1、脱硝（ScR）介绍-总则哈尔滨锅炉厂有限责任公司于2004年9月15日与日本三菱重工株式会社（以卜.简称三菱MHD签订了烟气脱硝装置（SCR）技术引进合同。三菱重工是世界上最早开发选择性脱硝装置（SCR）的厂家之一，在选择性脱硝装置技术上始终处于领先的地位，在燃用自然气、油、燥粉等电站锅炉SCR系统设计和安装方面仃广泛的阅历：a）三菱重工己经为世界各地供应J超过500套的SCR装置：b）对于燃煤机组配置的SCR装置最长运行时间已经超过20年；c）3套SCR装置（配置在世界上最大的100oMW燃煤机组）已经胜利的运行超过5年，其中运行时间最长的SCR装苴已经大约10年目前，哈锅已经签订了将近20
2、个项目的脱硝装置的供货合同，以下为哈锅的脱硝业绩（部分）业绩类型序号用户及工程名称机组类型投团在建时间执行状况发电厂同类机组及以上的1华润传妃甸工程2X1OOOMW22010.9正在设计2华润古城工程2X1OOOMW22010.4正在设计3华涧浙江苍南工程1X1000MW12010.8正在设计4华能金陵工程2X1000MW22010.2正在设计5华润南京板桥工程2X600MW22010.9正在设计6倒旃喻如山工程2X600MW22010.11正在设计7土耳其迪勒伊斯肯德伦工程2X600MW22010.9正在设计8南京热电工程2X600MW22010.2设计、供货9华能威海工程2X660MW22
3、010.2设计、供货10华能平凉工程2X600MW22009.10设计、供货11华能福州工程2X600MW22009.9设计、供货12江西员溪工程2X600MM22010.12正在设计13北方联合电力上都工程2X600MM22010.8设计、供货14内蒙古呼伦贝尔工程2X600MW22010.4设计、供货15华涧河南登封工程2X600MW22009.7设计、供货16国信靖江工程2X660MW22009.8设计、供货17彰武工程2X660MW22010.8正在设计18华能岳阳工程2X600MW22009.12设计、供货19顺德德胜工程(EPC)2X300MW22008.9已投运20南海工程2X3
4、00MW22008.11完成21辽宁抚顺工程2X300M,22008.10已投运22华能营口工程2X300MW22009.8设计、供货23华能长春热电工程2X350MW22009.12设计、供货24锦州热电工程2X300MW22008.9安装完成25辽宁甘井子工程2X300Mw22009.9设计、供货26黄台工程2X350MW22010.10正在设计27河南万基铝业工程(EPC)2X300MW22009.12正在设计28景德镇工程2X600M1.-22011.2正在设计日本三菱公司烟气脱硝工程业绩表见3.5,二选择性耀气脱硝技术为满意环保法规的严格要求，削减大气中氮氧化物的排放量，利用催化反应
5、脱除废气中的NO是最有效法的方法之%20年头末有人提出NO干脆催化分解为N：和他的方法，这种方法简洁，操作费用低，但缺点是氧气的存在使NO的转化率特别低。另一种方法是在还原剂的存在卜将其催化还原为N-在工业生产的废气中不行避开存在大量的氧气，所以要求还原剂能选择还原NO而不是与Oj发生燃烧反应。20世纪80年头初起先，对于NOx固定发生源的治理，依靠NH,作还原剂的选择催化还原技术己渐渐应用丁燃煤锅炉.该技术脱硝率可达90-95%,是一种成熟的主要电站烟气脱硝技术，目前已在日本、德国、北欧等国家的燃煤电厂广泛应用。2.1ScR法的脱硝原理SCR是一个燃烧后NOx限制工艺，氨法SCR整个过程包括
6、将荻气喷入燃煤弼炉产生的烟气中，含有氨气的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器，在催化剂的作用下，翅气同NOX发生反应，转化成水和氮气.在反应过程中，N也可以选择性地和NoX反应生成M和11.0,而不是被乌所辄化，因此反应又被称为“选择性”.其主要反应式为：4NFIs+4NO+Oi-4Ni+6HQ(1)8NH,+6N0-7N：+12Hz0(2)三SCR脱硝技术：SCR脱硝技术以其脱除效率高，适应当前环保要求而得到电力行业度重视和广泛的应用。在环保要求严格的发达国家例如德国，日本，美国，加拿大，荷兰，奥地利,瑞典，丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之%依据发达国家的阅历，SCR脱硝
