火电厂尾部增湿及脱硝方案

CFB 锅炉 SNCR 脱硝与尾部增湿方案 CFB 锅炉锅炉 SNCR 脱硝简介脱硝简介 设计依据设计依据 表表 1 1 锅炉初始数据表锅炉初始数据表 项 目单位数 值 锅炉数量及出力t h1 130 CFB 锅炉 烟气流量 干 Nm3 h170000 NOx 初始浓度mg Nm3400 600 SNCR 技术简介技术简介 选择性非催化还原 Selective Non Catalytic Reduction 以下简 称为 SNCR 技术是一种成熟的商业性 NOx 控制处理技术 SNCR 方 法主要在 800 1250 下 将含氮的药剂喷入贫燃烟气中 将 NO 还 原 生成氮气和水 如下图所示 还还 原原 反反 应应 NH3 尿尿素素 图图 1 1 SNCR 反应示意图反应示意图 SNCR 在实验室内的试验中可以达到 90 以上的 NOx 脱除率 应用在大型锅炉上 短期示范期间能达到 75 的脱硝率 长期现场 应用一般能达到 30 70 的 NOx 脱除率 SNCR 技术的工业应用 是在 20 世纪 70 年代中期日本的一些燃油 燃气电厂开始的 在欧 盟国家从 80 年代末一些燃煤电厂也开始 SNCR 技术的工业应用 美 国的 SNCR 技术应用是在 90 年代初开始的 目前世界上燃煤电厂 SNCR 工艺的总装机容量在 2GW 以上 SNCR 技术应用在废弃物焚烧 炉上 脱硝率基本都能达到 50 以上 比较好的情况能达到 75 以 上 SNCR 技术有如下优点 1 脱硝效果满足要求 SNCR 技术应用在大型煤粉锅炉上 长期现场应用一般能够达到 50 以上的 NOx 脱除率 小型工业炉和 垃圾焚烧炉由于炉膛尺寸小 混合好 脱硝效率更高 2 还原剂多样易得 SNCR 技术中使用的脱除 NOx 的还原剂 一般均为含氮化合物 包括氨 尿素 氰尿酸和各种铵盐 醋酸铵 碳酸氢铵 氯化铵 草酸铵 柠檬酸铵等 其中 实际工程应用最 广泛 效果最好的是氨和尿素 3 无二次污染 SNCR 技术是一项清洁的脱硝技术 没有任 何固体或液体的污染物或副产物生成 4 经济性好 由于 SNCR 的反应热源由炉内高温提供 不需 要昂贵的催化剂系统 因此投资和运行成本较低 5 系统简单 施工时间短 SNCR 技术最主要的系统就是还 原剂的储存系统和喷射系统 主要设备包括储罐 泵 喷枪及其管 路 测控设备 由于设备相对简单 SNCR 技术的安装期短 小修停 炉期间即可完成炉膛施工 6 对锅炉无影响 SNCR 技术不需要对锅炉燃烧设备和受热 面进行改动 也不需要改变锅炉的常规运行方式 对锅炉的主要运 行参数不会有显著影响 SNCR 系统组成 以氨水为例 系统组成 以氨水为例 SNCR 脱硝技术 选取最佳的温度窗口喷入还原剂 采用氨水雾 化设计将氨水溶液喷入炉膛进行反应 保证足够的穿透深度和覆盖 面 SNCR 系统主要由氨水加注 存储和输送系统 软化水输送系 统 氨水混合分配系统 还原剂炉前喷射系统 1 氨水加注 存储和输送系统 通过槽车将氨水由外界运输到厂送至袋装氨水存放点储存 氨 水通过氨水加注泵打到氨水储罐储存待用 氨水输送泵将储罐中的 氨水输送至混合和分配系统 2 软化水输送系统 软化水通过软化水输送泵输送到混合和分配系统和氨水混合 流量通过回路上的调节阀调节 3 氨水混合分配系统 每台锅炉宜配置 1 套混合分配系统 计量分配系统实现还原剂溶液和雾化介质的优化分配 能够实 现雾化的最佳效果 防止喷入的还原剂没有经雾化而喷入炉内 或 者是因喷入炉膛的还原剂太少而达不到脱硝的效果 4 还原剂炉前喷射系统 还原剂炉前喷射系统的设计应能适应锅炉从最小负荷到最大负 荷之间的任何负荷持续安全运行 并能适应机组的负荷变化和机组 启停次数的要求 5 控制系统 为保证烟气脱硝效果和烟气脱硝设备的安全经济运行 本工程 将设置以 PLC 系统为核心的完整的检测 调节 连锁和保护装置 实现以控制室 LCD 键盘和鼠标作为监视和控制中心 对整个脱硝 系统的集中控制 自动化水平将使运行人员无需现场人员的干预 在主机控制室内即可实现对烟气脱硝设备及其附属系统启 停的控制 正常运行的监视和调整以及系统运行异常与事故工况的处理 SNCR 主要设备材料清单主要设备材料清单 序号名 称规格 型号 参数 mm 单 位 数量备注 1氨水溶液加注 储存与输送系统氨水溶液加注 储存与输送系统 1 1储罐48m3 304个1 1 2氨水加注泵不锈钢 