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脱硝技术内容目录1.火电厂氮氧化物排放标准2.火电厂氮氧化物排放现状以及排污费征收标准3.减少氮氧化物排放的方法4.主要的烟气脱硝工艺5.脱硝工艺选择6.我国烟气脱硝市场现状以及发展趋势7.国外主要烟气脱硝公司在中国市场的发展情况8.Fuel-tech公司烟气脱硝工艺的技术优势9.FBE公司烟气脱硝工艺的技术优势10.结束语1.火电厂氮氧化物排放标准•《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003)•《DB11/139-2002锅炉污染物综合排放标准》规定大于45.5MW的燃煤锅炉氮氧化物排放量限值250mg/m3火电厂氮氧化物排放标准发展趋势国家环境保护总局污染控制司大气处刘孜处长:“国家规划在第十一个五年计划期间完成脱硝技术的引进和示范工程，在第十二个五年计划期间制定严格的NOx总量排放控制标准”。电力规划院原院长汤蕴琳教授：“国家排放标准一般八年修订一次，预计到2020年NOx排放控制标准可能降到200mg/nm3”。2.火电厂氮氧化物排放现状以及排污费征收标准我国目前NOx的排污费征收标准为：0.63元/kgNOx国内氮氧化物排放现状我国近年氮氧化物(NOx)大气污染物的主要来源是火力发电厂，目前火电厂每生产1000千瓦时的电力，相应产生2.1千克的氮氧化物，2000年氮氧化物的排放量已达到358.02万吨/年。根据NOx生成机理，在实际应用中，主要采用低NOx燃烧技术和烟气脱除的办法对其控制，而我国目前应对氮氧化物污染的主要方式仅是新建机组采用低NOx燃烧技术，对于旧有机组，直接排放是导致氮氧化物污染的一项主要因素。中国典型燃煤机组的NOx排放情况600MW及以上机组380－450mg/Nm3200MW及200MW650－1300mg/Nm3100MW及以下小型机组700－1800mg/Nm32000年358.02万吨2002年520.00万吨2010年594.74万吨（预计）中国电力氮氧化物排放状况国内氮氧化物排放现状3.减少氮氧化物排放的方法3.1NOx的形成及控制方法氮氧化物(NOx)的形成是由于氮与氧在非常高的温度时的结合，世界上控制NOx的技术包括锅炉内燃烧中尽量避免NOx的生成技术和NOx生成后的排除技术。3.2燃烧改良法燃烧器或炉膛被设计成可调整的分级进气或再燃烧，以做阶段式燃烧来降低氧化氮的生成3.3NOx的脱除技术设法消除燃烧后所生成NOx的技术，世界上比较成熟的有70年代开发并应用的选择性触媒还原法(SCR)，80年代中期研发成功并得到广泛应用的选择性非触媒还原法(SNCR)以及90年代后期研发成功并在大型燃煤机组得到成熟应用的SNCR/SCR混合法技术。•燃烧改良法是控制NOx生成条件以达到脱硝目的，是一种经济的控制NOx的排放策略。控制NOx生成条件即在燃烧过程中，控制燃烧温度，一直保持让氧和氮分开，使二者结合生成NOx的可能性降至最低•这种燃烧改善技术有低NOx燃烧器(LNB),空气分级燃尽风(OverFireAir)、再燃技术(Reburn)及烟气再循环（FlueGasRecirculation）等•在规划新建大型燃煤机组时，应一次设计到位考虑设置低NOx燃烧器•对改造锅炉，实施低NOx燃烧器和现有的燃烧系统炉膛结构影响不一，故需要分别评估再决定。有时实施需对现有的供风系统和炉膛进行较大程度的改造而不适用燃烧改良法•但是燃烧改良法通常无法单独的满足较严的NOx排放标准。联合使用燃烧改良和SNCR或SNCR/SCR混合法，对改造锅炉较适用且经济。国外通常与烟气后脱硝技术SNCR或SCR法联合使用燃烧改良法燃烧后NOx的脱除技术•SCR技术：选择性触媒还原法•SNCR技术：选择性非触媒还原法•SNCR/SCR混合法技术：选择性非触媒还原法和选择性触媒还原法的混合技术4.