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LSNCR脱硝系统

目前, SNCR和SCR是近期应用最为广泛的两种烟气脱硝技术,SNCR脱硝技术是在炉膛或烟道合适温度区域喷入氨基还原剂或尿素,无需催化剂,利用还原剂释放出氨气(NH3)选择性地将烟气中的氮氧化物(NOx)还原为无害的氮气(N2)和水(H2O)。

但是SNCR 工艺中存在如下不足:含量只有10-20%氨或尿素水溶液喷入锅炉炉内反应区内会造成高温反应区温度骤然大幅降温,并且反应区内各区域的温度往往不一致,从而导致脱硝效率较低,目前采用这种脱硝工艺其脱硝效率一般仅为30%-50%,而且系统在850℃时的脱硝效果几近为零,还会影响锅炉的燃烧效率。但由于SNCR技术脱硝率中等,不需要催化剂,运行费用较低,建设周期短,适合中小型锅炉的烟气脱硝,目前在循环流化床锅炉上使用较多。

而SCR 由于其反应温度较低、脱硝效率高等优点,成为控制烟气中NOx的首选方法。SCR 技术中催化剂是核心,催化剂的性能直接影响NOx的脱除效果,其成本约占SCR系统总成本的20%~40%,运行成本占40-50%。SCR脱硝效率较高,但其工艺复杂,尤其低温SCR催化剂价格昂贵,使用寿命短,运行和维护成本较高。

对于PNCR高分子脱硝工艺,脱硝剂是以高分子材料作为载体,把氨基成分聚合附载在高分子材料上,形成粉体状材质。本粉末材料利用气力输送装置直接喷入炉膛中,喷射的温度窗口可在700℃~1000℃之间,高温下氨基与高分子连接的化学键断裂,释放出大量的含氨基官能团,氨基与烟气中NOx发生反应,进而达到脱除NOx目的。

因为高分子脱硝剂是干燥粉末状,采用气力输送,运输虽然比较方便,但是不容易贮存,容易吸潮板结,贮料仓需人工上料,工作车间粉尘较多。输送管道经常堵塞,计量不准确、运行费用高,运行中需要人工操作的因素太多,难以实现自动化。针对以上SCR、SNCR及PNCR技术的缺点,我们研制开发出LSNCR新技术。

LSNCR脱硝工艺是我国目前锅炉烟气脱硝的最新技术,从根本上解决了SNCR脱硝效率低、反应温度高、浪费水严重、耗能大及存在氨逃逸的问题。与PNCR高分子脱硝工艺相比,LSNCR脱硝工艺的脱硝效率高、运行费用低、不存在堵塞,且自动化程度高。该工艺使用的高效复合氨脱硝剂是由多种还原剂、活化剂、强化剂、助化剂以及稀土原料组成的混合液,把这些混合液直接喷入炉腔温度700℃-1100℃的区域,使之迅速分解成NH3、H2、CH4、CO、CH2,与烟气中的NO进行反应生成N2和H2O。

化学方程式:

2NO+2H2→N2+2H2O

4NO+CH4→2N2+CO2+2H2O

NO+NH2→N2+ H2O

2NO+2CO→N2+2CO2

4NH3+4NO+O2→4N2+ H2O

该工艺不用催化剂,反应温度低、脱硫效率高、耗水量少、能实现无人值守的全自动运行。是一种运行成本较低的烟气脱硝工艺,适用于各种吨位、各种炉型的燃煤锅炉及工业窑炉的烟气脱硝。

LSNCR与PNC、SCR、SNCR技术对比

内容

SCR

SNCR

PNCR

LSNCR

还原剂

NH3或尿素

尿素或NH3

高分子脱硝剂

复合氨

反应温度

320-400℃

850-1250℃

700-1000℃

700-1100℃

催化剂

成分主要为TiO2、V2O5、WO3

不使用催化剂

不使用催化剂

不使用催化剂

脱硝效率

70-90%

30-50%

50-80%

60-85%

反应剂喷射位置

多选择于省煤器与SCR反应器间烟道

通常炉腔内喷射

通常炉腔内喷射

适合温度窗口

位置较多

SO2氧化

会导致SO2氧化

不导致SO2氧化

不导致SO2氧化

不导致SO2氧化

NH3逃逸

<3ppm

5-10ppm

5-103ppm

<5ppm

对空气预热器影响

催化剂中的V、Mn、Fe等多种金属会对SO2的氧化起催化作用,SO2氧化效率较高,而NH3与SO3易形成H4HSO4造成堵塞或腐蚀

不会因催化剂导致SO2的氧化

不会因催化剂导致SO2的氧化,造成堵塞或腐蚀

不会因催化剂导致SO2的氧化,造成堵塞或腐蚀

系统压力损失

催化剂会造成较大的压力损失

没有压力损失

没有压力损失

没有压力损失

燃料的影响

高灰分会磨耗催化剂,碱金属氧化物会使催化剂钝化

无影响

无影响

无影响

锅炉的影响

受省煤器及出口烟气温度的影响

受炉腔内烟气流速、温度分布及NOX分布的影响

受烟气流速、温度分布的影响较小,冲刷水冷壁

受烟气流速、温度分布的影响较小

占地空间

大(需增加大型催化剂反应器或尿素系统)

