR商业催化剂-钛基五氧化二钒催化剂。背景与介绍2021/8/712内容目录背景与介绍SCR脱硝技术描述SCR技术工程应用回顾应用于SCR过程的脱除NOx的催化剂介绍结论与展望2021/8/713TheSCR过程描述SCR脱硝技术描述2021/8/714SCR原理SCR脱硝技术描述2021/8/715SCR的主要构件SCR脱硝技术描述2021/8/716SCR反应与副反应的化学式SCR脱硝技术描述2021/8/717SCR催化剂的定期更换由于SCR

7、催化剂的工作条件比较恶劣，所以存在着中毒失效问题，必须定期更换。更换时间据具体情况而定，一般一到五年。催化剂性能下降，其原因有：（1）微孔体积减少；（2）由于固体沉积物使微孔堵塞；（3）由于碱性化合物（特别是钾或重金属）引起中毒；（4）SO3中毒；（5）飞灰腐蚀。SCR脱硝技术描述2021/8/718氨泄漏(AmmoniaSlip)问题从SCR反应器内排出的未反应完全的氨导致了所谓的“氨泄漏”问题。氨泄漏必须小于5ppm，最好低于2-3ppm，以减少硫酸氨和硫酸氢氨的生成。其中，硫酸氢氨可以导致

8、下游设备的阻塞和腐蚀。对于高硫煤，这一问题尤为突出。SCR脱硝技术描述2021/8/719SCR反应的反应温度(OperatingTemperature)催化剂成本大概占总SCR投资成本15-20%，因此在给定空速的情况下，则需要尽量提高SCR反应器内的烟气温度以提高催化剂的利用效率。同时，也必须注意二氧化硫被氧化成三氧化硫，而这个氧化反应对温度敏感性超过了SCR反应。对于常见的钛基氧化钒商用SCR催化剂，其最佳操作温度为340-400oC。SCR脱硝技术描述2021/8/720SCR反应器的布