天地环保SCR运行培训教程.doc

山西神头电厂2×600MW超临界机组 脱硝装置培训教程 浙江天地环保工程有限公司  前 言 目前，火电厂脱氮已经成为我国暨脱硫改造基本完成之后下一阶段的重要环保任务，随着环保要求进一步严格，国内大型火力发电厂在未来的几年里，都将安装脱硝系统。为更好的实现脱硝系统标准化管理，保证脱硝装置安全正常投运，使公司设计安装的脱硝装置运行维护过程规范化、标准化，特编制本教程。 本培训教材对脱硝系统的基本反应原理、系统流程以及相关设备做了简要介绍。教材根据我公司设计的脱硝系统特点，详细叙述了SCR控制管理、系统启停的步骤及要求，对相关的控制要点作了说明，通过学习教程有利于运行维护人员对SCR设备、系统功能和工艺流程有全面的掌握和理解。培训教材还根据以往脱硝装置安装调试的经验，附录了我公司已投产脱硝装置的相关流程画面、图片实例和数据，以便大家更直观的了解SCR系统。 本培训教材在编写过程中得到了公司设计部、项目管理部等各部门的技术支持和大力配合。其中，教材中涉及的电厂脱硝系统介绍部分以我公司投产的SCR系统为例介绍，神头脱硝工程师时候，控制模式以及相关设备和系统的保护定值上可能和在建脱硝系统有细微不同。  第一章 烟气脱硝技术综述 1.1 脱硝技术的发展 如何保护环境已经成为21世纪人类可持续发展的重要课题，氮氧化物(以下简称NOx)对人体的致毒作用、对植物的损害以及在酸雨和光化学烟雾的形成、对臭氧层的破坏作用已经得到科学证明。我国电力能源结构中70%以上都是靠火电厂供应，而火电厂燃烧煤炭产生了大量的NOx,如果不加强控制，NOx对我国大气环境的污染将日益加剧，并影响我国的经济发展和人们的自身健康。 控制NOx污染应该从如何降低燃烧过程中NOx的生成量和从烟气中去除NOx两方面入手，经过几十年来，各国科学家的开发研究，该项技术已经取得了很大进展。世界上各主要工业发达国家用来控制电站锅炉NOx排放的技术可以分为三大类：使用低NOx燃烧技术、低NOx燃烧器、烟气脱硝。在各类燃料中，固体燃料的含氮量最高(0.5－2.5％)，原油次之(1％左右)，气体燃料最低(天然气中几乎不含氮)。低NOx燃烧控制主要是抑制和减少锅炉燃烧过程中的NOx的产生，有以下几种形式：低氧燃烧、排气循环燃烧、注入水蒸气或水、二级燃烧、浓淡燃烧、分段燃烧、降低空气比等。其中效果最好的是二级燃烧和浓淡燃烧。燃烧控制能减少20%～50%的NOx生成，技术简单，不占地，费用较低。但是进一步提高NOx的脱除率很难，不能满足环保标准的提高，而且低NOx燃烧通常伴随的是燃烧效率降低，不完全燃烧损失增加，煤耗增加。同时会使飞灰特性发生变化，影响灰渣的凝硬性及烧失量，给电厂灰渣的综合利用带来影响。要进一步降低烟气中NOx的浓度，当前脱氮最有效、技术最成熟的方法就是燃烧后控制，即烟气脱氮。 选择性催化还原(SCR)技术是目前应用最多而且最有成效的烟气脱硝技术。技术是在催化剂作用下，以NH3作为还原剂，将NOx还原成N2和H2O。NH3不和烟气中的残余的O2反应，而如果采用H2、CO、CH4等还原剂，它们在还原NOx的同时会与O2作用，因此称这种方法为“选择性”。300° - 1,050°F(约149-566oC)，氨气扩散到催化剂的微孔结构中，并被活性区域所吸收。NOx于是便与被吸收的NH3反应从而完成脱硝反应。影响反应的主要因素为活性区域(比表面积，孔隙量和活性区域的组成浓度)， 烟气温度和反应物浓度。一个平衡好的过程将会适当维持一定量的剩余出口NOx 浓度和氨浓度。催化剂是均质的，也就是说整个催化剂单元都是由一种催化材料组成的。通常情况下，催化剂单元被安装到钢模块中，然后这些模块被安装到SCR反应器中并与烟气接触反应。化学反应示意图如图1，主要反应方程式为： 4NH3+4NO+O2─4N2+6H2O (1) NO+NO2+2NH3─——2N2+3H2O (2) 图1　催化反应示意图 选择适当的催化剂上述反应可以在300℃400℃的温度范围内有效进行。脱硝率可达到80%～90%。目前，世界各国采用的SCR系统有数百套之多，技术成熟、运行可靠、NOx脱除率高。4NH3+5O2─——2N2+6H2O (1) 4NH3+2O2─——2N2+6H2O (2) 在较低温度时，选择性催化还原占主要地位，而且随着温度升高有利于NOx的还原。但随着温度进一步提高，氧化反应会变得比重更大，结果会使NOx的脱除率降低。 同时，未反应的氨会与燃烧产生的2SO3反应,产生的硫酸铵和硫酸氢氨会在温度低于230度以下时黏附凝结，沉积在下游的空预器、烟道、风机上，造成局部设备的堵塞或腐蚀。因此应合理控制反应温度，减少氨的逃逸，提高脱硝效率。