鹽城市海韻環(huán)境工程技術有限公司作者
混合SNCR-SCR 煙氣脫硝技術
混合SNCR-SCR 煙氣脫硝技術并非是SCR 工藝與SNCR 工藝的簡單組合,它是結(jié)合了SCR 技術、SNCR 技術投資省的特點而發(fā)展起來的一種新型工藝。SCR-SNCR 聯(lián)合技術可以達到90%的NOx 的去除率,并且NH3 的泄漏率僅為0.000 3%。
混合SNCR-SCR 工藝zui主要的改進就是省去了SCR 設置在煙道里的復雜AIG(氨噴射)系統(tǒng),它具有以下優(yōu)點:(1)在節(jié)省催化劑的情況下,脫硝效率高,能達到SCR 法的脫硝效率;(2)反應塔體積小,空間適應性強;(3)與傳統(tǒng)SCR 工藝相比,系統(tǒng)壓降將大大減小,從而減少了引風機改造的工作量,降低了運行費用;(4)降低腐蝕危害。
目錄
一、煙氣脫硝技術介紹.................................................................................... 3
二、本項目SNCR+SCR方案設計...................................................................... 9
2.1 鍋爐SNCR+SCR總體方案設計.......................................................... 9
2.2 氨水溶液制備儲存模塊.................................................................... 9
2.3 在線稀釋模塊.................................................................................... 9
2.4計量與分配模塊............................................................................... 10
2.5噴射模塊........................................................................................... 10
2.6霧化氣體的選用............................................................................... 10
2.7稀釋水的選用................................................................................... 11
2.8 冷卻風............................................................................................. 11
2.8 設備材料清冊.................................................................................. 12
三、專題說明................................................................................................. 18
一、煙氣脫硝技術介紹
目前主流的煙氣脫硝技術有選擇性非催化還原技術(SNCR)、選擇性催化還原技術(SCR)和SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術。
SNCR技術
研究發(fā)現(xiàn),在800~1250℃這一溫度范圍內(nèi)、無催化劑作用下,氨水等還原劑可選擇性地還原煙氣中的NOx生成N2和H2O,基本上不與煙氣中的O2作用,據(jù)此發(fā)展了SNCR脫硝技術。
SNCR煙氣脫硝的主要反應為:
NH3為還原劑 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O
SNCR通常采用的還原劑有氨水、氨水和液氨,不同還原劑的比較如表3.1所列。
表3.1 不同還原劑特點
還原劑 | 特點 |
尿素 |
|
氨水 |
|
液氨 |
|
