电厂SCR脱硝系统上的催化剂.docx

电厂SCR脱硝系统上的催化剂一、背景我国目前氮氧化物的排放来自汽车、锅炉燃烧、工业生产等多方面。其中2010年的统计数据表明，火电厂已成为NOX排放的最大污染源，约占排放总量的39.6%。不同的燃料对NOX排放量的贡献不同，在各种燃料中，燃煤是NOX产生的最大来源，占各种燃料对NOX排放总量的66.9%.?《国家环境保护“十一五”科技发展规划》中，电力行业脱硝被列入新型工业化过程中重点解决的环境科技问题，氮氧化物（NOX）的控制技术和对策则被列入区域大气污染物控制重点解决的环境科技问题。?催化剂的生产属于环保产业，在对环保产业的发展上，国家给予了积极鼓励的扶持政策。在《国家环境保护“十一五”科技发展规划》中，“鼓励企业自主开展和国际科技合作的科技发展计划项目”,《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》中指示“积极发展环保产业”，“重点发展具有自主知识产权的重要环保技术装备和基础装备，在立足自主研发的基础上，通过引进消化吸收，努力掌握环保核心技术和关键技术”。“推动环境科技进步”，“组织对污水深度处理、燃煤电厂脱硫脱硝、洁净煤、汽车尾气净化等重点难点技术的攻关，加强高新技术在环保领域的应用”。这些政策给环保产业创造了宽松的发展环境并指明了环保产业的发展方向，同时对如何建立催化剂生产线具有一定的指导作用。?对催化剂的需求源自氮氧化物的控制需求。我国火电厂氮氧化物的排放控制刚刚处于起步阶段，随着国家标准的逐渐变严，越来越多的火电厂将面临着必须脱硝的严峻任务。?氮氧化物对人体健康和环境都有很大的危害。对人体的直接危害最大的是NO2，它能破坏呼吸系统，引起支气管炎和肺气肿。对环境的危害主要是能够形成“光化学烟雾”，从而对生态系统造成损害并对人体健康造成间接损害，此外氮氧化物也是造成酸雨污染的主要物质之一，因此必须对氮氧化物的排放进行控制。氮氧化物（NOx）是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格，而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源，其减排更是受到格外的重视。目前全世界降低电厂锅炉NOX排放行之有效的主要方法大致可分为以下四种：?（1）低氮燃烧技术，即在燃烧过程中控制氮氧化物的生成，主要适用于大型燃煤锅炉等；低NOX燃烧技术只能降低?NOX?排放值?的30～50%，要进一步降低NOX?的排放,?必须采用烟气脱硝技术。?（2）选择性催化还原技术（Selective?Catalytic?Reduction?，SCR），主要用于大型燃煤锅炉，是目前我国烟气脱硝技术中应用最多的；?（3）选择性非催化还原技术（SNCR，Selective?Non-Catalytic?Reduction），主要用于垃圾焚烧厂等中、小型锅炉，技术成熟，但其效率低于SCR法；投资小，建设周期短。?（4）选择性催化还原技术（SCR）+选择性非催化还原技术（SNCR），主要用于大型燃煤锅炉低NOx排放和场地受限情况，也比较适合于旧锅炉改造项目二、SCR简介1、SCR工作原理选择性催化剂还原法（Selective?Catalytic?Reduction）简称SCR，指在一定的温度和催化剂的作用下，以液氨或尿素作为还原剂，有选择性地与烟气中的氮氧化物反应并生成无毒无污染的氮气和水。该技术可使用液氨或尿素为脱硝还原剂。?SCR脱硝工艺采用催化剂使氮氧化物发生还原反应，反应温度较低（300～450℃）。其方法是，将还原剂喷入装有催化剂的反应器内，烟气通过催化剂与之产生化学反应进行脱硝。此工艺的脱硝效率可达90%以上，是国内外电厂应用最多，技术最成熟的一种烟气脱硝技术2、SCR系统组成SCR脱硝系统主要由烟气系统、脱硝反应器、还原剂制备系统、电气控制系统等几部分组成。3、SCR工艺流程①、燃煤锅炉烟气脱硝：锅炉—省煤器—脱硝反应器—空预器—除尘脱硫装置—引风机—烟囱②、工业窑炉烟气脱硝：窑炉—余热锅炉前段—脱硝反应器—余热锅炉后段—除尘脱硫装置—引风机—烟囱?脱硝反应器通常设置在锅炉省煤器和空气预热器之间。脱硝反应器入口与锅炉省煤器出口通过烟道连接，出口与空气预热器通过烟道连接，烟气由上至下垂直通过脱硝反应器催化剂层。4、SCR反应过程①主反应?NO+NO2+2NH3--2N2+3H2O?4NO+4NH3+O2—4N2+6H2O?2NO2+4NH3+O2—3N2+6H2O?②副反应?2SO2+O2—2SO35??、SCR的技术特点：?SCR技术具有脱硝率高、氨逃逸低等显著特点，因此目前锅炉烟气脱硝措施中，由于SCR是最为成熟的商业性NOx控制处理技术，国内更多是采用SCR脱硝技术。但该技术也有着明显的缺点，就