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PSCR脫硝工藝

1、現有國家環保法規政策

根據國家環保部頒布實施的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13271-2014）及“十三五”主要污染物增加氮氧化物（以下簡稱為NOx）總量控制指標的要求，京津冀地區燃煤鍋爐煙氣氮氧化物排放執行超低排放標準，即氮氧化物排放濃度低於50 mg/Nm3（以NO2計）。我公司現有鍋爐要達到超低排放指標，需要進行脫硝技術改造。

2、目前行業主流控制NOx排放的技術方案

有關NOx的控制方法從燃料的生命週期的三個階段入手，分燃燒前、燃燒中和燃燒后。當前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的形容都集中在燃燒中和燃燒后的NOx的控制。所以在國際上把燃燒中NOx的所有控制措施統稱為一次措施，把燃燒后的NOx控制措施統稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術。

1、低NOx燃燒技術

目前普遍採用的燃燒中NOx控制技術即為低NOx燃燒技術，主要有低NOx燃燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒、煙氣再燃等。

2、SCR煙氣脫硝技術

應用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原技術（SCR）、選擇性非催化還原技術（SNCR）以及SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術。

近幾年來選擇性催化還原煙氣脫硝技術(SCR)發展較快，在歐洲和日本得到了廣氾的應用,目前氨催化還原煙氣脫硝技術是應用最多的技術。

3、SNCR煙氣脫硝技術

選擇性非催化還原技術不受催化劑壽命的影響，該技術是用NH3、尿素等還原劑噴入爐內與NOX進行選擇性反應，不用催化劑，因此必須在高溫區加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～1100℃的區域，該還原劑（如尿素）迅速熱分解成NH3並與煙氣中的NOX進行SNCR反應生成N2，該方法是以爐膛為反應器。

SNCR煙氣脫硝技術的脫硝效率一般為25%-50%，受鍋爐結構尺寸影響很大，多用作低NOX燃燒技術的補充處理手段。

4、SCR/SNCR混合煙氣脫硝技術

SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術是把SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術同SCR工藝利用逃逸氨進行催化反應的技術結合起來，進一步脫除NOx。它是把SNCR工藝的低費用特點同SCR工藝的高效率及低的氨逃逸率進行有效結合。

理論上，SNCR工藝在脫除部分NOx的同時也為後面的催化法脫硝提供所需要的氨。SNCR體系可向SCR催化劑提供充足的氨，但是控制好氨的分布以適應NOx的分布的改變卻是非常困難的。為了克服這一難點，混合工藝需要在SCR反應器中安裝一個輔助氨噴射系統。通過試驗和調節輔助氨噴射可以改善氨氣在反應器中的分布效果。資料介紹SNCR/SCR混合工藝的運行特性參數可以達到40%-80%的脫硝效率，氨的逃逸小於5～l0ppm。

產品特點：

我們廠針對脫硫脫硝達標困難的企業，研發出固態高分子脫硝劑，非催化型。有佔地小的優點，無色無味，無腐蝕的危險，便於運輸安裝，不會逃逸。已經在多家大型企業試驗成功，証明指標穩定，直線達標，簡單方便。

 

產品介紹：

固態高分子脫硝工藝（PSCR脫硝工藝）是曆經多年研發推出的，顛覆傳統脫硝工藝的又一力作。該工藝使用計算流體力學（CFD）和化學動力學模型（CKM）進行工程設計，將先進的虛擬現實設計技術與特定燃燒裝置的尺寸、燃料類型和特性、分解爐負荷範圍、燃燒方式、爐膛過剩空氣、初始或基線NOX濃度、爐膛煙氣溫度分布、爐膛煙氣流速分布等相結合進行工程設計。使用於水泥廠、電廠、以及大部分窯爐，使其NOX排放滿足要求。

單元制脫硝系統由提升機將脫硝劑輸送至儲料倉，通過旋轉供料器給出脫硝劑至加速室，進行氣料混合，由羅茨風機供出高速氣體，將物料通過管道輸送到切入點，由噴管將脫硝劑噴到鍋爐煙氣道，旋風筒入口處，完成整個脫硝過程。

    PSCR脫硝工藝的關鍵是高分子煙氣脫硝材料，該類脫硝劑含有活性的酰胺基團，當在爐膛上選擇合適的進料位置，噴入脫硝還原劑干粉，使脫硝劑與煙氣充分混合后，在750~1250℃範圍的高溫下，脫硝劑分解出的活性酰胺基團與NOx 反應，轉化為H2O、N2、CO2 及其它無毒氣體而達到脫硝目的。

