SDS干法脱硫SCR低温脱硝技术方案.docx

1、SDS干法脱硫+SCR低温脱硝项目技术方案山东XX环保科技有限公司2018年7月1目录第一章项目概况31.1项目概况3第二章设计依据、原则、范围和要求32.1设计依据32.2设计原则42.3设计范围52.4厂址自然条件52.5工程模式5第三章设计参数53.1烟气主要参数5第四章工艺方案设计64.1工艺选择64.2钠基干法脱硫(SDS)系统64.3 布袋除尘器84.4 SCR脱硝系统9第五章钠基干法脱硫（SDS）工艺单元设计125.1烟气系统125.2储粉及输送系统135.3脱硫反应系统13第六章布袋除尘系统单元设计146.1布袋除尘系统146.2布袋除尘器设计参数14第七章SCR工艺单元设计1

2、57.1反应器本体设计157.2整流器167.3催化剂167.4催化剂在线再生系统187.5还原剂储存制备和输送系统19第八章电气系统198.1 主要设计原则198.2配电系统208.3照明及接地系统218.4电缆和电缆构筑物218.5电缆构筑物22第九章PLC控制系统229.1控制对象及设计范围229.2控制水平229.3控制系统的可靠性229.4控制系统功能23第十章环境保护、节能、安全、卫生与消防2410.1 环境保护2410.2节能2410.3 劳动安全与职业卫生2510.4 消防26第十一章技术培训、技术服务和联络2611.1 技术培训2611.2 技术服务2711.3 设计联络28

3、第十二章主要设备明细及报价表29第十三章运行费用32第十四章工程实施计划32第十五章质保售后承诺3315.1质保体系3315.2我们的售后服务33第一章项目概况1.1项目概况山西 XX镁业有限公司，位于山西省闻喜县。公司原合金炉需建设配套脱硫脱硝设施，出口烟气达到环保要求。在“十二五”计划中，我国的节能减排工作任重而道远。面对日益严峻的环保形势，为响应国家有关部门关于烟气脱硫的政策法规，以及从可持续发展和社会及环保效益的角度出发，八达镁业有限责任公司对锅炉烟气计划建设及脱硫脱硝综合环保工程，经处理后外排烟气达到当地环保要求。SOx含量： 35mg/NmNOx含量： 50mg/Nm颗粒物含量：

4、10mg/Nm第二章设计依据、原则、范围和要求2.1设计依据（1） 锅炉大气污染物排放标准 GB13271-2001（2） 锅炉烟尘测试方法 GB/T5468-91（3） 工业企业噪声控制设计规范 GBJ78-85（4） 钢结构工程施工质量验收 GB50205-2001（5） 钢结构设计规范 GB50017-2003（6） 袋式除尘器安装技术要求与验收规范 JB/T8471-96（7） 袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件 GB12625-90（8） 除尘机组技术性能及测试方法 GB/T11653-89（9） 脉冲喷吹类袋式除尘器 GB/T8532-1997（10） 电器装置安装工程施工技术条件 G

5、BJ232-82（11） 建筑抗震设计规范 GB5011-2001（12） 固定式钢斜梯安全技术条件 GB4053.4-93（13） 固定式工业钢平台 GB4053.4-83（14） 袋式式除尘器用滤袋框架技术条件 JB/T5917-91（15） 袋式式除尘器用电磁脉冲阀 JB/T5916-2004（16） 电气装置安装工程及验收规程 GB 50254-696 （17） 低压分配和电路设计规范 GBJ54-83（18） GB 150 钢制压力容器（19） GB 536 液体无水氨（20） GB 2440 尿素（21） GB 3836.2 爆炸性气体环境用电气设备（22） GB 4208 外壳防

6、治等级（IP代码）（23） GB 8978 污水综合排放标准（24） GB 12268 危险货物品名表（25） GB 12348 工业企业厂界噪声标准（26） GB 12358 作业环境气体检测报警仪通用技术要求（27） GB 12801 生产过程安全卫生要求总则（28） GB 14554 恶臭污染物排放标准（29） GB 18218 重大危险源辩识（30） GB 50058 爆炸和火灾危险环境电力装臵设计规范（31） GB 50160 石油化工企业设计防火规范（32） GB 50222 建筑内部装修设计防火规范（33） GB 50351 储罐区防火堤设计规范（34） GBZ 1 工业企业设计