從SNCR系統(tǒng)逃逸的氨可能來自兩種情況,一是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻,一是由于噴入點煙氣溫度低影響了氨與NOx的反應。還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)zui有效的部位,如果噴入控制點太少或噴到爐內(nèi)某個斷面上的氨不均勻,則會出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。在較大尺寸的鍋爐中,因為需要覆蓋相當大的爐內(nèi)截面,還原劑的均勻分布則更困難。為保證脫硝反應能充分地進行,以zui少噴入NH3的量達到的還原效果,必須設法使噴入的NH3與煙氣良好地混合。若噴入的NH3不充分反應,則逃逸的NH3不僅會使煙氣中的飛灰容易沉積在鍋爐尾部的受熱面上,而且煙氣中NH3遇到SO3會產(chǎn)生NH4HSO4易造成空氣預熱器堵塞,并有腐蝕的危險。因此,SNCR工藝的氨逃逸要求控制在8mg/Nm3以下。圖3.1為典型SNCR脫硝工藝流程圖。
圖3.1 SNCR工藝系統(tǒng)流程圖
SNCR煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程組成:
? 還原劑的接收和溶液制備;
? 還原劑的計量輸出;
? 在鍋爐適當位置注入還原劑;
? 還原劑與煙氣混合進行脫硝反應。
SCR技術
選擇性催化劑還原(SCR)技術是在煙氣中加入還原劑(zui常用的是氨和氨水),在催化劑和合適的溫度等條件下,還原劑與煙氣中的氮氧化物(NOx)反應,而不與煙氣中的氧進行氧化反應,生成無害的氮氣和水。主要反應如下:
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
在沒有催化劑的情況下,上述化學反應只是在很窄的溫度范圍內(nèi)(800~1250℃)進行。SCR技術采用催化劑,催化作用使反應活化能降低,反應可在更低的溫度條件(320~400℃)下進行。
對SCR系統(tǒng)的制約因素隨運行環(huán)境和工藝過程而變化。制約因素包括系統(tǒng)壓降、煙道尺寸、空間、煙氣微粒含量、逃逸氨濃度限制、SO2氧化率、溫度和NOx濃度,都影響催化劑壽命和系統(tǒng)的設計。除溫度外,NOx、NH3濃度、過量氧和停留時間也對反應過程有一定影響。
SCR系統(tǒng)一般由氨或氨水的儲存系統(tǒng)、(氨水轉(zhuǎn)化為氨系統(tǒng))、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應器系統(tǒng)、檢測控制系統(tǒng)等組成。SCR脫硝反應器在鍋爐尾部一般有三種不同的布置方式,高塵布置、低塵布置和尾部布置,圖3.2為目前廣泛采用的高塵布置SCR煙氣脫硝系統(tǒng)工藝流程圖。
圖3.2 SCR工藝系統(tǒng)流程(高塵布置)
對于一般燃煤或燃油鍋爐,SCR反應器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間,因為此區(qū)間的煙氣溫度剛好適合SCR脫硝還原反應,氨被噴射于省煤器與SCR反應器間煙道內(nèi)的適當位置,使其與煙氣充分混合后在反應器內(nèi)與氮氧化物反應,SCR系統(tǒng)商業(yè)運行的脫硝效率約為80%~90%。
SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術
SNCR/SCR混合技術是SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術同SCR工藝利用末反應氨進行催化反應結(jié)合起來,或利用SNCR和SCR還原劑需求量不同,分別分配還原劑噴入SNCR系統(tǒng)和SCR系統(tǒng)的工藝有機結(jié)合起來,達到所需的脫硝效果,它是把SNCR工藝的低費用特點同SCR工藝的高脫硝率進行有效結(jié)合的一種揚長避短的混合工藝。SNCR/SCR混合工藝的脫硝效率可達到60~80%,氨的逃逸小于4mg/Nm3。圖3.3為典型的SNCR/SCR混合煙氣脫硝工藝流程。
圖3.3 SNCR/SCR聯(lián)合工藝脫硝流程圖
主要煙氣脫硝技術的比較
幾種主要煙氣脫硝技術綜合比較情況如表3.2所列。
表3.2 SCR、SNCR、SNCR/SCR技術綜合比較
項目 | SCR技術 | SNCR技術 | SNCR/SCR技術 |
反應劑 | NH3 | 氨水或氨水 | NH3 |
反應溫度 | 320~400℃ | 800~1250℃ | 前段:800~1000℃, 后段:320~400℃ |
催化劑 | V2O5-WO3/TiO2 | 不使用催化劑 | 后段加少量催化劑 |
