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高效节能尿素催化水解技术及工程应用

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“行动计划”:
中部地区新建 中部地区新建机组原则上 原则上接近或达到燃 气轮机组排放限值。 涉及黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、 湖南 河南 江西等 省 湖南、河南、江西等8省。 鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气 鼓励西部地区 轮机组排放限值。
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“行动计划”:
到2020年东部地区现役 现役30万千瓦及以上 公用燃煤发电机组、10万千瓦及以上自 备燃煤发电机组以及其他有条件的燃煤 发电机组,改造后大气污染物排放浓度 基本达到燃气轮机组排放限值。 对污染物排放不符合国家最新环保标准 且不实施环保改造的燃煤火电机组将加 加 快淘汰 快淘汰。
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六 应用实例 六、应用实例
六、尿素催化水解技术应用实例
长春第二热电公司6号炉脱硝改造 机组容量 200MW 机组容量: 烟 气 量: 796,500 Nm3/h 入口NOx含量:400mg/Nm3 设计脱硝效率 >85% 设计脱硝效率: 设计氨耗量:100kg/h
六、尿素催化水解技术应用实例
六、尿素催化水解技术应用实例
2014年12月23日启动; 日启动 2015年1月4日顺利通 过168小时试运行。
五、尿素催化水解工艺特点
运行成本低: 由于反应温度低 可以利用电厂低品 由于反应温度低,可以利用电厂低品 质蒸汽作为加热热源,使电厂制氨运行成 本大幅度降低 根据已经投运的长二热6号 本大幅度降低,根据已经投运的长二热6号 机组尿素催化水解示范项目和长二热1号、 2号热解技术应用项目对比,水解能耗成本 解 应 解 成 低 热解技 详见 数 对 表 远低于热解技术(详见后面数据对比表)。
三、尿素制氨技术
尿素热解: 特点:利用高温空气加热分解,反 应速度快 应用广泛。 应速度快,应用广泛。 问题:耗能高,600MW机组需配置 功率1500KW电加热。 电加热
三、尿素制氨技术
普通尿素水解 特点:无催化剂,能耗低,国电系 统有10多台应用。 问题 分解速度慢 30-60 问题:分解速度慢, 30 60分钟,不 分钟 不 能快速跟随锅炉负荷调整需要,容易造 成NOx超排环保事故。
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2014年4月 2014年4月, 新修订的《环境 保护法》出台。 明确污染物违法 排放的法律责任。
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2014年3月,国家发改委、能源 局 环保部《能源行业加强大气污染 局、环保部《能源行业加强大气污染 防治工作方案 》。
排放不达标的火电机组要进行限期整 改,整改后仍不达标的,电网企业不 整改后仍不达标的,电网企业不 得调度其发电。 得调度其发电
重点地区: 重点地区 粉尘 20mg/Nm3 SO2 50mg/Nm3 NOx 100mg/Nm3
执行特别排放限值的 具体地域范围、实施 时间,由国务院环保 行政主管部门规定。
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2013年9月,《大气污染防治行 动计划》出台,同步推出史上最严大 气考核制度《大气污染防治行动计划 实施情况考核办法 试行 》 强化 实施情况考核办法(试行)》。强化 空气质量改善的刚性约束 刚性约束作用。
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“行动计划”:
东部地区新建 东部地区新建燃煤发电机组大气污染物排 放浓度基本达到 基本达到燃气轮机组排放限值(即 在基准氧含量 条件下 烟尘 在基准氧含量6%条件下,烟尘、SO2、NOx 排放浓度分别不高于5、35、50mg/Nm3)。 涉及辽宁、北京、天津、河北、山东、上 海 江苏 浙江 福建 广东 海南等11 海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11 省市。
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主要环保技术:
自主技术开发: 自主技术开发 辅塔脱硫技术; 湍流高效脱硫技术; 尿素催化水解技术; 尿素催化水解技术 尿素热解技术; SNCR脱硝技术; ……
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二、环保形势 环保形势
史上最严的火电厂大气污染物排 放标准——《火电厂大气污染物排放 标准(GB 13223-2011)》
2011年7月发布; 2012年1月实施; 2014年7月起执行 年 起执行
五 工艺特点 五、工艺特点
五、尿素催化水解工艺特点
尿素催化水解系统主要包含: 反应器; 反应器盘管加热装置; 反应器盘管加热装置 尿素计量供给系统; 测量、控制系统等。
五、尿素催化水解工艺特点
尿素催化水解反应工艺: 浓度50%的尿素溶液被和催化剂溶液分别 通过输送泵输送到反应器内,在0.5~ 0 95Mpa、135~160℃条件下进行水解反应生 0.95Mpa、135~160℃条件下进行水解反应生 成氨气、二氧化碳。 加热蒸汽取自厂用汽 蒸汽疏水通过疏 加热蒸汽取自厂用汽,蒸汽疏水通过疏 水管道进入疏水扩容器。