7、技术必定会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。图3.1SCR熠/脱硝系统典型工艺流程简图3.1 SCR脱硝系统一般组成图3.1为SCR烟气脱硝系统典型工艺流程简图，SCR系统一般由级的储存系统.我与空气混合系统、氨气喷入系统.反应器系统,检测限制系统等组成。液宏从液城槽车由和料压缩机送入液妖储槽，再经过蒸发槽蒸发为烈气后通过氨缓冲槽和输送管道进入锅炉区，通过与空气匀称混合后进入SCR反应涔内部反应，SCR反应器设置于空气预热器前，氨气在SCR反应器的上方,通过特别的喷雾装置和烟气匀称分布混合，混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。SCR系统设计技术参数主要有反应
8、器入口NOx浓度、反应温度、反应器内空间速度或还原剂的停用时间、NHjNOX摩尔比、H,的逃逸率、SCR系统的脱俏效率等。氯储存、混合系统每个SCR反应器的氨储存系统由一个氨储存挪，一个氨气/空气混合港，两台用于氨稀释的空气压缩机（一台备用）和阀门，叙蒸发器等组成。氨储存谖可以容纳15天运用的无水焚，可充至85%的储罐体枳，装有液面仪和温度显示仪。液氨汽化采纳蒸汽加热的方式，同时保证氨气/空气混合潜内的压力为350kPa。NH,和烟气混合的匀称性和分散性是维持低N儿逃逸水平的关键。为了保证烟气和氨气在烟道分散好、混合匀称，可以通过卜面方式保证混合：在反应器前安装静态混合器；增加NH：喷入的能址
9、增加喷点的数量和区域：改进喷射的分散性和方向：在NI1.喷入后的烟道中设置导流板；同时还依据冷态流淌模型试验结果和数学流淌模型计算结果对喷氨系统的结构进行优化。喷氮系统喷氨系统依据锅炉负荷、反应落入口NOx浓度、反应器出口NOX浓度测量的反馈信号，限制氨的喷入量。反应辱系统SeR反应器采纳固定床形式，催化剂为模块放置。反应器内的催化剂层数取决丁所需的催化剂反应表面积.典型的布置方式是布理二至三U催化剂乂。在最上一层催化剂层的上面，是一层无催化剂的整流层，其作用是保证烟气进入催化剂层时分布匀称。通常，还的有一层备用空间,以便在催化剂活性降低时补加房催化剂,在反应器催化剂值间设置声波吹灰装置，定
10、时吹灰，吹扫时间为10秒/10分钟。如有必要，还应进行反应器内部的定期清理。催化剂催化剂是电厂SCR工艺的核心，它约占其投资的3。为了使电站平安、经济运行，对SCR工艺运用的催化剂应达到卜.列要求：一低温度时在较宽温度范围具有较高的活性一高选择性（Sa向so,转换率和其他方面作用低即副反应少）一对二氧化硫（SOJ、卤族酸（He1,HF）和碱金属（Na，、Ka）和羽金属（如AS）具有化学稳定性一克服剧烈温度波动的稳定性一对于烟道乐力损失小一寿命长、成本低志向的催化剂应具有以卜优点：1.高活性：2.抗中毒实力强：3.好的机械强度和耐磨损性：4.有合适的工作温度区间.图5蜂窝状催化剂图6水纹板式催化
11、剂图7板式催化剂对于燃煤机组，举荐脱硝装践选用蜂窝状催化剂，缘由如F：1.在世界燃煤机组的脱硝装置上，蜂窝状催化剂应用最广泛。2.同水纹板式、板式催化剂相比，蜂禽状催化剂具有如下优点:项目比较催化剂类型蟀窝状水奴板式板式1.长久性最好较差（易受碱金属腐蚀而且荷沾粘灰尘）较处（易受碱金同属蚀而且简洁粘灰尘）2,磨损更好更好3.牢独性更好一般较差（有燃烧可能性）1.催化剂成本更好（能再生利用）一般一般结论最好一般一般3.2 SCR测量限制系统SCR系统测量限制部分主要包括如下几个方面；反应温度限制在肯定温度葩围内，随反应温度提裔，NOx脱除率急剧增加，脱硝率达到最大值时，温度接着上升会使M1.氧化