7、卫生标准（35） GB/T 16157 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法（36） GB/T 20801 生产过程安全卫生要求总则（37） GB/T 21509 燃煤烟气脱硝技术装备（38） DL 408 电业安全工作规程（39） GB9078 工业炉窑大气污染物排放标准（40） GB18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准（41） GB50016 建筑设计防火规范（42） GB50040 动力机器基础设计规范（43） GB50212 建筑防腐蚀工程施工及验收规范（44） HG23012 厂区设备内作业安全规程（45） HJ/T75 固定污染源烟气排放连续监测技术规范（

8、试行）2.2设计原则1、烟气除尘脱硫脱硝工艺成熟、可靠。烟气除尘脱硫脱硝及辅助设备和附件使用的材料，制造工艺及检验要求均不低于国家有关标准的规定。2、保证烟气含尘量、二氧化硫及NOx浓度在一定范围内波动时，除尘脱硫脱硝率满足系统设计要求。烟气量变动在40110%时，系统工作正常。3、采用成熟的除尘脱硫脱硝技术，可以保证处理效果满足系统设计的要求和标准。4、工程场地布置能满足系统设备用地要求。5、脱硫脱硝产物不会产生二次污染。6、系统原料有稳定可靠的来源。7、整个除尘脱硫脱硝系统中与有腐蚀性的介质接触的部件和设备有防腐措施。8、采购的设备为国内、国际知名品牌。9、催化剂满足烟气灰分要求，选择科学

9、合理的技术参数。10、工艺设计尽可能节约能源和水源，应设计节能技术及设备，尽可能降低系统的投资与运行费用。11、装置区域环境噪声满足GB12348-1990工业企业厂界噪声标准类标准，设备运转噪声小于85分贝（离设备1米处测量）。12、模块化的设计理念，满足不同时期的环保要求。2.3设计范围合金炉烟气采用“SDS干法脱硫+布袋除尘器+SCR脱硝装置”进行烟气处理，保证烟气达标排放。2.4厂址自然条件（1） 气温：年平均气温13.9（2） 多年极端最高气温40.4（3） 多年极端最低气温-16.7（4） 降雨量：年平均降雨量627.3mm 2.5工程模式实施设计、制造、安装、调试和上岗人员培训的

10、工程服务模式。第三章设计参数3.1烟气主要参数1）烟气处理规模项目烟气量烟气温度烟气NOx烟气SO2参数80000Nm3h180836.5 mg/m1800mg/m2）烟气处理排放标准序号项目单位出口设计值备注1SO2浓度mg/Nm3352NOx浓度mg/Nm3503颗粒物浓度mg/Nm310第四章工艺方案设计4.1工艺选择合金炉烟气 SDS干法脱硫系统布袋除尘器燃烧炉（升温）SCR低温脱硝系统风机烟囱排放4.2钠基干法脱硫(SDS)系统4.2.1钠基干法脱硫(SDS)脱硫工艺原理钠基干法脱硫是利用脱硫剂超细粉与烟气充分混合、接触，在催化剂和促进剂的作用下，与烟气中SO2快速反应。而且，在反应

11、器、烟道及布袋除尘器内，脱硫剂超细粉一直与烟气中的SO2发生反应。反应快速、充分，在2秒内即可生产副产物Na2SO4。通过布袋回收副产物，作为化工产品利用。这种反应脱硫效率高，按化学反应当量 1：1 时，脱硫效率大于 98.1%，而且是一次性喷入脱硫剂，不需要循环。脱硫机理以小苏打（NaHCO3）做脱硫剂，在高温烟气的作用下激活，表面形成微孔结构，犹如爆米花被爆开，烟道内烟气与激活的脱硫剂充分接触发生化学反应，烟气中的SO2及其他酸性介质被吸收净化，脱硫并干燥的Na2SO4副产物随气流进入布袋除尘器被捕集。主要反应：2NaHCO3(S) = Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) (1

