PSCR脱硝工艺

1、现有国家环保法规政策

根据国家环保部颁布实施的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13271-2014）及“十三五”主要污染物增加氮氧化物（以下简称为NOx）总量控制指标的要求，京津冀地区燃煤锅炉烟气氮氧化物排放执行超低排放标准，即氮氧化物排放浓度低于50 mg/Nm3（以NO2计）。我公司现有锅炉要达到超低排放指标，需要进行脱硝技术改造。

2、目前行业主流控制NOx排放的技术方案

有关NOx的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段入手，分燃烧前、燃烧中和燃烧后。当前，燃烧前脱硝的研究很少，几乎所有的形容都集中在燃烧中和燃烧后的NOx的控制。所以在国际上把燃烧中NOx的所有控制措施统称为一次措施，把燃烧后的NOx控制措施统称为二次措施，又称为烟气脱硝技术。

1、低NOx燃烧技术

目前普遍采用的燃烧中NOx控制技术即为低NOx燃烧技术，主要有低NOx燃烧器、空气分级燃烧和燃料分级燃烧、烟气再燃等。

2、SCR烟气脱硝技术

应用在燃煤电站锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术（SCR）、选择性非催化还原技术（SNCR）以及SNCR/SCR混合烟气脱硝技术。

近几年来选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快，在欧洲和日本得到了广泛的应用,目前氨催化还原烟气脱硝技术是应用最多的技术。

3、SNCR烟气脱硝技术

选择性非催化还原技术不受催化剂寿命的影响，该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOX进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，该还原剂（如尿素）迅速热分解成NH3并与烟气中的NOX进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器。

SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为25%-50%，受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低NOX燃烧技术的补充处理手段。

4、SCR/SNCR混合烟气脱硝技术

SNCR/SCR混合烟气脱硝技术是把SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用逃逸氨进行催化反应的技术结合起来，进一步脱除NOx。它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高效率及低的氨逃逸率进行有效结合。

理论上，SNCR工艺在脱除部分NOx的同时也为后面的催化法脱硝提供所需要的氨。SNCR体系可向SCR催化剂提供充足的氨，但是控制好氨的分布以适应NOx的分布的改变却是非常困难的。为了克服这一难点，混合工艺需要在SCR反应器中安装一个辅助氨喷射系统。通过试验和调节辅助氨喷射可以改善氨气在反应器中的分布效果。资料介绍SNCR/SCR混合工艺的运行特性参数可以达到40%-80%的脱硝效率，氨的逃逸小于5～l0ppm。

产品特点：

我们厂针对脱硫脱硝达标困难的企业，研发出固态高分子脱硝剂，非催化型。有占地小的优点，无色无味，无腐蚀的危险，便于运输安装，不会逃逸。已经在多家大型企业试验成功，证明指标稳定，直线达标，简单方便。

 

产品介绍：

固态高分子脱硝工艺（PSCR脱硝工艺）是历经多年研发推出的，颠覆传统脱硝工艺的又一力作。该工艺使用计算流体力学（CFD）和化学动力学模型（CKM）进行工程设计，将先进的虚拟现实设计技术与特定燃烧装置的尺寸、燃料类型和特性、分解炉负荷范围、燃烧方式、炉膛过剩空气、初始或基线NOX浓度、炉膛烟气温度分布、炉膛烟气流速分布等相结合进行工程设计。使用于水泥厂、电厂、以及大部分窑炉，使其NOX排放满足要求。

单元制脱硝系统由提升机将脱硝剂输送至储料仓，通过旋转供料器给出脱硝剂至加速室，进行气料混合，由罗茨风机供出高速气体，将物料通过管道输送到切入点，由喷管将脱硝剂喷到锅炉烟气道，旋风筒入口处，完成整个脱硝过程。

    PSCR脱硝工艺的关键是高分子烟气脱硝材料，该类脱硝剂含有活性的酰胺基团，当在炉膛上选择合适的进料位置，喷入脱硝还原剂干粉，使脱硝剂与烟气充分混合后，在750~1250℃范围的高温下，脱硝剂分解出的活性酰胺基团与NOx 反应，转化为H2O、N2、CO2 及其它无毒气体而达到脱硝目的。