12、而使脱硝率下降：反应温度过低，烟气脱硝反应不充分，易产生NH,的逃逸,因此要对SCR系统入口烟气温度进行在线监测.氯量限制在NN0x摩尔比小于1时,随NiVNoX摩尔比增加，脱硝效率提高超显:NH,投入量超过须要量，N1.h会造成二次污染，一般限制NHJNOx摩尔比在1.0左右。NH,的流量限制阀调照限制NK,的流量，限制系统依据反应器入口NOx的浓度、烟气流量、反应器出口所要求NOx的排放浓度和氨的逃逸浓度计算出基的供应流量。为保证人身和设备平安，发生下列状况，氨气阀门自动关闭：低的烟气潦量：高的氨气/空气比：催化剂入口烟气温度过高：催化剂入口烟气温度过低；没有来自锅炉的运行允许信号：启动急
13、停开关。氨稀释空气流量限制氨稀糅用空气流量在SCR系统运行时被设定好，不再谢整。两台空气压缩机,一台备用.当第1台空气压缩机输出气体压力低丁设定值或发生故障时，第2台空气压缩机自动启动。气气蒸发器氨气蒸发器与储罐为体化结构，加热器放置在无水氨的液体中，通过氨储罐内的压力限制加热器。当储锻内的压力低于设定压力时，加热器加热液区。3.3 气储存和供应系统本方案以液氨为还原剂进行设计氨储存和供应系统，综合考虑两台机组来设计氨储存和供应系统。液犯储存、制备供应系统包括液圆和料压缩机、储第楸、液翅蒸发梢、H气缓冲槽、稀择风机、混合器、氨气稀糅槽、废水泵、废水池等。此套系统供应亚气供脱硝反应运用。液氨的供
14、应由液氨槽车运输，利用液氨卸料压缩机将液获由槽车输入储红罐内，罐车与系统由挠性软管连接。用液交泵将储槽中的液圆输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来限制肯定的乐力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合匀称，再送达脱硝系统.氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀秣槽中，经水的汲取排入废水池,再经由废水泵送至废水处理厂处理。脱硝系统用的还原剂为纯氨，其品痂符合国家标准GB536-88收液体无水氨B技术指标的要求，如下表：液氯品质参数指标名称合格品备注氨含量99.6残留物含炭%0.4重址法水分油含量mg/kg一重量法铁含量mg/kg密度kg/1.251C时沸点c标准大气压(1)卸料压缩机选择两台卸
15、料压缩机，用一备。能满意各种条件下的要求。卸料压缩机抽取储氨罐中的朝气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。(2)储氮罐本方案采纳99.5%液氨作为SCR烟气脱硝系统的还原剂。氨储存揶2个内径3米，长16米，采纳20R制造，可以满意平安标准要求,罐体的壁厚36充米.液氨的储槽容量，锅炉BMCR工况，在设计条件1.每天运行24小时，连续运行7天的消耗星号.虑。储槽上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和平安阀为储槽液氮泄漏爱护所用。储槽还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝限制系统，当信槽内温度或压力高时报警.储槽应有防太阳辐射措施，四周安装有工业水喷淋管线及喷聒，
16、当储槽槽体温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装S.对第气进行汲取，限制氨气污染。氨储存旅排风孔通到一个汲取水箱中，降低效气的浓度并降低翅气味的发散。（3）液氨蒸发槽液氨蒸发所须要的热量采纳蒸汽加热来供应热量.蒸发槽上装有压力限制阀将氨气压力限制在肯定范用，当出口压力达到过高时，则切断液氨进料。在氨气出口管线上应装有温度检测器，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力，蒸发槽也应装有平安阀，可防止设备压力异样过高。（4）纵气缓冲槽从蒸发槽蒸发的第气流进入我气缓冲槽，通过调压阀减压成肯定压力，再通过翅气输送管线送到遇炉侧的脱硝系统。斌气
17、缓冲罐设置两台。液显缓冲槽能满意为SCR系统供应稳定的氨气，避开受蒸发槽操作不稳定所影响。缓冲槽上设置有平安阀爱护设番.（5）熟气稀糅槽氨气稀释槽为个容积为IOm的水槽，水槽的液位应由满溢流管线维持，稀样棺设计连结由槽顶淋水和槽侧进水。液包系统各排放处所排出的妖气由管线汇合后从稀秣槽低部进入，通过分散管将氨气分散入稀林槽水中，利用大量水来汲取平安阀排放的我气.水箱通风管的设计要达到使通风管出口氨的浓度最小，期望的最大浓度为2ppm,以避开曳气味的发散。（6）第气泄漏检测牌液氨储存及供应系统周边应设有氨气检测器，以检测纸气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当检测涔测得大气中氮浓度过高时，在机组限制室
