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電力行業(yè)處理_環(huán)保污染處理_電力脫硝處理_力皇供

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電力行業(yè)處理_環(huán)保污染處理_電力脫硝處理_力皇供 1、電力行業(yè) 1.1行業(yè)背景近年來，工業(yè)化、城市化、市場化的快速發(fā)展對(duì)電力的需求急劇膨脹，極大的刺激了電力行業(yè)投資規(guī)模的擴(kuò)張，在以火電為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)下，決定了電力行業(yè)是高能耗、高污染的行業(yè)。2001年以來，電力行業(yè)一直是重污染性污染行業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國火電發(fā)電設(shè)備容量累計(jì)達(dá)8.4億千瓦，占同期全國總裝機(jī)容量的72%，較往年略有下降；水電和核電發(fā)電設(shè)備容量占同期總裝機(jī)容量的21%，基本與往年同期持平?；痣娫谛略霎a(chǎn)能中開始弱化，在存量產(chǎn)能中的主導(dǎo)地位依然牢固。在火力發(fā)電機(jī)組中，主要可劃分為燃煤型機(jī)組和燃?xì)鈾C(jī)組。燃煤機(jī)組產(chǎn)生的污染屬于典型的煤煙型污染，以煙塵和酸雨的危害，主要污染物有煙塵、硫氧化物(so2、so3)、氮氧化物（nox）、二氧化碳、微量重金屬等；針對(duì)燃?xì)鈾C(jī)組主要且首要污染物為氮氧化物（nox）。煤炭作為我國現(xiàn)行主要能源結(jié)構(gòu)之一，約占總能源60%。六大發(fā)電集團(tuán)的日均耗煤量也持續(xù)走高；電煤消耗攀升導(dǎo)致了火電廠污染排放負(fù)荷加大，為了實(shí)現(xiàn)排污總量控制或者排污消減，環(huán)保政策嚴(yán)格化、排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行低標(biāo)準(zhǔn)；一些地區(qū)正在推行燃?xì)鈾C(jī)組替代燃煤機(jī)組，但是受燃?xì)鈾C(jī)組上網(wǎng)電價(jià)和供熱價(jià)格均高于燃煤機(jī)組加重了發(fā)電企業(yè)和地方的負(fù)擔(dān)；天然氣供需矛盾的日益加劇等因素影響將導(dǎo)致燃?xì)鈾C(jī)組運(yùn)營面臨的風(fēng)險(xiǎn)加大。 1.2環(huán)保政策及排放標(biāo)準(zhǔn) 2011年環(huán)保部頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb13223-2011）,2012年實(shí)施；2014年7月1日起，現(xiàn)有所有的火力發(fā)電鍋爐及機(jī)組均執(zhí)行表1標(biāo)準(zhǔn)；重點(diǎn)地區(qū)執(zhí)行表2標(biāo)準(zhǔn)；詳見下頁表1、表2；根據(jù)目前現(xiàn)有環(huán)保政策及大氣污染現(xiàn)狀，環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，為適應(yīng)未來新的環(huán)保要求，很多地區(qū)和企業(yè)不在是執(zhí)行地區(qū)或者重點(diǎn)地區(qū)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；而是提出了“超低排放”、甚至“超超低排放”；二、脫硝工藝針對(duì)目前應(yīng)用成熟、且運(yùn)行穩(wěn)定的主流脫硝工藝分為： ①sncr-選擇非催化還原技術(shù) ②scr -選擇性催化還原技術(shù) ③sncr+scr聯(lián)合脫硝技術(shù) ④強(qiáng)氧化脫硝各脫硝工藝對(duì)比：項(xiàng)目 scr sncr sncr+scr 強(qiáng)氧化脫硝還原劑 nh3或尿素 nh3或尿素 nh3或尿素臭氧、次氯酸、次氯酸鈉等強(qiáng)氧化劑反應(yīng)溫度 250~420℃ 850~1150℃ 前段：850~1150℃，后段：250~420℃ 120~150℃ 催化劑 tio2，v2o5，wo3 不使用催化劑后段加裝少量tio2，v2o5，wo3 不使用催化劑脫硝效率 70~90% 30~70% 40~80% 30~80% 反應(yīng)劑噴射位置多選擇省煤器與scr反應(yīng)器間的煙道內(nèi) 通常在爐膛內(nèi)噴射綜合sncr和scr 煙道出口 