300MW机组SCR脱硝培训教程

2×300MW机组脱硝工程培训教程山东圣杰能源环境工程有限公司2010年3月山东圣杰能源环境工程有限公司脱硫运行维护培训教材11目录第一章脱硝介绍.......................................................................................................................1第一节、脱硝系统简单介绍...................................................................................................1第二节SNCR（选择性非催化还原法）技术原理.............................................................1第三节SCR（选择性催化还原法）技术原理.....................................................................2第二章临汾电厂脱硝系统介绍...............................................................................................7第一节设计资料...................................................................................................................76主要编制依据.....................................................................................................................77主要技术原则.......................................................................................................................7第二节装置的生产原理...................................................................................................8第三节装置的工艺流程.................................................................................................11第三章设备规格...................................................................................................................13第一节氨区设备...................................................................................................................13第二节SCR区设备..............................................................................................................15第四章装置开停工及正常操作.......................................................................................18第一节氨区运行.................................................................................................................18第二节SCR区运行..........................................................................................................22第五章检查保养.................................................................................................................33第一节日常运行的监视项目.............................................................................................33第二节定期检修...............................................................................................................35第六章氨处置注意事项...........................................................................................................37第一节概要.......................................................................................................................37第二节氨的性质及保护.....................................................................................................37第七章脱硝装置常见的异常现象.................................................................................40第八章、图片.............................................................................................................................41山东圣杰能源环境工程有限公司脱硫运行维护培训教材11第一章脱硝理论介绍第一节、脱硝系统简单介绍氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物NOx有多种不同形式：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4和N2O5，其中NO和NO2是重要的大气污染物。我国氮氧化物的排放量中70％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx排放的主要来源之一。研究表明，煤中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解，继而进一步氧化而生成NOx。控制NOx排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类，一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量（如采用低氮燃烧器）；二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除（如SCR）。烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法，应用较多的有选择性催化还原法（Selectivecatalyticreduction，简称SCR）、选择性非催化还原法（Selectivenon-catalyticreduction，以下简称SNCR）。SCR的脱硝率较高。SCR的发明权属于美国，而日本率先于20世纪70年代实现其商业化应用。目前该技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用。日本有93%以上的烟气脱硝采用SCR，运行装置超过300套。我国电厂普遍采用SCR技术进行脱硝。烟气中NOX主要含量为NO，有极少量的NO2。环保监测以NO2的排放为重点。对于SCR工艺，选择的还原剂有尿素、氨水和纯氨。第二节SNCR（选择性非催化还原法）技术原理选择性非催化还原法（SNCR），是在无催化剂存在条件下向炉内喷入还原剂氨或尿素，将NOx还原为N2和H2O。还原剂喷入锅炉折焰角上方水平烟道（900℃～1000℃），在NH3/NOx摩尔比2～3情况下，脱硝效率30％～50％。在950℃左右温度范围内，反应式为：4NH3+4NO＋O2→4N2+6H2O当温度过高时，会发生如下的副反应，又会生成NO：4NH3+5O2→4NO+6H2O当温度过低时，又会减慢反应速度，所以温度的控制是至关重要的。该工艺不需催化剂，但脱硝效率低，高温喷射对锅炉受热面安全有一定影响。存在的问题是由于温度随锅炉负荷和运行周期而变化及锅炉中NOx浓度的不规则性，使该工艺应用时变得较复杂。在同等脱硝率的情况下，该工艺的NH3耗量要高于SCR工艺，从而使NH3的逃逸量增加。山东圣杰能源环境工程有限公司脱硫运行维护培训教材22第三节SCR（选择性催化还原法）技术原理1、技术原理有多种还原剂（CH4、H2、CO和NH3）可以将NOx还原成N2，尤其是NH3可以按下式选择性地和NOx反应：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O（1）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O（2）通过使用适当的催化剂，上述反应可以在200~450℃的范围内有效进行。在NH3/NOx为1（摩尔比）的条件下，可以得到80%~90%的脱硝率。在反应过程中，NH3有选择性地和NOx反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化。4NH3+5O2→4NO+6H2O选择性反应意味着不应发生氨和二氧化硫的氧化反应过程。然而在催化剂的作用下,烟气中的一小部分SO2会被氧化为SO3,其氧化程度通常用SO2/SO3转化率表示。在有水的条件下,SCR中未参与反应的氨会与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵(NH4HSO4)与硫酸铵((NH4)2SO4)等一些不希望产生的副产品。其副反应过程为:2SO2+1/2O2→2SO32NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4NH3+SO3+H2O→NH4HSO42、工艺流程SCR烟气脱硝装置的工艺流程主要由氨区系统、氨喷射系统、催化剂、烟气系统、反应器等组成。核心区域是反应器，内装催化剂。外运来的液氨储存在氨储存罐内，通过氨蒸发槽蒸发为氨气，并将氨气通过喷氨格栅（AIG）的喷嘴喷入烟气中与烟气混合，再经静态混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度且与氨气充分混合的烟气气流经SCR反应器的催化层时，氨气与NOx发生催化氧化还原反应，将NOx还原为无害的N2和H2O。3、运行控制在SCR系统设计中，最重要的运行参数是烟气温度、烟气流速、氧气浓度、SO3、浓度、水蒸汽浓度、钝化影响和氨逃逸等。烟气温度是选择催化剂的重要运行参数，催化反应只能在一定的温度范围内进行，同时存在催化的最佳温度，山东圣杰能源环境工程有限公司脱硫运行维护培训教材33这是每种催化剂特有的性质，因此烟气温度直接影响反应的进程；而烟气流速直接影响NH3与NOx的混合程度，需要设计合理的流速以保证NH3与NOx充分混合使反应充分进行；同时反应需要氧气的参与，当氧浓度增加催化剂性能提高直到达到渐近值，但氧浓度不能过高；氨逃逸是影响SCR系统运行的另一个重要参数，实际生产中通常是多于理论量的氨被喷射进入系统，反应后在烟气下游多余的氨称为氨逃逸，NOx脱除效率随着氨逃逸量的增加而增加，在某一个氨逃逸量后达到一个渐进值；另外水蒸气浓度的增加使催化剂性能下降，催化剂钝化失效也不利于SCR系统的正常运行，必须加以有效控制。4、催化剂催化剂是SCR技术的核心。SCR装置的运行成本在很大程度上取决于催化剂的寿命。其使用寿命又