SCR脱硝耗氨量计算公式分析说明

SCR脱硝氨消耗计算公式分析与说明往往(天津国华盘山发展有限公司，天津)摘要:本文引用了SCR脱硝液氨消耗的一般计算公式，简述了公式的应用范围和条件，详细分析了公式的各个参数。通过反硝化项目中消耗氨的计算实践，总结了应用于公式的想法，在理解公式的情况下，可以准确地应用于实际设计计算。关键词: SCR，液氨消耗，公式，分析the analysis and author of the liquid ammona conumption calculation formula of SCR denit ration王国平(天津国华pan shanpower generation co.ltd .天津)abstract:The article quoted SCR denit ration liquid ammona conumption in a commonly used formula，The formula of The applicable scoomulakeywords : SCR、liquid ammonica conumption、formula、analysis1前言SCR过程的基本原理是在适当温度(约280 420)的烟气中喷射氨，氨在烟雾中与NOX发生化学反应，将NOX还原为N2和H20，以达到脱硝的目的，制造氨的反硝化还原剂有尿素、纯氨和氨三种。本文讨论的氨消耗计算公式仅适用于以纯液氨为还原剂的SCR脱硝系统。电站锅炉排出的烟气中的氮氧化物统称为NOX，主要成分为NO站的95%和NO2占5%，其他氮氧化物非常少，非常不稳定的1，光，热，习性为NO和NO2，氧化成为NO2，因此燃煤锅炉对大气产生污染的氮氧化物主要意味着NO2一般认可的氮氧化物的排放标准为NOX含量mg/Nm3(标准状态，6% O2，NO2，干法烟气)，本文参考的相关计算公式包括NO2。2氨消耗量计算公式SCR选择性催化还原脱硝技术使用NH3作为还原剂时，液氨消耗计算如下2:wa=(vqc no 17/(30106)vqc no 2172/(46106)m此公式适用于SCR选择性催化还原法、NH3(纯液氨)用作还原剂、标准状态、干基(干法烟气)、实际氧气含量(实际过剩空气系数)和NOX保证值NO2计。在实际计算中，必须将提供的参数数据转换为上述条件进行计算。公式中的参数说明如下：2.1 Wa相关说明Wa是纯氨的时间消耗量kg/h，喷射单元满载的SCR脱硝系统的实际最大氨。纯氨的实际消耗是SCR脱硝系统设计的关键数据，系统中一些主要设备的参数是由纯氨消耗设计的。1)液氨储罐的容量选择。通过Wa可以计算液氨储液罐的容量，液氨储液罐的容量应根据工厂脱硝系统的设计条件下连续运行3-5天(每天24小时)所需的氨量进行设计，罐的实际液氨储液量不得超过罐体积的50%。V=wa24d/ 2V:液氨储罐容积；D: 3-5天；:液氨密度。2)液氨蒸发器的选择。液氨蒸发器蒸发量设计时，蒸发量大于Wa的标准规范之一即可。wa=300kg/h，蒸发器数量选择350kg/h标准。3)在稀释风机流量选择中，稀释风量应根据单位全负荷SCR脱硝系统的实际氨喷射量计算，稀释后混合气体中氨的体积浓度不超过5%，稀释风机的流量应在设计值中添加10%的额外。4)氨的混合量设计是稀释风量喷射氨的量。(5)催化剂的选择中，催化剂的有效体积或数量是在Wa减去逃逸部分的氨能完全反应的前提下设计的。2.2 Vq Nm3/h(标准状态、干燥状态、实际氧气含量)的说明Vq是反应器在锅炉全部负荷下进口的最大烟气流动Nm3/h(标准状态、干燥状态和实际氧气含量)。1) Nm3/h的n表示标准状态：温度0 (t0=273k)，压力101.325Ka(1标准大气压)，气体摩尔体积22.4。工作条件(实际状态)中的干法烟气流动v现实可以通过P0Vq/T0=P实际v /T实体转换为标准状态中的干法烟气流动Vq。Vq=v湿式(1-q%)。2)干燥状态立即干燥烟气，实际测量烟气含特定水分的湿烟气v湿(标准状态，水分含量为q%)。(3)实际含氧量是烟雾中实际测定氧气的体积比率，含氧量相当于过剩的空气系数，两者可以相互计算，公式如下：=20.9%/(20.9%-O2测量值)其中：20.9%是环境空气中的O2含量。O2测量值是测定烟囱O2含量的工具。(4)在标准状态下，根据实际氧气的干燥烟气量与根据6% O2的干燥烟气量换算有以下关系：Vq6% O2=VQ (20.9%-O2度量值)/(20.9%-6%)或vq6% O2=VQ 1.4/测量值6% O2与=1.4过剩空气系数和烟气量成正比(5) SCR反应器通常放置在锅炉省煤器出口、空气预热器入口之间，因此V q是锅炉省煤器出口的干烟气量。也有作为进气口入口的空气预热器出口测量的锅炉，工作人员将此烟气流动作为脱硝设计参数提供给设计单位，因此空气预热器的漏风率通常为10%左右，进气口入口的烟气流动远远大于省煤器出口烟气，不能用作SCR设计参数，因此是错误的。