18、会发出警报，操作人员实行必要的措施，以防止熨气泄漏的异样状况发生。（7）氯气吹扫系统液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止城气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的平安问题.基于此方面的考虑，本方案将在系统的卸料压缩机、储氢球、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽等都应备有斌气吹扫管线。在液氨卸料之前通过微气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和盗气吹扫，防止狐气泄漏和系统中残余的空气混合造成危急。氨储存罐须要消洗时要消耗大量氮气，建议运用斌气群车：氮气管线清洗时赳气用坑较小，3X20O1.而压氮气钢瓶可以满意耍求。3.4SCR工艺设计数据衰SCR烟气脱硝工艺主要设计数据表序号项IzI名称单
19、位数址规格型号亚临界方案超临界方案1设计系统脱硝效率%802802系统可用率%98983允许负荷改变率%50-10050-1004还原剂（液级）量kg/h280.5277.25稀糅风量Nm/h739573086用卸载压缩机台27液就储罐台2容枳28Onf容积28（W8液第蒸发槽台29氨气缓冲槽台2容积2m,容积2m1IO氨气稀释槽台211稀释风机台28900Nm7h8700Nm,h21催化剂类型蜂窝状蛛窝状22催化剂化学成分TiOWO1VATiOiZWO1ZV2Oi23每一反应器的催化剂层数（初始）2224每反应罂的催化剂层数（将来）1125每一锅炉脱硝初始催化剂体积n673.92660.44
20、26每一锅炉脱硝后续催化剂m333.96330.22体积27每乂催化剂的压力降Pa20020028吹灰器数量/反应器套8829设备耗电室（BMCR工况）KW.A103.5103.530系统漏风率%2231系统压降Pa80080032NH3逃逸率PPn3333SOJ5O,转化%1134年利用小时h8000800035催化剂温度范围C320-420320-4203.5日本三菱重工（MHD燃煤锅炉脱硝装置业绩表（部分）3.5.1电站燃煤锅炉电厂名称容室运行时间1.ChugokuE1.ectricPowerCo.ShimonosekiP/SNo.1UNIT175MWApr.19802.ChugokuE
21、1.ectricPowerCo.Shin-UbeP/SNo.1UNIT75MWDec.19813.ChugokuE1.ectricPowerCo.Shin-UbeP/SNo.2UNIT75MWNov.19814.ChugokuE1.ectricPowerCo.Shin-UbeP/SNo.3UNIT156M,Sep.19815.JobanJointE1.ectricPowerCo.NakosoP/SNo.8UNIT600M,Ju1.19836.KyushuE1.ectricPowerCo.MinatoP/SNo.1UNIT156MWApr.19837.ShikokuE1.ectricPowerC
22、o.SaijoP/SNo.1UNIT156MUMar.19838.SakataJointE1.ectricPowerCo.SakataP/SNo.1UNIT350MWSep.1984电厂名称容量运行时间9.TokyoE1.ectricPowerCo.YokosukaP/SNo.1UNIT265MWMar.198510.TokyoE1.ectricPowerCo.YokosukaP/SNo.2UNIT265MWMay.198511.KyushuE1.ectricPowerCo.MatsuuraP/SNo.1UNIT700MUJu1.198912.HokurikuE1.ectricPowerCo.
