SCR法脫硝催化劑原理(一)
火力發電廠的反硝化控制技術通常包括燃燒控制,脫硝和煙氣脫硝。煙氣脫硝技術可分為吸收式,吸附式和催化還原三大類。
吸收方法:吸收劑(如水,堿溶液,稀硝酸等)直接注入煙道吸收煙氣中的NOx,因為NOx難以溶解在水和堿性溶液中,所以氧化還原或共吸收常常用于提高NOx的凈化效率。
吸附方法:將球用作浸漬碳酸鈉的吸附劑作為催化劑,用于吸附煙氣中的NOx。盡管凈化效率高,但吸附容量小,吸附劑量大。
催化還原法:利用催化劑或高溫條件改善和加速煙氣中NOx和還原劑的還原反應,減少氮和水的污染,實現NOx的凈化。催化還原是主流,因為其脫硝效率高,投資和運行成本相對較低。
根據是否使用催化劑,將催化還原方法分為選擇脫硝催化劑(SCR)和選擇性非催化還原(SNCR)。
SCR還原法的原理是,在催化劑的作用下,還原劑(NH3,尿素)與煙氣中的NOX選擇性地反應生成N2和H2O,而不是被O2氧化,因此被稱為“選擇性“,主要方程如下:
4NH 3 + 4NO + O 2 = 4N 2 + 6H 2 O.
4NH3 + 2NO2 + O2 = 3N2 + 6H2O
SNCR還原法不同于SCR還原法。在不使用催化劑的條件下,還原劑(NH3,尿素)在高溫下直接與煙氣中的NOx發生氧化還原反應。其特點是不使用催化劑;反硝化還原反應所需的溫度較高,以還原劑為例,反應溫度窗口為870~1100;投資省和尿素可直接使用;反硝化效率低(30~50%),運行可靠性和穩定性不好。
綜合比較,由于還原反應的低溫要求,可將SCR方法安裝在鍋爐尾部。對爐內影響小,反硝化效率高,用于電站鍋爐脫硝效率可達85%以上,氨逃逸率低。因此,SCR法已經在工業上得到了廣泛的應用,也是目前用于固定源NOx處理的最佳脫硝工藝。
2發電廠SCR法脫氮工藝研究
SCR反硝化技術在電廠采用SCR脫硝技術。使用液氨作為還原劑反硝化系統包括煙氣系統,SCR反應器,催化劑,氨氣噴射系統,氨制備和供應系統,吹灰系統,控制系統和儀器及電氣系統。國內首次使用600MW機組,工藝流程如圖1所示。
SCR脫硝工藝過程是液氨罐(約1.6MPa G)中的液氨(約1.6MPa G)通過壓力調節閥降壓至0.2-0.6MPa G,進入氨蒸發器蒸發器。在氨緩沖罐之后,壓力和流速和稀釋空氣在混合器中均勻混合。最后,將噴霧氨格柵注入煙道和SCR反應器中。進行脫氮反應。
進入0.2-0.6MPa G氨蒸發器的液氨蒸發管蒸發至40,加熱源為蒸發器蒸汽管(350,1.29MPa G輔助蒸汽),蒸發器外殼為裝滿約140kg的純甲醇,確保在液氨蒸發過程中冷凝物不會用于冷凍氨蒸發器。甲醇的正常操作壓力為0.1MPa G,避免了甲醇的快速加熱。給定0.8MPa G聯鎖報警時,蒸汽進口控制閥此時關閉。閥門與氨氣出口溫度互鎖,并且調節輔助蒸汽入口以確保氨氣的出口溫度為約40度。從氨系統排出的氨被排出到氨稀釋罐中并被排出。。。
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