小(无需增加大型催化剂反应器或尿素系统)

中,需要仓库贮存粉料

小,需要复合氨储存输送系统

安全性

液氨法有安全隐患

氨水有隐患

PNCR法脱硝剂为固体粉末状,运输方便,容易板结。

储存安全方便。

环保型

中和氨气会产生废氨水

氨水气味

粉尘较多

无粉尘无味

现有基础上改造

附加转向叶片、混合器和导流板,氨喷射格栅,液氨处理系统吹灰器

喷射器安装口MNL支撑和滑道,温度监视

SNCR法安装周期常规30天;PNCR法安装周期20天;SCR周期最长

撬块组合安装周期15天

风机要求

平衡通风或者强制通风锅炉需要更大的FD/ID风机

罗茨风机

罗茨风机

技术难点

广泛应用,比较成熟

喷入温度限定900℃左右,大型电厂锅炉应用较少

气力输送容易堵塞,调节困难

复合氨需要保温

工程造价

造价最高

较高

较低

较高

运行费用

最高

较低

较高

从上表可以看出LSNCR脱硝技术具有PNCR、SCR和SNCR三者的优点,既具有SCR技术高的脱硝率又具有SNCR、PNCR技术建设投资费用低、运行费用低的优势,从而克服了三者的缺点,具有广阔的应用发展前景。

LSNCR技术特点

1、高效复合LSNCR脱硝工艺流程先进、全套设备采用撬块式结构、设备紧凑占地面积小,安装周期短;运行操作简单、能保证长期稳定运行。

2、脱硝液喷射风压具有自动调节功能(可在任何工况下保证风压的稳定,罗茨风机采用变频控制,由DCS实现风压自动调节,能保证每支喷枪的风压稳定。)

3、DCS对脱硝液输送泵进行药量控制,可实现脱硝液量的自动比例投加,调节范围从10~70%的全范围实现比例投加(这对脱硝过程的稳定运行和降低脱硝运行成本作用明显。)

4、炉膛温度自动监测和DCS系统调控。(在锅炉炉膛内部按照喷枪的分布,设置测温点,测温热电偶为本系统专制产品,嵌在喷枪前端,随喷枪一同插入炉膛内,当炉膛温度达不到所要求的温度时,DCS会自动切断该路喷枪工作,并发出报警提示,并且能根据CEMS的测量数据反馈值,DCS自动决定喷枪投运的只数)。

5、根据CEMS在线所检测NOX值实现DCS多回路协调调节。(CEMS将NOX和O2参数送给DCS,DCS根据这二个参数变化规律和大小,自动进行鼓风风量、脱硝液投加量、炉膛温度等参量的调节,对于过限值能给予报警提示。)

6、可以提供一套在DCS内完成的本脱硝工艺专有的运行监控软件,具有脱硝液自动配比,逻辑开车与停车,运行监控,仿真调节,关键参数的实时曲线、历史曲线、报警提示、故障自诊断等智能化功能。

LSNCR脱硝技术脱硝工艺流程

LSNCR工艺流程图如下: 

图片12.png 

图1、LSNCR工艺流程图

本脱硝工艺设备主要包括:药液调配罐、罗茨风机、计量泵、气液混合器、气液分配器、专用喷枪、电动给料器、主控装置和在线NOX监测装置。以上的药液调配罐、罗茨风机、计量泵、主控装置等全部集中安装在一个撬块上,全封闭结构。而气液混合器、气液分配器、专用喷枪、电动给料器等安装在外部管道和锅炉炉墙上。关键部件气液混合器将脱硝剂从主管路分配给支管路,最后分配给多支喷枪,喷枪分布在炉膛的前墙和侧墙设计位置,根据锅炉的炉膛结构、吨位不同,喷枪的分布可为一至三层。

每条输送气、液的支路流量可通过DCS控制,保证输送的复合氨能均匀喷射到炉膛中。NOX在线监测装置主要进行实时监测氮氧化物的变化,将该信号传输给主控装置。由主控装置自动调节复合氨计量泵(电子给料器)和风机的转速,由此最大程度的节省脱硝运行成本; 本装置还可以根据炉膛内反应温度控制喷枪在区间内的使用数量,具有明显的优化脱硝运行工况作用。


主要业绩

核心产品

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