12、) SO2(g)+Na2CO3(s) +1/2O2 = Na2SO4(s)+CO2(g) (2)副反应： SO3(g)+Na2CO3(s) = Na2SO4(s)+CO2(g) (3)4.2.2 钠基干法脱硫(SDS)脱硫工艺流程 SDS脱硫系统流程示意图根据现场工况，制定的工艺技术路线如下：（1） 采用先脱硫后脱硝工艺减少烟气中SO2浓度对中低温SCR脱硝催化剂的寿命的影响，脱硫后烟气进入布袋除尘器，确保系统稳定运行。（2） 脱硫选用SDS干法脱硫工艺。SDS干法脱硫温度降最低，能很好的保证烟气脱硝所需的温度区间及净烟气的排烟温度，从而保证了脱硝效率及烟囱长期处于良好的热备状态。（3） 在脱

13、硫装置后加装布袋除尘器。为满足系统的粉尘排放要求，同时保证催化剂的寿命和脱硝效果，需要在脱硫系统后加装布袋除尘器，以保证烟囱测点处的烟气含尘浓度在10mg/Nm3以下。（4） 工艺路线说明还原（合金）炉烟气进入钠基（NaHCO3）干法脱硫（SDS）除尘一体化系统。在SDS脱硫反应器内喷入碳酸氢钠超细粉，碳酸氢钠超细粉在高温烟气的作用下分解出高活性碳酸钠和二氧化碳，活性强的Na2CO3与烟道内烟气中的SO2及其他酸性介质充分接触发生化学反应，被吸收净化。脱硫后粉状颗粒产物随气流进入布袋除尘器收集脱硫副产物。4.3 布袋除尘器4.3.1布袋除尘器工作原理布袋除尘器的工作机理是含尘烟气通过过滤材料时

14、，尘粒被过滤下来，过滤材料捕集粗粒粉尘主要靠惯性碰撞作用，捕集细粒粉尘主要靠扩散和筛分作用。除尘器由灰斗、箱体、花板、喷吹系统等部分组成。工作时，烟气因引风机的作用被吸入和通过除尘器，含尘气体从中部的进风，粗尘粒经通过自然重力沉降分离后直接落入灰斗，细尘粒随气流转折向上进入箱体。在负压的作用下烟气均匀而缓慢地穿过滤袋。烟气在穿过滤袋时，固体尘粒被捕集在滤袋的外侧并积附在滤袋的外表面。过滤后的洁净气体进入上箱体的净气区集合后，再经出气烟道排出。随着过滤工况的进行，当滤袋表面尘粒积附达到一定量时，使用脉冲压缩空气将已捕集在滤袋上的灰尘从滤袋上剥落并使之落入底部的灰斗内，再通过输送设备把灰尘从灰斗内

15、输送出。滤袋净化与喷吹工作原理4.3.2布袋除尘器主要特点本项目选用脉冲长袋除尘器，主要特点是：反吹气流阻力低、 脉冲清灰效果好，高架式，灰仓锥角大， 不易积灰搭拱。我公司的布袋除尘器采用了多项技术： 除尘器采用在线清灰，比离线清灰效果好，无二次吸附现象。 高可靠性低压大规格脉冲阀配置，反吹效果显著。 除尘器烟气进口处增加预沉降均温设计，避免烟气对滤袋直接冲刷， 利用预沉降减少大颗粒烟尘对滤袋的负荷，减少烧糊滤袋现象，延长滤袋使用寿命； 专业化喷吹管、 滤袋笼骨制造，保证长期运行可性； 优化滤袋排列，降低除尘器阻力损失； 设备的运转部分有安全防护措施和必要的防雨措施。4.4 SCR脱硝系统4.