满足烟气脱硝扩容改造需要,提高脱硝 满足烟气脱硝扩容改造需要 提高脱硝 改造适应性,降低改造设备成本。 , 以300MW燃煤火电机组为例: 入口NOx 450 mg/Nm3 烟气量 1,077,453 Nm3/h 出口限值 100 mg/Nm3 制氨量 186kg/h 尿素热解电加热功率 730KW
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2014年5月,国家发改委“关于 加强和改进发电运行调节管理的指导 意见 。 意见”。
全面推行差别电量政策,确保高效节 确保高效节 能环保机组的利用小时数明显高于其 他机组 他机组。
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2014年9月,国家发改委、环境 保护部 国家能源局联合发布《煤电 保护部、国家能源局联合发布《煤电 节能减排升级与改造行动计划 (2014-2020年)》。
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科技创新平台及人才团队: 企业博士后科研工作站; 企业院士工作站; 拥有博士7人 拥有博士 人 硕士学历90余人。 硕士学历90余人
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环保技术创新: 拥有专利175项, 其中发明专利 项 其中发明专利11项。
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主要环保技术:
技术引进: AEE石灰石-石膏湿法脱硫技术; 石膏湿法脱硫技术 日立SCR脱硝技术; 脱硝技 ; LURGI袋式除尘技术; Clyde Bergemann湿式电除尘技术; 湿式电除尘技术
五、尿素催化水解工艺特点
尿素水解混合气中含氨浓度约 38%(体积浓度),经由减压、流量控 制调节与稀释风混合 氨气浓度被 制调节与稀释风混合,氨气浓度被 稀释至5%以下,最后进入脱硝反应 器入口烟道进行脱硝。
五、尿素催化水解工艺特点
尿素水解工艺通过调节加热蒸汽供给量, 实现反应条件的精确控制,确保制氨品质合 格 采用DCS控制系统,实现全自动控制。 格。采用 控制系统 实现全自动控制 设备采用尿素级不锈钢材质,并在加工 过程中进行特殊处理,避免系统腐蚀。

李春雨, 李春雨 , 博士 博士, , 高级工程师 高级 高级工程师, 程师 , 北京市优秀青年工程师;大唐科技 北京市优秀青年工程师; 大唐科技 产业集团有限公司大气污染治理学 产业集团有限公司大气污染治理 学 科带头人;多年能源领域污染物排 放控制研究; 主持多项技术开发及 工程示范应用执行, 工程示范应用执行 , 累计创造经济 效益千万元;在国内外期刊发表学 术论文32 术论文 32余篇 余篇, ,其中 其中SCI SCI、 、EI收录 EI收录11 11 篇,拥有专利授权 拥有专利授权10 10项; 项;
五、尿素催化水解工艺特点
传统改造方案 采取更大功率的电加热器,增加制氨 , 系统电耗;降低热解炉工作裕量;降低 热风系统供应裕量; 热风系统供应裕量 结果: 导致热解炉运行恶化; 系统可靠性和稳定性同时降低。 系统可靠性和稳定性同时降低
五、尿素催化水解工艺特点
采用尿素催化水解工艺 适度调整水解制氨装置运行参数即可 满足制氨量增加需求。
三、尿素制氨技术
尿素催化水解: 特点 采用催化剂 利用低品质蒸 特点:采用催化剂、利用低品质蒸 汽加热 反应速度快 响应时间<1分钟, 汽加热,反应速度快,响应时间 分钟 能耗水平大幅度降低。 需要大唐科技专有催化剂。
四、尿素催化水解 技术
四、尿素催化水解技术原理
在135-160℃左右,压力约8bar条件下,50%浓 度尿素溶液在催化剂作用下,发生催化水解反应, 并且反应速度较快 较传统水解法提高约10倍以上, 并且反应速度较快,较传统水解法提高约 倍以上 响应时间可达到1min以内。 化学过程: 化学过程 (NH2)2CO + 2H2O→CO2↑+ 2NH4OH 2NH4OH + 催化剂→中间产物 +2H2O 中间产物→催化剂 + 2NH3↑ 综合反应 综合反应: (NH2)2CO + H2O CO2 + 2NH3
五、尿素催化水解工艺特点
反应速度快: 与传统尿素水解相比,由于采用了大 唐科技自主催化技术,尿素催化水解反应 速度提高10倍左右,满足了电站锅炉负荷 调整需要 避免了 超排环保事故 调整需要,避免了NOx超排环保事故。
五、尿素催化水解工艺特点
系统可靠性高: 由 尿素催化水解系统 采 由于尿素催化水解系统不采 用电加热方式 避免了电加热设 用电加热方式,避免了电加热设 备运行过程中存在的隐患,提高 了烟气脱硝系统整体可靠性;
演讲题目:高效节能尿素催化水解技术及工程应用
高效节能尿素催化水解技术及 工程应用
李春雨 博士,高级工程师 2015年3月
一、公司介绍 公司介绍 二 形势政策 二、形势政策 三、尿素制氨技术 四、技术原理
五、工艺特点 五 工艺特点 六 应用实例 六、应用实例 七、综合对比
一、公司简介 公司简介
核心业务:环保 技术 科技工程 技术、科技工程、 装备制造、现代 能源服务、电力 信息技术; 2014年产值104 亿元。 亿元
五、尿素催化水解工艺特点
满足烟气脱硝扩容改造需要,提高脱硝 满足烟气脱硝扩容改造需要 提高脱硝 改造适应性,降低改造设备成本。 , 以300MW燃煤火电机组为例: 入口NOx 450 mg/Nm3 烟气量 1,077,453 Nm3/h 燃机排放标准 50 mg/Nm3 制氨量 213kg/h(+15%) 尿素热解电加热功率 850KW
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