脫硝效率 | 80~90% | 30~60% | 50~80% |
反應劑噴射位置 | SCR反應器入口煙道 | 爐膛內(nèi)噴射 | 鍋爐負荷不同噴射位置也不同 |
SO2/SO3氧化 | SO2氧化成SO3的氧化率<1% | 不會導致SO2氧化,SO3濃度不增加 | SO2氧化較SCR低 |
NH3逃逸 | <2.5 mg/m3 | <8 mg/m3 | <4 mg/m3 |
對空氣預熱器影響 | NH3與SO3易形成硫酸氫銨,需控制NH3泄漏量和SO2氧化率,并對空預器低溫段進行防腐防堵改造。 | SO3濃度低,造成堵塞或腐蝕的機率低 | 硫酸氫銨的產(chǎn)生較SCR低,造成堵塞或腐蝕的機率比SCR低 |
系統(tǒng)壓力損失 | 新增煙道部件及催化劑層造成壓力損失 | 沒有壓力損失 | 催化劑用量較SCR小,產(chǎn)生的壓力損失較低 |
燃料及其變化的影響 | 燃料顯著地影響運行費用,對灰份增加和灰份成分變化敏感,灰份磨耗催化劑,堿金屬氧化物劣化催化劑,AS、S等使催化劑失活。 | 基本無影響 | 影響與SCR相同。由于催化劑較少,更換催化劑的總成本較SCR低 |
鍋爐負荷變化的影響 | SCR反應器布置需優(yōu)化,當鍋爐負荷在一定范圍變化時,進入反應器的煙氣溫度處于催化劑活性溫度區(qū)間。 | 多層布置時,跟隨負荷變化容易 | 跟隨負荷變化中等 |
工程造價 | 高 | 低 | 較高 |
本項目脫硝方案的選擇
本項目為1臺75t/h鍋爐脫硝項目,原始NOx排放濃度約為350mg/Nm3。為滿足實施的NOx排放要求,同時考慮到脫硝的經(jīng)濟性,推薦采用SNCR/SCR混合法脫硝工藝,脫硝后NOx排放濃度低于100mg/Nm3,實現(xiàn)達標排放。SNCR/SCR混合法脫硝工藝優(yōu)點如下:
- 脫硝效率可達60%~80%以上,確保NOx達標排放。
- 脫硝系統(tǒng)運行靈活,調(diào)整余地大。
- 投資省。
- 占地小。
- 對鍋爐的運行影響較小。
- 運行維護方便。
二、本項目SNCR+SCR方案設計
2.1 鍋爐SNCR+SCR總體方案設計
燃煤鍋爐生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O組成,其中NO含量超過90%,NO2約占5~10%,N2O只占1%左右。項目1臺蒸發(fā)量為10t/h蒸汽鍋爐出口處NOx濃度均為450mg/Nm3,擬采用SNCR+SCR脫硝工藝能達到鍋爐氮氧化物排放小于100mg/Nm3的排放要求。我方設計的脫硝系統(tǒng)由7個模塊組成:氨水溶液制備儲存模塊、在線稀釋模塊、計量分配模塊、噴射模塊、SCR反應模塊、控制模塊。
本工程采用30%濃度的氨水溶液,儲存在氨水溶液儲罐中,通過在線稀釋成5%濃度左右濃度噴入煙道中。
2.2 氨水溶液制備儲存模塊
1) 氨水溶液儲罐
氨水溶液經(jīng)由2臺氨水溶液給料泵(1用1備)進入氨水溶液儲罐。設置1 個氨水溶液儲罐,罐的容積滿足3 天的用量(30%濃度氨水溶液)要求,儲罐的容積為10m3。采用304不銹鋼制造,儲罐為立式平底結(jié)構(gòu),裝有液位計、溫度計、濃度計等測量設備,裝有人孔、梯子及通風孔等。儲罐露天放置時,四周加有隔離防護欄,并采用保溫和蒸汽伴熱使儲罐內(nèi)溫度不低于30%濃度氨水溶液結(jié)晶溫度18℃,并將考慮現(xiàn)場其他情況變量包括地震帶,風載荷、雪載荷和溫度變化等。
2) 溶液給料泵
氨水溶液給料泵采用2臺多級離心泵(1用1備),系統(tǒng)設有電磁流量計和壓力變送器等設備。
2.3 在線稀釋模塊
當鍋爐負荷或爐膛出口的NOx濃度變化時,送入爐膛的氨水溶液的量也應隨之變化,這將導致送入噴射器的流量發(fā)生變化。若噴射器的流量變化太大,將會影響到霧化噴射效果,從而影響脫硝率和氨殘余。因此,設計了在線稀釋模塊,用來保證在運行工況變化時噴嘴中流體流量基本不變。30%濃度氨水溶液和稀釋水通過靜態(tài)混合器稀釋成一定比例噴入爐膛。
1)氨水溶液輸送泵
氨水溶液輸送泵采用2臺多級離心泵(1用1備),供1臺爐脫硝使用。
2)稀釋水輸送泵
稀釋水輸送泵采用2臺多級離心泵(1用1備),供1臺爐脫硝使用。
2.4計量與分配模塊
每臺爐置一個計量分配模塊,包括氨水溶液計量分配模塊和壓縮空氣計量分配模塊。
由在線稀釋模塊輸送過來的低濃度的氨水溶液進入爐前的氨水溶液計量分配模塊。計量分配模塊中安裝有電磁流量計、壓力變送器和電動閥等,通過流量計的讀數(shù)來控制調(diào)節(jié)閥的開度,從而控制每臺鍋爐需要的氨水溶液的流量。經(jīng)過計量后的氨水溶液在由模塊中的分配母管分為6路,分別通向6支噴槍。在每個支路氨水溶液管上安裝有調(diào)節(jié)閥、壓力表等裝置,用于調(diào)整每支噴槍所需的氨水溶液的流量。