    PSCR工艺技术成熟、先进、经济合理，较SNCR、SCR方法有显著优势，项目总体建设投资少，还原剂、水和能源消耗少，运行费用低，占地面积小。

PSCR反应只有在一定的温度下才能进行（750℃＜T＜1250℃）。

    PSCR脱硝率还受到氧氮比、初始浓度、停留时间、氧浓度等因素影响,相差较大。

    本公司在中试规模的试验装置CRF ( combustion research facility)上进行了 PSCR脱硝试验,试验条件模拟实际工况下的烟气参数、温度和停留时间,实验得出随着氨氮比的增加,NO的还原率逐渐提高,在NOx脱除过程适合的喷入点温度为900℃。

任何反应都需要在一定的时间内才能完成,足够的停留时间是保证反应转化率的重要条件,PSCR反应所需的时间受温度和混合条件的制约,变化较大。

 

技术比较：

1、PSCR技术没有预热器堵塞和腐蚀现象发生

一般锅炉SCR加装后,未耗尽的脱硝反应剂氨和烟气中SO3反应，生成硫酸氢氨和硫酸氨。在烟气温度140℃至230℃之间，硫酸氨易分解为硫酸氢氨，硫酸氢氨是一种粘附性很强和较强腐蚀性的物质，在140℃至230℃之间的温区位于空预器常规设计的冷端层上方和中间层下方，由于硫酸氢氨在此温区为液态向固态转变阶段，具有极强的吸附性，造成大量灰分沉降在金属表面和卡在层间，引起堵塞。

据国外的经验，在残留NH3浓度3－5ppm时，3－6个月能使预热器阻力上升一倍，迫使锅炉停机清理预热器堵灰。

同时硫酸氢氨或硫酸氨本身对金属有较强的腐蚀性，由于传统吹灰器不能有效清理中间层，SCR催化物（V2O5）也将SO2转化为SO3，硫酸露点温度有所提高，预热器低温腐蚀加剧。

而PSCR技术没有氨泄漏和氨逃逸现象，所以没有采用SNCR和SCR技术时的预热器堵塞和腐蚀现象发生。

2、PSCR技术没有压降

SCR催化剂对锅炉烟气侧阻力的增加，需要对引风机进行改造。锅炉加装烟气SCR脱硝装置会使锅炉烟气系统的阻力增加，脱硝装置的阻力包括三部分：烟道的沿程阻力、弯道或变截面处的局部阻力、反应器本体 (主要为催化剂)产生的阻力。

3、PSCR技术对锅炉效率没有影响，而SCR技术下锅炉效率有所降低。

4、PSCR技术对电除尘尤其是电袋复合式电除尘无影响。

5、SCR技术造成排烟温度降低，影响钙法脱硫或者氨法脱硫运行,而PSCR技术没有这方面的问题。

6、废弃SCR催化剂表面富集的主要重金属污染物，主要含有铅、铬、铍、铊、砷和汞等重金属，处理工艺复杂成本高，二次污染非常严重。

 

PSCR脱硝工艺总结：

1、避免了空预器、过热器、省煤器积灰，不影响锅炉出力，不降低热效率；

2、PSCR法工艺流程简单、模块式、安装简单、安装周期 短（一般15天可投运）；

3、脱硝剂为固态粉末状，运输、储存安全、方便 ；

4、设备数量少，运行维护方便；

5、运行成本：PSCR法脱硝剂综合成本比SNCR、SCR法分别降低10%—15%；

6、PSCR法比SNCR法年耗电约少55万度；

7、PSCR法比SNCR法年耗水少1500吨；

8、控制系统接入DCS系统可实现无人值守；

9、避免了喷嘴处水冷壁腐蚀严重问题；

10、消除了灰斗积灰渣严重问题；

11、不影响布袋除尘器除尘效果，不会降低布袋使用寿命脱硝率高一般90%以上，且不随运行时间加长降低；排放浓度随机调整， 轻松降至50 mg/m3以下；

12、占地面积很小十几个平方即可。