Q 20m3 h台1 1 3氨水输送泵不锈钢 Q 0 8m3 h台2一用一备 电动开关阀碳钢批1 手动球阀碳钢批1 手动截止阀碳钢批1 疏水阀碳钢批1 Y 型过滤器不锈钢批1 逆止阀不锈钢批1 碳钢批1 1 4 管道 不锈钢批1 2软化水输送系统软化水输送系统 2 1水箱5m3 304个1 2 2软化水泵不锈钢 Q 2 5m3 h台2一用一备 电动调节阀碳钢批1 逆止阀不锈钢批1 手动球阀碳钢批12 4 管道碳钢批1 2 5静态混合器304 1m3 h个1 碳钢批1 2 6管道 碳钢批1 3氨水溶液喷射系统氨水溶液喷射系统 3 1喷射装置电动台4 3 2电动开关阀不锈钢批1 序号名 称规格 型号 参数 mm 单 位 数量备注 电动调节阀碳钢批1 手动球阀不锈钢批1 手动截止阀碳钢批1 针形阀碳钢批1 不锈钢批1 管道 碳钢批1 3 3 管道安装 附件 弯头 大小头 堵头 支吊架 等 批1 4电气系统 电气系统 1 套 5仪表系统 仪表系统 1 套 6热控系统 热控系统 1 套 7安装材料安装材料 预估材料用量 具体需实际考察决定预估材料用量 具体需实际考察决定 动力电缆ZR YJV 0 6 1kV 3 2 5批1 电源电缆KVV 2 1 0批1 控制电缆KVVP 8 1 0批1 7 1 计算机电缆DJYPVP 1 2 1 0批1 7 2电缆桥架热镀锌批1 7 3仪表一次门DN10批1 7 4仪表取样管 14x2 1Cr18Ni9Ti批1 7 5电缆穿线管镀锌钢管批1 7 6 金属软管 及接头 批1 7 7型钢电控按装用角钢 槽钢等批1 8 平台扶梯根据现场情况制作批1 9 油漆根据业主要求批1 SNCR 投资概算投资概算 PLC 根据经验投资额约为 300 350 元 kw 尾部增湿活化工艺方案尾部增湿活化工艺方案 CFB 锅炉炉内 三自动 脱硫虽然最大限度的利用了循环流化 床锅炉自身的特性 投资少 施工期短 脱硫效率高 连续运行稳 定等优势 深受热电企业欢迎 但是同时也存在着脱硫剂的投放量 大 Ca S 比较高 对锅炉的燃烧工况有一定的影响 因此 在循环流化床锅炉炉内 三自动 脱硫的基础上 在锅 炉尾部的烟道上增加了尾部增湿活化系统 将烟气中未参加脱硫反 应的氧化钙转化为氢氧化钙 提高其反应活性 进一步去除烟气中 的 SO2 达到提高脱硫效率的目的 反应机理反应机理 石灰石在经过煅烧分解 固硫反应后 生成的 CaSO4与未反应 的 CaO 以及飞灰一起 随烟气进入锅炉后部与除尘器之间的烟道 在该烟道内 通过喷水雾增湿 一部分尚未反应的 CaO 转变成具有 较高反应活性的 Ca OH 2 继续与烟气中的 SO2反应 从而完成脱 硫的全过程 1 CaO H2O Ca OH 2 2 Ca OH 2 SO2 1 2 H2O CaSO4 H2O 活化反应器内喷水雾量决定了反应温度和湿度 脱硫反应要求 烟气温度越接近绝热饱和温度越好 但不引起活化器壁 除尘器和 引风机结露 因此通常要求控制烟气温度高于绝热饱和温度 10 25K 流程图流程图 尾部增湿活化技术特点尾部增湿活化技术特点 1 有利于脱硫效率高 工程实例运行证明 基于环保监测网及数字表实现自动控制的 循环流化床锅炉干法脱硫技术 CFB 锅炉 三自动 脱硫技术 在钙硫比在 2 2 5 的经济运行情况下脱硫效率可以稳定在 85 以 上 在增加尾部增湿活化系统的条件下脱硫效率可以达到 95 以上 能够满足上级部门关于 CFB 锅炉 三自动 脱硫要求 2 工程投资适宜 脱硫费用低 与其他脱硫方法相比 工程造价与运行费用在相同脱硫效率条 件下都有很大程度的降低 3 脱硫系统运行稳定安全 该脱硫工艺设备少 工艺流程简捷 以通用设备为主结合自动 化控制技术连续运行稳定 故障点少 维护量小 便于实现长期连 续 稳定 安全运行 4 占地面积小 工期短 5 有利于除尘效率的提高 烟气的增湿对烟气和烟尘有调理作用 可以有效减小烟尘的比 电阻 烟尘颗粒表面粗糙度 空隙率增大 比表面积增大以及表面 张力和粘性的增大有利于烟尘的捕集 6 无废水处理 无二次污染 固渣便于利用 由于增湿活化系统对烟气的增湿量很小 且烟气中的水都是以 气态的形式存在 脱硫产物通过电除尘器捕集 因此不存在废水的 处理及脱硫产物的处理问题 7 烟气的增湿活化有利于烟气的排放 循环流化床锅炉尾部增湿之后 烟气温度会有一定的下降 随 着烟气温度的下降 含尘烟气的体积也有所下降 引风机的出力也