23、TsurugaP/SNo.1UNIT500MWOct.199113.ChubuE1.ectricPowerCo.HekinanP/SNo.1UNIT700MU1Oct.199114.SakataJointE1.ectricPowerCo.SakataP/SNo.2UNIT350MUJun.199215.SoumaJointE1.ectricPowerCo.ShinchiP/SNo.2UNIT1,000MWJu1.199516.TouhokuE1.ectricPowerCo.HaramachiP/SNo.1UNITI,000MWJu1.199617.HokkaidoE1.ectricPowerC
24、o.TOenaIOaZUInaP/SNo.3UNIT85MwOct.199618.ChugokuE1.ectricPowerCo.MisumiP/SNo.1UNIT1,000MWJu1.199719.HokurikuE1.ectricPowerCo.TsurugaP/SNo.2UNIT700MWOct.200020.OkinawaE1.ectricPowerCo.KinP/SNo.1UNIT220MWJun.200121.KansaiE1.ectricPowerCo.MaizuruP/SNo.1UNIT900MWAug.200422.OkinawaE1.ectricPowerCo.KinP/S
25、No.2UNIT220MWMay.200323.TokyoE1.ectricPowerCo.HironP/SNo.5UNIT600MH1Ju1.200424.SumitomoJointE1.ectricCo.NyugawaP/SNo.1UNIT250MWMar.2003电厂名称容量运行时间25.KyushuE1.ectricPowerCo.ReihokuP/SNo.2UNIT700MWJu1.20033.5.2工业燃煤锅炉电厂名称容量运行时间1.SumitomMeta1.IndustriesCo.KokuraFactoryNo.1601./hNov.19852.SumitomoChemica1
26、Co.ChibaFactoryNo.2215t/hDec.19853.Takeda-Cheniica1.IndustriesCo.HikariFactoryG2100t/hOct.19864.Daice1.Chemica1.FactoryAboshiFactoryNo.11300t/hApr.19895.Mitsubishi-KasoiCo.YokkaichiFactoryNo.3150t/hDec.19896.ToukaiJointE1.ectricCo.NagoyaP/SNo.1-160t/hApr.19907.NipponGoseiGumCo.YokkaichiFactoryNo.11
27、190t/hSep.19908.MitsubishiGasChemica1.Co.YokkaichiFactoryNo.683t/hFeb.19929.KobeStee1.Co.KakogawaStee1.WorksNo.7450t/hMay.199610.SumitomoCementCo.AkouFactory320t/hSep.199611.NakayamaKyodoHatsudenCo.1.td.NagoyaP/S149MWMar.200012NipponStee1.Co.OitaWorksNo9230MWFeb.200213.KobeStee1.Co.KobeP/SNo.1700MWApr.2002电厂名称容量运行时间14.TobataJointE1.ectricPowerCo.TobataP/SNo.2Unit510t/hFeb.200415.SummitOnahamaSPowerCo.OnahamaP/S210t/hJun.2004