噴入爐膛的氨水溶液時經(jīng)過霧化后噴入的。在每臺鍋爐的計量分配模塊中還設有電動閥,用來調(diào)節(jié)控制需要的量。來自廠區(qū)的壓縮空氣經(jīng)過除水除油、調(diào)壓處理后被分為6條支路通向爐前噴槍。在每條壓縮空氣支路管中也設有調(diào)節(jié)閥、壓力表等裝置,用于調(diào)整每只噴槍霧化所需的壓縮空氣用量。
2.5噴射模塊
由各個計量分配模塊輸送過來的氨水溶液進入爐前的噴槍,經(jīng)過噴槍的霧化后送入爐膛或煙道。
霧化用的噴槍采用二流體噴槍,二流體噴槍主要由槍體和噴嘴組成,槍體分為內(nèi)管和外管兩個部分,溶液走內(nèi)管,壓縮空氣走外管,壓縮空氣在外管中呈螺旋裝前進,在噴嘴出口處呈渦流裝高速噴出與溶液充分混合,通過調(diào)節(jié)壓縮空氣用量與氨水溶液用量的比例使之達到*霧化的效果。
2.6霧化氣體的選用
霧化介質(zhì)的作用是加強氨水溶液與爐內(nèi)煙氣混合,充分混合有利于保證脫硝效果、提高氨水溶液利用率減少尾部氨殘余。霧化介質(zhì)主要是提高還原劑噴射速度、增加噴射動量,而不要求把氨水溶液全部霧化成很小的液滴,而是一定比例的不同尺寸液滴。小液滴在噴入口爐壁附近的低溫區(qū)就揮發(fā)反應,而大液滴則可以深入爐膛才析出反應。
霧化介質(zhì)的主要作用是提高液滴的噴射動量。噴射動量取決于噴射速度和噴射物的質(zhì)量,顯然靠增加霧化介質(zhì)的用量來提高噴射動量是不經(jīng)濟的。為了提高噴射動量,則主要集中在提高噴射速度上。
本項目的霧化介質(zhì)可采用壓縮空氣,到噴射器前的壓力應在0.5~0.7MPa。壓縮空氣的參數(shù)要求詳見下表:
壓縮空氣數(shù)據(jù)表 | ||
使用的材料及化學藥劑名稱 | ||
壓縮空氣 | ||
目的 | 壓縮空氣用于儀表空氣或工藝空氣。 | |
規(guī)格 | ||
| 壓力 | 0.6 ~ 0.8 MPa(G) |
| 壓縮空氣用量(單臺爐,0.6MPa) | 2.1m3/h |
| 壓力下露點溫度(工藝用) | 3℃ |
| 壓力下露點溫度(儀表用) | -40℃ |
| zui大殘油量 | < 0.01 mg/Nm3 |
| zui大含塵量(工藝用) | < 0.1 mg/Nm3 |
| zui大含塵量(儀表用) | < 0.01 mg/Nm3 |
備注 |
|
2.7稀釋水的選用
噴入爐膛的氨水是溶液狀的,溶解氨水的溶劑選擇zui廉價易得且溶解能力較強的水。作為氨水溶解劑的水應是具有軟化水質(zhì)量的純水,滿足下列規(guī)格:
生活用水 數(shù)據(jù)表 | ||
使用的材料及化學藥劑名稱 | ||
生活用水(自來水) | ||
目的 | 用于溶解無催化劑脫硝設備中的氨水顆粒和稀釋氨水溶液 | |
規(guī)格 | ||
| 水的種類: | 自來水 |
備注
| 1. 為了上述目的,用河水或工藝用水代替自來水的場合,因硬度物質(zhì),可能會引起配管、設備結(jié)垢。 |
2.8 冷卻風
噴槍一旦裝上,只要不停爐,需持續(xù)向噴槍外套管內(nèi)通如冷卻風,以保護噴槍。
2.8 設備材料清冊
|
| ||||||
| 一 | 氨水溶液儲存模塊 | |||||
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| 氨水溶液儲存罐 | 容積2m3,不銹鋼
| 個 | 1 |
| |
|
| 過濾器 |
| 個 | - |
| |
|
| 止回閥 |
| 個 | - |
| |
|
| 壓力表 |
| 個 | - |
| |
|
| 溫度表 |
| 個 | 2 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 液位計 |
| 個 | 2 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 手動球閥 |
| 個 | 7 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 氣動調(diào)節(jié)閥 |
| 個 |
| - | |
|
| 管道及附件 | 304 | 批 | 1 |
| |
| 二 | 氨水溶液輸送模塊 | |||||