16、4. 1脱硝工艺原理目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种法都是利用氨对NOX的还原功能，在催化剂的作用下将NOX(主要是NO)还原为对大气没有多少影响的N2和水。还原剂为NH3，其不同点则是在尿素法SCR中，先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR触媒反应器，它转换的方法为将尿素注入一分解室中，此分解室提供尿素分解所需之混合时间，驻留时间及温度，由此室分解出来之氨基产物即成为SCR的还原剂通过触媒实施化学反应后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有热解法和水解法，主要化学反应方程式为：NH2CONH2+H2O2NH3+CO2在整个工艺的设计中，通常是先使

17、氨蒸发，然后和稀释空气或烟气混合，最后通过分配格栅喷入SCR反应器上游的烟气中。典型的SCR反应原理示意图在SCR反应器内，NO通过以下反应被还原：4NO+4NH3+O23N2+6H2O6NO+4NH35N2+6H2O当烟气中有氧气时，反应第一式优先进行，因此，氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。在锅炉的烟气中，NO2一般约占总的NOX浓度的5%，NO2参与的反应如下： 2NO2+4NH3+O23N2+6H2O 6NO2+8NH37N2+12H2O上面两个反应表明还原NO2比还原NO需要更多的氨。在绝大多数锅炉烟气中，NO2仅占NOX总量的一小部分，因此NO2的影响并不显著。SCR系统NOX脱

18、除效率通常很高，喷入到烟气中的氨几乎完全和NOX反应。有一小部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。一般来说，对于新的催化剂，氨逃逸量很低。但是，随着催化剂失活或者表面被飞灰覆盖或堵塞，氨逃逸量就会增加，为了维持需要的NOX脱除率，就必须增加反应器中NH3/NOX摩尔比。当不能保证预先设定的脱硝效率和（或）氨逃逸量的性能标准时，就必须在反应器内添加或更换新的催化剂以恢复催化剂的活性和反应器性能。从新催化剂开始使用到被更换这段时间称为催化剂寿命。对SCR系统的制约因素随运行环境和工艺过程而变化。制约因素包括系统压降、烟道尺寸、空间、烟气微粒含量、逃逸氨浓度限制、SO2氧化率、温度和NOx浓度，都

19、影响催化剂寿命和系统的设计。除温度外，NOx、NH3浓度、过量氧和停留时间也对反应过程有一定影响。SCR系统一般由氨或氨水的储存系统、（氨水转化为氨系统）、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、检测控制系统等组成。SCR脱硝反应器在锅炉尾部一般有三种不同的布置方式，高尘布置、低尘布置和尾部布置。4.4.2 SCR脱硝工艺流程SCR脱硝工艺流程图4.4.2 还原剂的选择目前常用的还原剂主要有以下3种：液氨，氨水和尿素。其特点如下表：还原剂类型优点缺点建议液氨还原剂和蒸发成本最低；体积小。安全问题；为防止污染，设备投资高。运行成本低在危险管理许可的条件下，可以使用。氨水如果溢出，蒸汽浓度较低

20、。相对无水氨，还原剂成本较高；蒸发能量高；较高的储存设备成本；较大的注入管道。考虑到无水氨危险性，可以使用。尿素没有溢出危险。相对无水氨；更高的蒸发能量；更高的储存设备成本；较大的注入管道。可以使用本方案采用（25%）氨水作为脱硝还原剂。1）SCR催化剂的选择按催化剂原材料分为铂系列、钛系列、钒系列及混合型系列。目前的SCR催化剂一般为使用TiO2载体的V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物。按催化剂结构分为板式、波纹式和蜂窝式，如下图所示。蜂窝式 波纹式 板式三种常用催化剂的特点类型蜂窝式板式波纹式成型陶制挤压，成型均匀，整体均为活性成分金属为载体，表面涂层为活性成分波纹状纤维作载体，表面涂