    PSCR工藝技術成熟、先進、經濟合理，較SNCR、SCR方法有顯著優勢，項目總體建設投資少，還原劑、水和能源消耗少，運行費用低，佔地面積小。

PSCR反應只有在一定的溫度下才能進行（750℃＜T＜1250℃）。

    PSCR脫硝率還受到氧氮比、初始濃度、停留時間、氧濃度等因素影響,相差較大。

    本公司在中試規模的試驗裝置CRF ( combustion research facility)上進行了 PSCR脫硝試驗,試驗條件模擬實際工況下的煙氣參數、溫度和停留時間,實驗得出隨着氨氮比的增加,NO的還原率逐漸提高,在NOx脫除過程適合的噴入點溫度為900℃。

任何反應都需要在一定的時間內才能完成,足夠的停留時間是保証反應轉化率的重要條件,PSCR反應所需的時間受溫度和混合條件的制約,變化較大。

 

技術比較：

1、PSCR技術沒有預熱器堵塞和腐蝕現象發生

一般鍋爐SCR加裝后,未耗盡的脫硝反應劑氨和煙氣中SO3反應，生成硫酸氫氨和硫酸氨。在煙氣溫度140℃至230℃之間，硫酸氨易分解為硫酸氫氨，硫酸氫氨是一種粘附性很強和較強腐蝕性的物質，在140℃至230℃之間的溫區位於空預器常規設計的冷端層上方和中間層下方，由於硫酸氫氨在此溫區為液態向固態轉變階段，具有極強的吸附性，造成大量灰分沉降在金屬表面和卡在層間，引起堵塞。

據國外的經驗，在殘留NH3濃度3－5ppm時，3－6個月能使預熱器阻力上升一倍，迫使鍋爐停機清理預熱器堵灰。

同時硫酸氫氨或硫酸氨本身對金屬有較強的腐蝕性，由於傳統吹灰器不能有效清理中間層，SCR催化物（V2O5）也將SO2轉化為SO3，硫酸露點溫度有所提高，預熱器低溫腐蝕加劇。

而PSCR技術沒有氨洩漏和氨逃逸現象，所以沒有採用SNCR和SCR技術時的預熱器堵塞和腐蝕現象發生。

2、PSCR技術沒有壓降

SCR催化劑對鍋爐煙氣側阻力的增加，需要對引風機進行改造。鍋爐加裝煙氣SCR脫硝裝置會使鍋爐煙氣系統的阻力增加，脫硝裝置的阻力包括三部分：煙道的沿程阻力、彎道或變截面處的局部阻力、反應器本體 (主要為催化劑)產生的阻力。

3、PSCR技術對鍋爐效率沒有影響，而SCR技術下鍋爐效率有所降低。

4、PSCR技術對電除塵尤其是電袋復合式電除塵無影響。

5、SCR技術造成排煙溫度降低，影響鈣法脫硫或者氨法脫硫運行,而PSCR技術沒有這方面的問題。

6、廢棄SCR催化劑表面富集的主要重金屬污染物，主要含有鉛、鉻、鈹、鉈、砷和汞等重金屬，處理工藝複雜成本高，二次污染非常嚴重。

 

PSCR脫硝工藝總結：

1、避免了空預器、過熱器、省煤器積灰，不影響鍋爐出力，不降低熱效率；

2、PSCR法工藝流程簡單、模塊式、安裝簡單、安裝週期 短（一般15天可投運）；

3、脫硝劑為固態粉末狀，運輸、儲存安全、方便 ；

4、設備數量少，運行維護方便；

5、運行成本：PSCR法脫硝劑綜合成本比SNCR、SCR法分別降低10%—15%；

6、PSCR法比SNCR法年耗電約少55萬度；

7、PSCR法比SNCR法年耗水少1500噸；

8、控制系統接入DCS系統可實現無人值守；

9、避免了噴嘴處水冷壁腐蝕嚴重問題；

10、消除了灰斗積灰渣嚴重問題；

11、不影響布袋除塵器除塵效果，不會降低布袋使用壽命脫硝率高一般90%以上，且不隨運行時間加長降低；排放濃度隨機調整， 輕鬆降至50 mg/m3以下；

12、佔地面積很小十幾個平方即可。