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| 氨水噴射泵 | 多級SS離心泵,揚程100m,流量0.5m3/h/臺 | 臺 | 2 | KSB 蘇爾壽 格蘭富 高質(zhì)泵 | |
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| 手動球閥 | DN15, | 個 | 9 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 過濾器 |
| 個 | 2 | wika | |
|
| 止回閥 | DN25 | 個 | 3 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 氣動開關閥 |
| 臺 | 1 | E+H 羅斯蒙特 | |
|
| 壓力表 |
| 只 | 3 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 壓力傳感器 |
| 個 | - |
| |
|
| 電磁流量計 |
|
| 1 | E+H 羅斯蒙特 | |
|
| 就地操作箱 |
| 個 | - |
| |
|
| 管路及附件 | 304 | 套 | 1 |
| |
| 三 | 除鹽水輸送模塊 | |||||
|
| 稀釋水泵 | 離心泵,揚程50m,流量1m3/h/臺 | 臺 | 2 | KSB 蘇爾壽 格蘭富 高質(zhì)泵 | |
|
| 手動球閥 |
| 個 | 20 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 過濾器 |
| 個 | 1 | wika | |
|
| 氣動開關閥 |
| 個 | 1 | E+H 羅斯蒙特 | |
|
| 止回閥 |
| 個 | 3 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 壓力表 |
| 個 | 3 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 壓力傳感器 |
| 個 | 1 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 電磁流量計 |
| 個 | 1 | E+H 羅斯蒙特 | |
|
| 就地操作箱 |
| 個 | - |
| |
|
| 管道及附件 | 304 | 套 | 1 |
| |
| 四 | 混合模塊 |
| ||||
|
| 氨水濃度計 |
| 個 | - |
| |
|
| 手動球閥 |
| 個 | 31 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 氣動開關閥 |
| 個 | - |
| |
|
| 壓力傳感器 |
| 個 | 1 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 電磁流量計 |
| 個 | - |
| |
|
| 分配管 |
| 組 | 12 |
| |
|
| 氣動調(diào)節(jié)閥 |
| 臺 | - |
| |
|
| 轉(zhuǎn)子流量計 |
| 個 | 6 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 壓力表 |
| 個 | 13 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 接線箱 |
| 個 | - |
| |
|
| 附件 | 304 | 套 | 1 |
| |
| 六 | 還原劑噴射模塊 | |||||
|
| 噴槍及其附件 |
| 臺 | 6 | SPARY LECHLER | |
|
| 噴嘴 |
|
| 6 | SPARY LECHLER | |
|
| 噴槍(質(zhì)保期1.5年) |
|
| 6 | SPARY LECHLER | |
|
| 伸縮機構(gòu) |
|
| - |
| |
|
| 金屬軟管 |
|
| 12 | SPARY LECHLER | |
|
| 附件 |
| 套 | 1 |
| |
| 七 | 壓縮空氣模塊 | |||||
|
| 氣動調(diào)壓閥 |
| 個 | 1 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 手動調(diào)節(jié)閥 |
| 個 | 2 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 手動球閥 |
| 個 | 10 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 止回閥 |
