德国ERC公司烟气脱硝技术.doc

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在烟气净化系统领域中,ERC公司是烟气脱硝方面的专家。他们采用了选择性非催化还原法(SNCR)降低NOx,。ERC公司力求提供技术可靠、成本低廉、脱硝率高的解决方案。
选用工艺流程时,必须考虑NOx的脱除程度、允许二次排放的最大浓度、燃烧炉的结构和燃料特性等诸多因素。
美国于70年代研制出SNCR脱硝工艺。ERC对此工艺进行了改进,并应用在燃烧系统,可以很好地达到NOx排放限度,开发的特殊添加剂和还原剂可以有效防止硫酸氢氨盐所引起的腐蚀问题。
对于各种脱氮工艺,ERC公司都有专门的脱硝添加剂。
火电厂采用脱硝系统必要性
节能减排已成为国家中心任务之一。
节能减排是国际社会的普遍共识。
国家已实行《火电厂大气污染物排放标准》。
无论从技术、资金、经验上来看普及火电厂脱硝系统有了坚定的基础。
火电厂实现达标排放的策略问题
必须完全满足当前国家环保标准。
国家环保标准正在不断完善中,新建项目要考虑到现实条件和长期发展。
尽可能减少成本投入、降低工程造价和运行成本。
德国ERC脱硝系统SNCR的技术优势。
德国ERC公司是欧洲最大的脱硝设备制造和工程公司之一。
德国ERC公司有丰富的工程经验和大量的工程业绩。
德国ERC公司脱硝系统SNCR脱硝率最高可达80%。
德国ERC公司SNCR系统可以直接加入城市自来水进行稀释,降低了运行成本。
具有最好的添加剂,能使硬水软化,提高脱硝率。
开发的特殊添加剂和还原剂可以有效防止硫酸氢氨盐所引起的腐蚀问题。
SNCR脱硝技术
SNCR脱硝技术是将NH3、尿素等还原剂喷入锅炉炉内与NOx进行选择性反应,不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850~1100℃的区域,迅速热分解成NH3,与烟气中的NOx反应生成N2和水,该技术以炉膛为反应器。
SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%~80%,受锅炉结构尺寸影响很大。采用SNCR技术,目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂。
1、SNCR技术原理
在850~1100℃范围内,NH3或尿素还原NOx的主要反应为:
NH3为还原剂
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
尿素为还原剂
NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O?
2、SNCR系统组成
SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成:
接收和储存还原剂;在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;
还原剂的计量输出、与水混合稀释;还原剂与烟气混合进行脱硝反应。
3、SNCR技术特点
技术成熟可靠,还原剂有效利用率高
系统运行稳定
设备模块化,占地小,无副产品,无二次污染
ERC烟气脱硝系统构成
ERC脱硝系统基本流程和添加剂效果
基于纯氨、氨水和尿素的溶液(比如satamin和carbamin二次添加剂)目前在很大程度上比较流行。
通过选择性非催化还原法,氨基在800
℃-1050℃时NO生成氮气和水蒸气:
NH2+NO<=>H2O+N2
当使用含氨化合物的水溶液时,化合物分解就会释放出氨气。换言之,只有在雾化流体蒸发后氨气才可以从含氨化合物中挥发出来。
自由基之间的反应选择性并不是很强。因此充足的脱除添加剂还是必要的。图1显示了烟气温度950℃时化学配比因子NSR与NOx脱除量的关系。
图1化学配比因子NSR与NOx脱除量的关系
流程设计和装置描述
·燃料添加剂贮存加料装置
Satamin添加剂是一种专利产品。根据锅炉大小和每年的燃料消耗量,Satamin添加剂一般以每桶200,500和1000公升桶装形式供给。
对于大型装置,一般设置一个较大的储罐和加料控制器,如图3
图3大型储罐和加料控制器
Satamin和Carbamin是低氨水溶液。因而,在贮料箱的充料过程中,或万一贮料箱遭到破坏,在储存位置附近将不会有有毒气体逸出。储罐中放置一个夹层箱或贮存箱足够使用。如果设备放在室外,贮料箱要考虑伴热或保温,放液区要作防水处理。在充料过程中必须关闭雨水排水阀。罐车利用压缩气来卸液。当往NOx脱除车间输送脱除添加剂时,需要使用磁耦合泵和潜液泵。
·混合和分配系统
还原剂用水稀释。可以使用自来水或井水来稀释Satamin和Carbamin还原剂。
下图箱体上安装有用来测量调节流量和监控压力的设备。
如果燃料中没有加入防止高低温腐蚀的添加剂,可以通过混合和分配系统加入。
·注入系统
稀释后还原剂的加料系统依赖于燃烧室的几何尺寸。带有单相喷嘴的水冷喷枪在锅炉的应用中非常成功。双相喷嘴使用压缩空气的喷枪适合于层燃锅炉。
·二次排放
燃烧富硫燃料(>%的S),温度小于350℃时,烟气中高的NH3浓度能够形成硫酸氨。和硫酸氢氨不一样,硫酸氨是一种无污染的副产物。在温度小于160℃时,硫酸氢氨的形成与烟气中SO3量和NH3量有关。硫酸氢氨容易导致换热器表面结垢腐蚀。但是,通过使用配制合理的脱除添加剂(Satamin和Carbamin产品),就可以避免硫酸氢氨的形成。
改进后的SNCR装置氨排放允许值依赖于锅炉大小,为5—30mg/m3。
NOx脱除装置的设计是根据使用添加剂satamin和carbamin,该系统不影响锅炉效率。反应热量与稀释水蒸发热量相当。
ERC图片
相关技术——SCR(选择性催化还原)脱硝技术
SCR(选择性催化还原)脱硝技术是指在催化剂的存在下,还原剂(无水氨、氨水或尿素)与烟气中的NOx反应生成无害的氮和水,从而去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应,而不与烟气中的氧气发生反应。
SCR脱硝技术与其它技术相比,脱硝效率高,技术成熟,是工程上应用最多的烟气脱硝技术。SCR系统的脱硝效率约为80~90%。