主要的烟气脱硝工艺选择性非触媒还原法SNCR工艺选择性触媒还原法(SCR)工艺SNCR/SCR混合法工艺4.1选择性非触媒还原法(SelectiveNonCatalyticReduction)SNCR技术是非触媒的炉内喷射工艺80年代中期SNCR技术在国外研发成功，开始大量应用于中小型机组，至90年代初期成功地应用于大型燃煤机组。该技术的运行经验至今已成功的应用于600－800MW等级燃煤机组其原理是在炉内喷射氨、尿素等化学还原剂使之与烟气中的氮氧化物反应,将其转化成分子氮(N2)及水(H2O)此技术是选择仅减少氮氧化物而不涉及其它类氧化物（如CO2等），目前最新的SNCR技术与NOx有效反应温度范围已可达850oC~1250oC之间因为将化学反应剂喷入炉内正确的位置且随锅炉负荷变化而调整是非常重要的，因此要求SNCR技术在设计阶段对每台对象机组实施计算机模拟分析，从而设计出随温度场变化的运行控制系统。4.1选择性非触媒还原法(SelectiveNonCatalyticReduction)使用计算机流体力学（CFD)和化学动力学模型(CKM)进行工程设计，即将先进的虚拟现实设计技术与特定燃烧装置的尺寸、燃烧类型和特性、锅炉负荷范围、燃烧方式、烟气再循环（如果采用）、炉膛过剩空气、初始或基线NOx浓度、炉膛烟气温度分布、炉膛烟气流速分布等相结合进行工程设;实际运行时SNCR的反应窗将随温度场的分布而实施自动追踪调整，不受燃料种类或煤的质量变化的影响最普遍应用的化学反应剂为尿素或氨SNCR脱硝效率对大型燃煤机组可在25-40%之间，对小型机组其效率可达80%工程造价低，占地面积小，适用于老厂改造，新炉可依据炉子设计加以配合，脱硝效率更高4.2选择性触媒还原法(SelectiveCatalyticReduction)SCR为一种炉后脱硝反应装置，最早由日本于70年代后期完成商业运行，至80年代中期欧洲也成功地实现了SCR的商业运行设置触媒装置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，其作用为使喷入之氨与烟气中之NOx加速反应实现脱硝在此情况时，其有效反应之温度范围较SNCR低的多，约在320oC~400oC之间最普遍使用的化学反应剂（还原剂）为氨与尿素SCR反应原理示意图脱硝效率和氨的逃逸率之相关关系脱硝运行关系曲线NH3/NOx摩尔比100脱硝效率(%)NH3未反应量(ppm)设计的脱硝效率0设计的NH3未反应量运行时的NH3/NOx摩尔比脱硝运行NH3/NOx摩尔比上限:小于设计的NH3未反应量(如:小于5ppm)下限:大于设计的脱硝效率(如:大于80%)锅炉SCR脱硝系统装置的基本流程图锅炉NH3喷注脱硝反应器空气预热器NH3混合器蒸发器NH3液化罐静电除尘器引风机烟囱换热器增压风机脱硫系统送风机SAH蓄压器触媒框架结构(垂直流型)脱硝反应器的总括图触媒层未来层整流器(缓冲层)烟气吹灰器NH3喷嘴(AIG)触媒荷载设备(临时的)导叶片NH3Storage&SupplySystemNH3StorageTankerNH3VaporizerNH3dilutiontankerNH3Loadingfacility4.3SNCR/SCR混合法工艺SNCR/SCR混合法技术是一种结合了炉内脱硝SNCR法及炉后脱硝SCR法而成的新系统于90年代后期研发成功并成熟的应用于多数大型燃煤机组，该技术非常适合新建大型机组，同时也非常适用于场地狭窄的老厂改造。应用于SNCR法的化学还原剂被设计成在炉内脱硝后之余氨再进入SCR的催化剂实施再脱硝。此系统可提供电厂比较经济的脱硝方式，它可提供电厂在符合环保法规的要求下，阶段性的增添设备及催化剂，而无需将资金做一次性投入，并可大量节省电厂脱硝运转费用SNCR/SCR混合法可利用逃逸的氨作为后部SCR的还原剂，从而可使其脱硝效率逐步升级最终可达到80%以上SNCR/SCR混合型原理示意图前段850~1,250℃后段320~400℃2222222221)(2COOHNOCONHNOOHNNHNONOOHNNHNOOHNONHNO223222322223322127866444再利用省去SCR之AIG系统5.