| 個 | 1 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 | |
|
| 壓力表 |
| 個 | 2 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 壓力傳感器 |
| 個 | - |
| |
|
| 渦接流量計 |
| 個 | - |
| |
|
| 管道、附件 | 304 | 套 | 1 |
| |
|
| 壓縮空氣罐 | V=3m3 |
| 1 | 申江 | |
| 八 | SCR反應器 | |||||
|
| 內(nèi)部支撐、密封等結(jié)構(gòu) |
| 噸 | 5 |
| |
|
| 催化劑 |
| m3 | 12.8 | 浙江盛旺 無錫華光 | |
|
| 框架 |
| 噸 | 15 |
| |
|
| 催化劑小車 |
| 臺 | 1 |
| |
|
| 耙式吹灰器 |
| 臺 | 2 |
| |
|
| 電葫蘆 | 2t,H=20m |
| 1 | 江陰宏達 | |
|
| 備用加熱裝置 |
| 臺 | - |
| |
|
| 差壓變送器 |
| 個 | 1 | 天康 上儀 川儀 | |
|
| 吹灰閥門和管路系統(tǒng) |
| 套 | 1 |
| |
| 九 | 電氣模塊 | |||||
|
| 控制箱 |
| 個 | 1 | 國產(chǎn) | |
|
| 檢修電源箱 |
| 只 | 2 | 國產(chǎn) | |
|
| 現(xiàn)場操作箱 |
| 只 | 2 | 國產(chǎn) | |
|
| 照明配電箱 |
| 只 | 2 | 國產(chǎn) | |
|
| 工程師站 |
| 套 | 1 | 國產(chǎn) | |
|
| 電纜 |
| 批 | 1 | 遠東 寶勝 | |
|
| 電纜橋架 |
| 批 | 1 | 遠東 寶勝 | |
|
| 照明具 |
| 批 | 1 | 國產(chǎn) | |
| 十 | 儀器儀表模塊 | |||||
|
| 流量計 |
| 只 | - |
| |
|
| 氨泄漏檢測儀 |
| 個 | 2 | 霍尼韋爾 梅思安 | |
|
| CEMS |
| 客戶自配 | |||
| 十一 | 保溫、油漆 | |||||
|
| 鋼結(jié)構(gòu)油漆 |
| kg | 200 |
| |
|
| 保溫材料及外護板(僅SCR) | 280mm厚硅酸鋁纖維板 | m2 | 80 |
| |
7.4備品備件清單 | |||||
序號 | 名稱 | 技 術 規(guī) 格 參 數(shù) | 單位 | 數(shù) 量 | 品牌 |
| 手動閥 | DN15 | 個 | 3 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 |
| 過濾器 |
| 個 | 1 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 |
| 止回閥 |
| 個 | 1 | 中核蘇閥 上海第二閥門廠 |
| 安全閥 |
| 個 | - |
|
| 催化劑備用加熱裝置 |
| 臺 | - |
|
| 管道 |
| m | 30 |
|
| 法蘭 |
| 個 | 50 |
|
三、專題說明
1 氮氧化物脫除率修正曲線
1.1 煙氣中氧含量與NOx脫除率關系
1.2 煙氣溫度與NOx脫除率關系
1.3 NOx入口濃度與脫除率關系
2 SO2 /SO3轉(zhuǎn)換率的函數(shù)曲線
2.1 SO2 /SO3的轉(zhuǎn)換率隨煙溫的函數(shù)曲線
2.2 SO2 /SO3的轉(zhuǎn)換率隨催化劑入口SO2濃度的函數(shù)曲線
2.3 SO2 /SO3的轉(zhuǎn)換率隨相對流速的函數(shù)曲線
2 脫硝系統(tǒng)阻力變化隨時間變化的情況說明
根據(jù)從往的運行經(jīng)驗,在系統(tǒng)設計合理,吹灰系統(tǒng)運行正常的前提下,脫硝系統(tǒng)阻力變化隨時間變化不大,為了保證上述要求,設計過程中必須慎重考慮下列因素:
高含塵情況下,催化劑應當采用垂直布置方式,氣流由上向下流動,這樣煙氣可以自動清理催化劑表面,使得催化劑表面積灰不會過厚,孔內(nèi)徑變化不大,總體阻力變化不大,對于粘性較高的灰,可以適當提高煙氣流速;
催化劑的孔徑選擇必須合理,防止大顆粒灰搭橋,堵塞催化劑孔,在選擇催化劑孔徑時,應當考慮灰塵含量,灰的粒徑分布等諸多因素;
對于高含塵布置方案,煙氣中含塵量較高的情況下,需要考慮裝設吹灰裝置,本項目初步考慮每層催化劑設置聲波吹灰器,并預留聲波吹灰器安裝接口。