nh3逃逸小于3ppm 5~8ppm 小于5ppm 無 so2/so3氧化會(huì)導(dǎo)致so2/so3氧化不導(dǎo)致so2/so3氧化 so2/so3氧化較scr低會(huì)導(dǎo)致so2/so3氧化對(duì)空氣預(yù)熱器影響催化劑中的v、mn、fe等多種金屬會(huì)對(duì)so2的氧化起催化作用，so2/so3氧化率較高， nh3與so3易形成nh4hso4而造成堵塞或腐蝕不會(huì)因催化劑導(dǎo)致so2/so3的氧化，造成堵塞或腐蝕的概率低于scr和混合sncr-scr so2/so3氧化率較scr低，造成堵塞或腐蝕的概率較scr低因?yàn)樵诳疹A(yù)器后方，故對(duì)空預(yù)器無影響系統(tǒng)壓力損失催化劑會(huì)造成較大的壓力損失沒有壓力損失催化劑用量較scr少，產(chǎn)生的壓力損失相對(duì)較小主要壓力損失來源于煙道部分燃料的影響高灰分會(huì)磨耗催化劑，堿金屬氧化物會(huì)使催化劑鈍化無影響與scr相同無影響鍋爐的影響受省煤器出口煙氣溫度的影響受爐膛內(nèi)煙氣流速、溫度分布及nox分布影響綜合sncr和scr 無影響占地空間大（需增加大型催化劑反應(yīng)器和供氨或尿素系統(tǒng)） ?。ㄥ仩t無需增加催化劑反應(yīng)器）較?。ㄐ柙黾有⌒痛呋瘎┓磻?yīng)器）較小，常與濕法脫硫一起應(yīng)用 1、sncr脫硝工藝技術(shù)簡介 1.1 sncr脫硝原理 sncr技術(shù)，即選擇性非催化還原技術(shù)，它是目前主流的煙氣脫硝技術(shù)之一。在爐膛850~1150℃這一溫度范圍內(nèi)、無催化劑作用下，nh3或尿素等還原劑可選擇性地還原煙氣中的nox，基本上不與煙氣中的o2作用，據(jù)此發(fā)展了sncr煙氣脫硝技術(shù)。在850~1150℃范圍內(nèi)，nh3或氨水還原nox的主要反應(yīng)為： nh3為還原劑 4no + 4nh3 + o2 → 4n2 + 6h2o 4no2 + 2nh3 + o2 → 3n2 + 6h2o 尿素為還原劑 6 co(nh2)2+8 no2+o2→10 n2+6 co2+12 h2o 1.2 sncr脫硝還原劑的選擇用于 sncr脫硝工藝中常使用的還原劑有氨水、液氨和尿素溶液。若還原劑使用液氨，優(yōu)點(diǎn)是脫硝系統(tǒng)儲(chǔ)罐容積可以較小，還原劑價(jià)格；缺點(diǎn)是氨氣有毒、可燃、可爆，儲(chǔ)存的安全防護(hù)要求高，需要經(jīng)相關(guān)消防安全部門審批才能大量儲(chǔ)存、使用；另外，輸送管道也需特別處理；需要配合能量很高的輸送氣才能取得一定的穿透效果，一般應(yīng)用在尺寸較小的鍋爐或焚燒爐，不推薦使用。若還原劑使用氨水，氨水有刺激性氣味，揮發(fā)性和腐蝕性強(qiáng)，有一定的操作安全要求，但儲(chǔ)存、處理比液氨簡單；由于含有大量的稀釋水，儲(chǔ)存、輸送系統(tǒng)比氨系統(tǒng)要復(fù)雜；氨水噴射性能，穿透能力比氣氨好，但其揮發(fā)性比尿素溶液大，應(yīng)用在墻式噴射器的時(shí)候仍然難以深入到大型爐膛的深部，因此一般應(yīng)用在中小型鍋爐上。還原劑采用尿素溶液，尿素溶液不易燃燒，無色無味，運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用比較簡單安全；揮發(fā)性比氨水小，在爐膛中的穿透性好；由于固體尿素溶于水是一個(gè)吸熱反應(yīng)并且在一定溫度下尿素將結(jié)晶析出，故此必須保持溶解罐、儲(chǔ)罐及管道系統(tǒng)內(nèi)尿素溶液在一定溫度范圍內(nèi)以防止尿素的結(jié)晶析出。因此尿素為還原劑的建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用較氨水脫硝大。還原劑優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 選用建議液氨還原劑和蒸發(fā)成本低；體積小。為了防止液氨溢出污染，需要較高的安全管理投資；風(fēng)險(xiǎn)較大。新建電廠，若液氨貯存場地滿足相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范要求，并取得危險(xiǎn)化學(xué)品管理許可，可以使用。氨水采用20%—25%氨水在存儲(chǔ)時(shí)并無特別要求，液體溢出后，擴(kuò)散范圍較液氨??；濃度范圍較易控制。氨水脫硝對(duì)sncr整體制造工藝要求較高，氨水作為化學(xué)劑都要設(shè)計(jì)溢流及緊急泄露處理裝置。一般煤化工企業(yè)使用較多，企業(yè)可以根據(jù)鍋爐工況直接配置還原劑濃度，從而節(jié)省的軟水的消耗。