2.3 C NO2，C NO的说明C NO2，C NO是反应堆的进口烟气中的NO2，NO浓度，mg /N m 3(根据标准状态、实际氧气含量的干法烟气)。(1)工程设计提供的氮氧化物排放量一般为mg/Nm3(标准状态，6% O2，NO2，干法烟气)，需要根据实际氧气含量转换氮氧化物排放。兑换关系如下：c NOx 6% O2=c NOx(20.9%-6%)/(20.9%-O2测量值)、或C NOx 6%O2=C nox测量值/1.4氮氧化物含量与过剩空气系数成反比。2)反应堆入口的实际氧气、标准状态、干法烟气的常开触点和NO2浓度计算如下：C no=C NOx /2.050.951.34C NO2=C nox0.05格式：0.95，0.05分别表示NO，NO2表示反应堆入口烟气中NOx的体积比。1.34、2.05分别为NO，NO2体积分数(ppmv)转换为质量浓度(mg/Nm3)的系数，即=气体分子量/气体摩尔体积22.4，质量浓度(mg/nm3)=Ppmv是按体积划分的百万分之一。2.4公式中一些数字的说明氨消耗计算公式中出现的17、30、46、106数字如下：SCR反应器中NH3和氮氧化物的主要反应是3:4NO 4NH3 O2 4N2 6H2O2NO2 4NH3 O2 3N2 6H2ONH3的分子量为17，NO的分子量为30，NO2的分子量为46，NH3与NO的反应比为1: 1，NH3与NO2的反应比为2: 1，在氨消耗方程式中，mg转换为kg (1kg=106 mg)2.5 m的说明m是实际反硝化效率和氨逸出后氨消耗与100%反硝化效率中理论氨消耗的比率。m=nox/100a/22.4/(c no/30 c no22/46)式：NOx为反硝化效率，%； a是氨的逃逸速度，ppmv(标准状态，实际含氧干烟气)。3工程计算案例一座电厂的安装容量为2530兆瓦，煤燃烧超临界火电厂，为了保护环境，需要进行烟气脱硝改造，采用高灰色SCR工艺，在锅炉省煤器和空气预热器之间布置了液氨作为还原剂4。表1 SCR入口烟气参数项目单位数值SCR入口烟气量Nm3/h，湿烟气烟气湿度9.1烟气含氧量2.9SCR门户网站的NOx浓度保证值Mg/Nm3(O2=6%，NO2)350SCR脱硝效率80氨逃逸速度Ppmv3wa=(VQ cno 17/(30106)VQ cno 2172/(46106)m计算为：1)将湿烟气量转换为干法烟气量：Vq=(1-9.1%)=.217 Nm3/h2)氧气含量为6%时，将进口NOx浓度换算为实际氧气含量2.9%的进口NOx浓度：Cnox=Cnox6%O2(测量20.9-O2)/(20.9-6)=350(20.9-2.9)/(20.9-6)=422.819mg/nm3或通过过剩空气系数计算Cnox。=20.9%/(20.9%-O2测量)=20.9%/(20.9%-2.9%)=1.161 6% O2=20.9%/(20.9%-6% O2)=20.9%/(20.9%-6%)=1.4cnox=cnox 6% O26% O2/=3501.4/1.161=422.819 mg/Nm34)反应器进口烟气NO2，无浓度C no=C NOx /2.050.951.34=422.819/2 . 050 . 951 . 34=262.56mg/nm3C NO2=C nox0.05=422.8190.05=21.141mg/Nm35)实际反硝化效率和脱氨后氨消耗与考虑100%反硝化效率的理论氨消耗比计算：m=NOx/100a/22.4/(c no/30 c no22/46)=80/100 3/22.4/(262.56/30 22.142/46)=0.81386)氨消耗量计算：wa=(VQ cno 17/(30106)VQ cno 2172/(46106)m=. 217262.5617/(30106). 21721.14172/(46106)4结论在使用公式计算的项目中，不能盲目应用，必须真正理解每个参数的含义。否则很容易出错。(1)在脱硝设计中，使用此公式计算氨消耗量，必须满足该公式的适用条件，具体条件在文章的第二部分已经提到。2)Vq必须是反应堆入口、标准状态和实际氧气下的干法烟气量。由于空气预热器的空气泄漏率，取代空气预热器排气孔或引风机入口的烟气量，通过进气器后的烟气过剩空气系数比SCR反应器的烟气体积大，无法替代。实测烟气量一般为湿式烟气，计算时转换为干式烟气。3)C NO2，C NO必须使用反应堆入口的实际氧浓度、实际氧浓度计算NO2，C no值，不能直接使用保证值的6%氧浓度计算NOX浓度。(4)m的物理意义是实际反硝化效率和脱氨后氨消耗与100%反硝化效率中理论氨消耗的比率。参考文献示例龙干火电厂脱硝系统还原剂消耗计算方法J上海；测量设计，2009