煙道流速分布必須合理,應當考慮機組的平均負荷率,煙道布置應當避免積灰死角的形成,在無法避免死角的位置應當裝設必要的清灰裝置。
如果上述要求都能夠滿足,SCR系統(tǒng)阻力隨運行時間的延長雖然略有增加,但不會發(fā)生明顯的變化。
3 催化劑的裝載方式
催化劑模塊安裝前應保證外包裝完整,且始終保持水平狀態(tài),在裝入反應器之前必須保持模塊處于干燥狀態(tài)。
1、催化劑模塊的翻轉(zhuǎn)
催化劑安裝時,必須先撤去包裝并翻轉(zhuǎn)。當使用叉車、吊索或其他翻轉(zhuǎn)工具進行翻轉(zhuǎn)時,將已經(jīng)拆包裝的模塊用叉車叉起,吊具固定在模塊的煙氣進口方向,將吊車的掛鉤固定在吊具上,啟動吊機完成翻轉(zhuǎn),吊車提升速度不應超5m/min。操作必須謹慎,避免模塊劇烈震動或機械碰撞,避免模塊意外“掉下”。
2、催化劑模塊的起吊
使用起吊工具把催化劑模塊從地面起吊到加料門或加料平臺上。起吊工具設計目的在于減少位于反應器內(nèi)部時的高度凈空,并起到連接滑輪,手拉葫蘆,吊車和模塊的作用。起吊工具的重量為115.58kg,zui大起重量為2.5t。
起吊催化劑時,必須保持緩慢平穩(wěn)的速度,防止模塊掉下或突然移動。起吊速度不應超過12米/分鐘,下降速度不應超過出現(xiàn)7.5米/分鐘。如使用起重機提升,須對具體的起吊速度上限做出規(guī)定。起吊模塊時,應使用合適的起重機,并按照相應的起吊程序進行操作。
用起重機或吊車把模塊起吊到加料臺上。使用吊車或起重機,把模塊平穩(wěn)地放在加料門前面的平臺上。
把模塊放在平臺上。
把模塊下落到加料門前面的平臺上,直接放于叉車上。
用叉車將模塊推至加料門口。
用手拉葫蘆吊鉤與起吊吊具連接在一起。
把模塊推進反應器
催化劑模塊的在反應器內(nèi)的安裝
3、催化劑模塊的密封
安裝模塊時要求在模塊框架之間、模塊框架與SCR反應器殼體之間加設密封件或添加陶瓷纖維密封材料,防止發(fā)生泄漏,具體細節(jié)操作參照模塊和反應器的圖紙。
(1)一些模塊在安裝到SCR反應器后,需要直接靠在密封件上,而有些模塊則需要將密封材料填充到模塊和反應室之間,這些密封材料可以是和模塊配套供應,也可以是單獨供應,安裝時可以用螺絲刀,小液壓千斤頂?shù)绕渌ぞ卟鹦赌K。
(2)某些反應器要求在模塊嚙合面上填充密封材料,然后再放入下一塊模塊。
(3)有些密封系統(tǒng)是在模塊在反應器中的位置固定后再進行安裝,安裝的密封件像一頂帽子一樣扣在模塊縫隙的頂部,密封件可以采用安置、緊固或焊接定位。
4、催化劑模塊的現(xiàn)場焊接
催化劑模塊一般不需要焊接裝配,但是某些安裝過程可以通過焊接來達到模塊防護和密封效果。如果在催化劑模塊上或是周圍進行焊接請做好催化劑防護措施。用防火毯緊密地蓋在催化劑表面,以避免焊接產(chǎn)生的副產(chǎn)物接觸到催化劑,焊渣,火花和煙氣都會毒化催化劑。如果實際情況允許,可以用風機將焊接煙氣吹離催化劑。
5、SCR反應器中的加載和卸載
(1)安裝催化劑模塊之前,應先將SCR反應器、入口通道及電廠裝置中的灰塵、鐵銹、油污、廢鋼料、碎布料、廢填充料及其他雜質(zhì)清除干凈。
(2)當脫硝系統(tǒng)安裝完成啟動脫硝裝置之前,或者脫硝裝置長時間未使用重新啟動之前,應對反應器等脫硝設備進行清潔,如:使用吸塵裝置移除殘留在催化劑內(nèi)部的雜質(zhì)。
(3)脫硝系統(tǒng)建成后,在裝填催化劑之前,應在高溫或運行溫度下通煙氣進行試運行,以清除可能由油或者耐火材料帶來的雜質(zhì)。
4 性能修正曲線
8 模型實驗說明
脫硝系統(tǒng)的關鍵是流場的分布,世界上各個廠家對此都花費了大量的精力致力于這方面的研究,目前隨著計算機手段的提高,采用數(shù)值分析軟件來模擬流場分布狀況已成為一個重要的輔助設計手段。數(shù)值模擬可以有效減少實驗次數(shù),對工程設計進行科學指導,我們將利用超算中心的計算平臺對脫硝系統(tǒng)的流場情況進行數(shù)值模擬,根據(jù)我公司自身以及方的經(jīng)驗,為本項目的設計提供強大的。我公司對方案進行了初步模擬,下圖為鍋爐SCR煙氣脫硝項目流場模擬結(jié)果。
噴氨裝置以上2000mm截面
*層催化劑入口界面速度分布(單位:m/s)
同時,我公司將按一定比例為本項目建立物理實驗模型,主要試驗內(nèi)容如下:
- 評估裝置在鍋爐整個負荷范圍內(nèi)的運行狀況;
- 優(yōu)化省煤器出口部分的煙道和導流板設計;
- 優(yōu)化噴氨格柵、靜態(tài)混合器的設計;