21、层为活性成分优点1.比表面积大，活性高2.所需催化剂体积小3.高度自动化生产4.催化活性物质比其他类型多50-70%5.催化剂可以再生1.烟气通过性好（不易产生堵塞）2.高度自动化生产1.比表面积比板式大2.重量轻3.高度自动化生产缺点1.烟气流动条件不好时，表面可能产生一定堵塞，可以通过流态模型来改善2.主要用于高尘烟气1.比表面积小，体积大2.实际活性物质比蜂窝式少50%3.上下子模块之间占据一定空间4.再生时SO2/SO3转化率高1.对烟气流动性很敏感，主要用于低尘2.活性物质比蜂窝式少70%3.模块结构与板式接近，有同样的问题4.兼有蜂窝式、板式的特点蜂窝式催化剂属于均质催化剂, 以T

22、iO2、V2O5、WO3为主要成分，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面遭到灰分等的破坏磨损后，仍然能维持原有的催化性能，催化剂可以再生。按催化剂工作温度分为中温型和低温型。中温型催化剂以TiO2、V2O5为主要成分，适用工作温度为280420。低温型催化剂以TiO2、V2O5、MnO为主要成分，适用工作温度为180。按催化剂用途分为燃煤型和燃油、燃气型。燃煤和燃油、燃气型催化剂的主要区别。蜂窝内孔尺寸，一般燃煤5mm，燃油、燃气4mm。催化剂性能要求： 适应温度范围广， NOx去除率高， SO2抵抗力强， SO2/SO3转化率低， 对灰分及热冲击力的抵抗力强， 压力损失（阻力）低。本方案选

23、用蜂窝式催化剂。第五章钠基干法脱硫（SDS）工艺单元设计钠基（NaHCO3）干法脱硫（SDS）工艺单元主要包括烟气系统、卸料及输送系统、脱硫反应系统。5.1烟气系统5.1.1烟道及其附件烟道根据可能发生的最差运行条件（如温度、压力、流量、湿度等）进行设计。烟道设计不低于中国管道设计技术规程的最新标准。烟道是具有气密性的焊接结构，所有非法兰连接的接口都进行连续焊接，与挡板门的配对法兰连接处也实施密封焊。烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响。而对于烟道中粉尘的聚集，设计时考虑到附加的积灰荷重。烟道设计考虑所有荷载，如：内压荷载、自重、风荷载、积灰、地震、腐蚀、保温和外装。所有烟道在

24、适当的位置配有足够数量和大小的人孔门，以便于烟道（包括挡板门和补偿器）的维修检查和清除积灰。另外，人孔门与烟道壁分开保温，便于开启。在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处，以及根据烟气流动模型研究结果要求的地方，设置导流板。5.1.2 膨胀节膨胀节用于补偿烟道热膨胀引起的位移。膨胀节在所有运行和事故条件下都能吸收全部连接设备和烟道的轴向和径向位移。所有膨胀节的设计无泄漏，并且能承受系统最大设计正压/负压。5.1.3挡板门根据需要设置进烟气挡板、出烟气挡板门，在温度变化时可随时切换系统工艺路线。5.1.4系统保温所有烟道(包括旁路烟道)均需保温，以减少热量散失（温降10度以内），提高热利用效率及

25、烟囱排烟温度。烟道保温材料采用100mm厚硅酸铝+0.5mm彩钢板（彩钢板颜色与厂方一致）。给水管道及热力管道等均进行外保温防冻防热处理，保温材料采用橡塑板。所有的管道及钢结构外表面均涂装油漆进行防腐处理。5.2储粉及输送系统该系统是SDS干法脱硫系统的关键设备，系统设备主要包括卸料站、计量装置、螺旋输送机等。袋装碳酸氢钠粉通过由人工送入卸料站，拆卸后的碳酸氢钠粉由卸料站仓底的星型卸灰阀送入螺旋输送系统，输送至SDS反应器进口。碳酸氢钠粉粒径达到设计要求（D9020m）5.3脱硫反应系统烟道及反应塔系统主要包括反应器、喷嘴及相关连接烟道。小苏打粉被喷射到脱硫反应塔前的烟道中，在烟道中与SO2进