脫硝效率高、反應(yīng)溫度窗口叫尿素低，范圍稍廣尿素溶液沒有溢出危險(xiǎn)。設(shè)備占地面積?。粚?duì)周圍環(huán)境要求較低；還原劑制備相對(duì)于氨水脫硝要復(fù)雜，系統(tǒng)設(shè)備投資大，還原劑成本高。在人口密度高，或特別強(qiáng)調(diào)安全的情況下，推薦使用。 1.3 sncr脫硝技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) （1） sncr 脫硝技術(shù)不使用催化劑，運(yùn)行成本低，有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。（2） sncr 脫硝建設(shè)周期短，基建投資少。（3）由其反應(yīng)機(jī)理，比較適合于現(xiàn)有機(jī)組中小型電廠改造項(xiàng)目。（4）此法的脫硝效率約為40%-70%，尤其適用循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝。（5） sncr 技術(shù)是已投入商業(yè)運(yùn)行的比較成熟的煙氣脫硝技術(shù)。（6）現(xiàn)代更有效的霧化控制模式、更精確的nox 測量技術(shù)可更好地控制脫硝劑的噴入劑量和混合程度，使其可獲得高穩(wěn)定的脫硝效率。 2.scr脫硝工藝 2.1scr系統(tǒng)工藝說明在眾多的脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原法(scr)是脫硝效率，相當(dāng)為成熟的脫硝技術(shù)，目前已成為國內(nèi)外電站脫硝應(yīng)用的主流技術(shù)。 scr技術(shù)是還原劑(nh3、尿素)在催化劑作用下，選擇性地與nox反應(yīng)生成n2和h2o，而不是被o2所氧化，故稱為“選擇性”。主要反應(yīng)如下： no+no2＋2nh3→2n2+3h2o 4no +4nh3＋o2→4n2+6h2o 對(duì)于scr工藝，選擇的還原劑有尿素、氨水和純氨。尿素法是先將尿素固體顆粒在容器中完全溶解，然后將溶液泵送到熱解爐中，在高溫的條件下尿素與水反應(yīng)生成氨氣；氨水法，是將25％的含氨水溶液通過加熱裝置使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽；純氨法是將液氨在蒸發(fā)槽中加熱成氨氣，然后與稀釋風(fēng)機(jī)的空氣混合成氨氣體積含量為5％的混合氣體后送入煙氣系統(tǒng)。 2.2scr工藝影響因素在scr系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，相當(dāng)重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、so3濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù)，催化反應(yīng)只能在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)存在催化的溫度，這是每種催化劑特有的性質(zhì)，因此煙氣溫度直接影響反應(yīng)的進(jìn)程；如本工程選擇的催化劑，可在煙溫300～400℃之間運(yùn)行，低于低限溫度或高于高限溫度運(yùn)行，催化劑就都會(huì)失活。煙氣流速直接影響 nh3與 nox的混合程度，需要設(shè)計(jì)合理的流速以保證 nh3與 nox充分混合使反應(yīng)充分進(jìn)行，流速的選擇應(yīng)避免煙灰在催化劑上的積累，并且要避免對(duì)催化劑的磨損，對(duì)于燃煤機(jī)組高塵布置的情況。反應(yīng)需要氧氣的參與，當(dāng)氧濃度增加催化劑性能提高，直到達(dá)到漸近值。氨逃逸是影響scr系統(tǒng)運(yùn)行的另一個(gè)重要參數(shù)，實(shí)際生產(chǎn)中通常是多于理論量的氨被噴射進(jìn)入系統(tǒng)，反應(yīng)后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸，nox脫除效率隨著氨逃逸量的增加而增加，在某一個(gè)氨逃逸量后達(dá)到一個(gè)漸進(jìn)值；一般要求氨逃逸不大于3ppm。 2.3scr工藝催化劑的選擇 scr 系統(tǒng)中的重要組成部分是催化劑，各種催化劑活性成分均為wo3和v2o5。當(dāng)前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網(wǎng)格為基材負(fù)載上含有活性成份的載體壓制而成；蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成份混合物整體擠壓成型；波紋狀催化劑外形如起伏的波紋，從而形成小孔。