- 優(yōu)化反應器入口設計,保證首層催化劑入口截面的煙氣分布滿足要求;
- 優(yōu)化空預器入口部分煙道的設計,保證進入空預器的氣流均勻;
- 積灰實驗,避免出現(xiàn)影響脫硝系統(tǒng)運行的積灰現(xiàn)象。
模型制作范圍如下:
- 省煤器出口煙道(含部分省煤器,內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu));
- 氨混合段煙道(包括靜態(tài)混合器);
- 反應器(包括殼體,入口整流器和催化劑模型);
- 反應器出口煙道(包括導向葉片,內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)等);
- 空氣預熱器入口部分煙道(包括導向葉片,內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)等)。
我公司依托清華大學、東南大學等, 目前已經(jīng)完成多個脫硝項目的模型實驗,實驗過程和結(jié)果都得到了用方的認可。下圖為某脫硝項目實驗系統(tǒng)圖,可以開展包括流場分布測量,氣體追蹤測量,積灰實驗等實驗研究工作。
9 鍋爐啟動時,煙氣中微量的油滴、煤粉對催化劑的影響及應對措施
鍋爐采用小油槍點火節(jié)油點火裝置對催化劑的影響及防止催化劑燃燒及損壞的措施
鍋爐點火投油燃燒階段,會有部分未燃燼油滴和積炭聚集在不銹鋼絲網(wǎng)和催化劑表面,但隨著溫度的升高,油滴和積炭會逐漸減少,另外飛灰的沖刷也減少了油滴和積炭,因此對催化劑的影響較少。
鍋爐點火投油燃燒階段,會有部分未燃燼油滴和積炭聚集在不銹鋼絲網(wǎng)和催化劑表面,附著在催化劑表面的油滴就有可能在更高的溫度下燃燒,造成催化劑燒結(jié)。本裝置沒有設置脫硝旁路,就要在設計和運行時采取有效的措施,防止事故的發(fā)生。
1、油槍如能采用蒸汽霧化,油的霧化效果會比較好;
2、嚴格按照鍋爐啟動手冊啟動鍋爐,保證霧化壓力和適當?shù)娜加土髁浚_保油燃燒的霧化質(zhì)量和燃燒效率;
3、適時吹灰,減少催化劑表面灰和油的污染;
4、若發(fā)現(xiàn)較長時間內(nèi)燃油霧化以及燃燒效果較差,或者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)催化劑表面受到油的粘污,就需要采取分段升溫的方法,緩慢加熱催化劑,使催化劑表面油滴各成分分段蒸發(fā)。
采取以上措施后,就能確保不會發(fā)生油粘污造成惡性事故的發(fā)生。
- 技術專家()簡介: 從事大氣污染控制等方面的設計、設備制造、工程總承包等方面工作二十多年。擁有國家二十項.主持大中型環(huán)保工程項目設計20余項,主持大型環(huán)保工程總承包2項,涉及工程投資近3億元,是(電改袋)施工的主要負責人之一,有豐富的施工組織和管理經(jīng)驗,也是”863“.國內(nèi)*臺電除塵器改袋式除塵器1600000立方/小時煙氣量全套設計方案參與。星火熱電廠75噸/小時鍋爐袋式除塵,脫硫設計方案主要負責人...2005年11月設計日本帝人三原事務所世界*臺以煤、舊輪胎及少量料制品為混合燃料65T/H高溫高壓環(huán)流化床鍋爐(煤、木屑、舊輪胎混合燃料)袋式除塵器,240T/H電袋復合除塵器及脫硫通過日本專家審核,。出口粉塵濃度≤20 mg/ Nm3 。山西左權(quán)鑫興冶煉廠硅冶煉電爐煙氣凈化除塵,山西安泰焦化廠4000M2至6000M2的大型阻火防爆型脈沖除塵器在焦爐除塵.重慶太極集團制藥廠20t/h-75t/h燃煤鍋爐袋式除塵及脫硫系統(tǒng). 濟南鋼鐵股份有限公司*燒結(jié)廠660000 m3/h電袋復合除塵器主設計,山東江泉集團臨沂燁華焦化廠6000M2大型阻火防爆型脈沖除塵器整體設計,河南省汝州巨龍實業(yè)有限公司75t/h燃煤鍋爐煙氣電袋復合除塵及脫硫系統(tǒng)工程,河南中孚實業(yè)股份有限公司12.5萬噸電解煙氣凈化系統(tǒng),廣西北海高嶺科技15平方,25平方電除塵器,黑龍江雙鴨山水泥廠100平方和50平方電除塵器,江蘇射陽熱電有限公司88平方電除塵器,郴州熱電130t/h機組脫硝SCR工程,張掖熱電2×75t/h機組脫硝SCR工程,華銀熱電2×75t/h機組脫硝SNCR工程, 畢節(jié)熱電廠2×130t/h機組脫硝SNCR,紹興玻璃制品廠脫硝SCR, 山東優(yōu)嘉能源熱力有限公司1×40t/h煤粉鍋爐煙氣超低排放工程SNCR+SCR組合脫硝工藝等。。。。。。
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