烟气脱硝工艺的选择技术要求＋经济性SCR工艺、SNCR工艺及SNCR/SCR混合工艺烟气脱硝技术比较NOx脱硝率低，仅可达到25－40％因不增加SO3可较SCR放宽NH3逃逸条件对于多层喷入，控制系统适当的跟随负荷及温度能力工程造价较低，占地面积小，适用于老厂改造，新炉如依锅炉设计加以配合，脱硝效率会更高SNCR工艺特点SCR工艺、SNCR工艺及SNCR/SCR混合工艺烟气脱硝技术比较脱硝效率高，能达到90％以上，当要求氮氧化物脱除率较高时，经济性最好的工艺技术成熟，运行可靠，便于维护反应器对气体混合均匀度、温度、触媒实际操作情况等比较敏感易形成氨－硫化合物（ABS)堵塞空气预热器SCR工艺特点SCR工艺、SNCR工艺及SNCR/SCR混合工艺烟气脱硝技术比较有机结合了SCR工艺和SNCR工艺有利特点的新工艺，已于90年代后期研发成功并应用于大型燃煤机组SNCR/SCR系统中，SNCR阶段逃逸的氨会随烟气流向下游的SCR系统，使得氨利用率更加完全大量节省催化剂的使用量SNCR/SCR系统因锅炉内已装有SNCR系统而大幅度减少其所需的SCR反应容积，进而降低SCR系统的装置成本和空间SNCR/SCR混合工艺特点烟气脱硝技术综合特性比较主要成熟技术SCRSNCR/SCR混合型SNCR1还原剂NH3或尿素尿素或NH3尿素或NH32反应温度320－400℃前段:850－1250℃，后段:320－400℃850－1250℃3催化剂成份主要为TiO2，V2O5WO3后段加装少量催化剂(成份同前)不使用催化剂4脱硝效率70%~90%40%~90%大型机组25%~40%，小型机组配合LNB、OFA技术可达80%5SO2/SO3氧化会导致SO2/SO3氧化SO2/SO3氧化较SCR低不导致SO2/SO3氧化6NH3逃逸3－5ppm3－5ppm左右5－10ppm7对空气预热器影响催化剂中的V、Mn、Fe等多种金属会对SO2的氧化起催化作用，SO2/SO3氧化率较高，而NH3与SO3易形成NH4HSO4造成堵塞或腐蚀SO2/SO3氧化率较SCR低，造成堵塞或腐蚀的机会较SCR低不会因催化剂导致SO2/SO3的氧化，造成堵塞或腐蚀的机会为三者最低8系统压力损失催化剂会造成较大的压力损失（＞100mmH2O）催化剂用量较SCR小，产生的压力损失相对较低(＜40-60mmH2O)没有压力损失9燃料的影响高灰分会磨耗催化剂，碱金属氧化物会使催化剂钝化影响与SCR相同无影响10锅炉的影响受省煤器出口烟气温度的影响受炉膛内烟气流速、温度分布及NOx分布的影响(需做计算机模拟分析)与SNCR/SCR混合系统影响相同(需做计算机模拟分析)11占地空间大（需增加大型催化剂反应器和供氨或尿素系统）较小(需增加一小型催化剂反应器，无需增设供氨或尿素系统)小(锅炉无需增加催化剂反应器)12使用业绩多数大型机组成功运转经验多数大型机组成功运转经验多数大型机组成功运转经验（1）建造成本比较（2）系统运行成本比较（3）综合成本比较SNCR、SCR及SNCR/SCR的技术经济指标分析•脱硝装置建造成本比较（550MW1台脱硝效率70%的案例）比较条目单位SNCR（尿素）SNCR/SCR（尿素）液氨SCRa.SNCRUSD工艺设计&许可ProcessDesign&LicenseUSD1,000,0001,200,000工程设计EngineeringUSD1,000,0001,100,000设备SNCREquipmentUSD2,600,0003,475,000溶液制备SolutionizerUSD200,000300,000b.SCRUSD工程设计EngineeringUSD125,000125,0001,100,000还原剂成本CatalystVolumeCostM3USD80462,4432541,468,256供氨系统AmmoniaSys