催化劑的比表面積是單位體積的催化劑的幾何表面積。蜂窩式催化劑的比表面積比板式催化劑大。由于脫硝反應(yīng)是氣相反應(yīng)，需要大量的反應(yīng)面積。在同樣的煙氣條件下，比表面積大就表示所需要的催化劑體積量少，反應(yīng)器尺寸和相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)也較小。但蜂窩催化劑的單位價(jià)格較高，盡管體積數(shù)較小，總投資仍然較高。蜂窩式催化劑的相鄰蜂窩孔隙的中心距，即節(jié)距。節(jié)距的大小取決于煙氣中的含塵量。高粉塵含量時(shí)選擇大節(jié)距的結(jié)構(gòu)，以減少催化劑被粉塵堵塞的發(fā)生。由于制造工藝的原因，蜂窩式催化劑可以在不改變催化劑外部尺寸的情況下，較容易地改變節(jié)距，適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。但由于蜂窩催化劑與煙氣接觸的邊界較多，因而比板式催化劑更容易堵塞。板式催化劑是以不銹鋼金屬網(wǎng)作為中心支撐體，再在外面覆蓋上催化劑活性成分。蜂窩形催化劑是以催化劑活性成分與承載材料混合壓制而成的。所以板式催化劑的強(qiáng)度比蜂窩式催化劑高。這樣板式催化劑抗煙氣中的灰粒子的沖刷能力較強(qiáng)。對(duì)于蜂窩催化劑，在催化劑入口后區(qū)段內(nèi)，煙氣形成層流，磨損較小，可以忽略。同時(shí)越接近催化劑的壁面，煙氣的速度越低，磨損越輕。所以，可以在催化劑入口部分加以硬化處理以提供更進(jìn)一步的保護(hù)，抗磨能力可大大提高。但這樣處理會(huì)提高相當(dāng)程度的造價(jià)。 3.sncr+scr聯(lián)合脫硝技術(shù) sncr+scr聯(lián)合脫硝技術(shù)，即融合了sncr、scr混合工藝，分二段進(jìn)行；scr工藝段還原劑的來源于前段sncr噴射的氨水/尿素溶液；通過前段sncr爐膛脫硝，減輕后面scr催化劑脫硝反應(yīng)負(fù)荷，同時(shí)利用前段沒有參與反應(yīng)/逃逸的***在催化劑的作用下，完成還原反應(yīng)，降低反應(yīng)氨逃逸，減少單純scr反應(yīng)所需催化劑的使用量。 4.強(qiáng)氧化劑脫硝技術(shù)介紹強(qiáng)氧化劑脫硝是一種低溫氧化技術(shù)，強(qiáng)氧化劑脫氮氧化物系統(tǒng)以高階氮氧化物優(yōu)良的溶解性和酸堿中和反應(yīng)為基礎(chǔ)。典型燃煤鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生的nox主要組成為：約95％no和5％no2。no不容易溶于水，同時(shí)也不和堿性物質(zhì)反應(yīng)，而no2是相對(duì)易溶于水，同時(shí)可以和吸收反應(yīng)中的堿性物產(chǎn)生中和反應(yīng)生成鹽，可以很容易的溶解在水中形成硝酸。強(qiáng)氧化劑脫硝系統(tǒng)采用強(qiáng)氧化劑作為脫硝的反應(yīng)物，把強(qiáng)氧化劑通過噴氧格柵均勻的注入煙氣中，把不溶性的氮氧化物（no）轉(zhuǎn)變成為水溶性氮氧化合物no2或n2o3，或n2o5，n2o5高度可溶性，并迅速與煙氣中的水分發(fā)生反應(yīng)，形成硝酸。no經(jīng)強(qiáng)氧化劑轉(zhuǎn)化后進(jìn)入吸收塔，在吸收塔中no2、n2o5等氮氧化物迅速的與噴淋下來的堿性漿液接觸反應(yīng)，生成硝酸鹽等物質(zhì)，隨著吸收副物硫酸鹽一起進(jìn)入吸收后處理裝置。強(qiáng)氧化劑與nox的反應(yīng)是非常快速的，這使強(qiáng)氧化劑成為在處理nox時(shí)具有較高的選擇性，通過控制反應(yīng)時(shí)間和強(qiáng)氧化劑的數(shù)量很容易控制對(duì)co和sox等化合物的氧化反應(yīng)，在脫硝中強(qiáng)氧化劑利用率高。與no之間的關(guān)鍵反應(yīng)如下： no+o3→no2+o2 （1） no2+o3→no3+o2 （2） no3+no2→n2o5 （3） no+o+m→no2+m （4） no2+o→no3 （5）固定電話：021-59106016-8001 手機(jī)號(hào)碼：13761803018 聯(lián)系QQ：3499925290 公司網(wǎng)址：www.lihuang.com.cn

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