26、行中和反应，从而实现SO2的初步脱除。烟气通过烟道由脱硫反应塔侧部进入。烟气进入反应塔后，首先流经烟气分布模块进行烟气流场重整，实现烟气与吸收剂的进一步有效混合，为SO2吸收反应准备条件。然后，烟气流经塔内混合传质模块，增强传质效果，促进小苏打与烟气中SO2的中和反应，实现SO2的深度脱除，生成Na2SO4、Na2SO3等反应产物。这些干态产物小部分从反应塔底排灰口排出，绝大部分随烟气进入布袋除尘器。反应塔是一个复合塔结构，主要由进口段、烟气分布模块、烟气传质模块、塔内隔板、出口段组成，全部采用普通钢板焊接而成。塔内完全没有任何运动部件和支撑杆件，也无需设防腐内衬。采用钢支架进行支撑，并在下部

27、设置平台。反应塔：形状：圆柱+锥形，钢结构 材质： Q345支撑形式：钢结构支架介质温度：150-300温度损失：10压力损失：500Pa第六章布袋除尘系统单元设计6.1布袋除尘系统1、中箱体袋室结构：袋室由厚度4mm冷轧钢板折弯板拼接成，折弯板具有良好的抗弯强度，同时折弯板外形刚毅，保证箱体符合耐压要求，确保箱体外观质量，并持久耐用。中箱体设风槽，通过风槽隔板形成进风槽和出风槽，在风槽口部设有带法兰连接的进风口和出风口。在风槽内部设置旁路，既节省空间又可减少材料。 2、上箱体为净气室，上箱体用4 mm厚钢板做花板，采用分室结构，每室设一提升阀和喷吹管，提升阀放在风槽顶部上方，用于离线清灰；喷

28、吹管由喷头，脉冲阀接头组成，脉冲阀和提升阀分别由电磁铁控制开闭，由控制器控制电磁铁，实现脉冲阀开闭的自动控制；箱体上部设检修门，检修门设密封槽，在密封槽内放密封胶防止漏气，保证整体漏风率小于2%。检修门用于检查和更换布袋，所有入孔门周围设橡胶密封条，设压板均匀压紧。 3、本除尘器设有灰斗，灰斗下方设置有自动卸料功能星型卸料阀，卸料阀能有效防止漏风和水汽进入，当灰斗积灰达到一定量时，卸料阀周期性地把积灰泻出。灰斗设有检修门，方便检修。 4、本除尘器配置自身保护功能，设有温度控制和处理突发情况的旁路装置，一旦控制系统探测到烟气温度过高或者其他突发情况，PLC控制仪器就会气动关闭除尘器进出风口碟阀并

29、打开旁路碟阀，避免布袋受损，起到保护除尘器的作用。当烟气温度恢复正常后，进出风口碟阀会气动打开, 旁路碟阀会气动关闭，除尘系统恢复运行。当烟气温度持续增高时，则需要风机停止工作，保护风机。等值班人员检修正常后，从新启动运行。另外，由于锅炉烟气温度很高，为了设备维护人员安全，非常有必要设置旁路以应对在生产无法停止的情况下的突发故障，确保生产顺利进行。 5、电控系统含脉冲喷吹控制，振打控制，温度控制和空压机控制等。采用性能稳定的专用控制器，确保除尘器正常运转。 6、根据当地气候及锅炉烟尘的特点，除尘器系统设有保温层，以保持烟尘温度持续平稳，避免因结露而导致糊袋等现象发生，确保除尘器正常运转。 7、

30、滤料采用性能好的PTFE,它具有优良的耐酸碱、耐高温性能，工作温度高达240，瞬间可达260 ，拒水防油且易于清灰。 8、袋笼采用直径3.0的优质线材制造，表面镀彩锌，能确保袋笼长期使用。袋笼采用专用焊接设备一次焊接成型，骨架结构及焊接质量通过在焊接区域进行钢丝弯曲试验来测试，确保焊接牢固没有虚焊和裂缝。所有焊缝和其它连接处检查毛刺等尖锐突起物。做到无飞边无毛刺,有利于袋笼的安装、使用和拆卸。 6.2布袋除尘器设计参数序号项目单位数值1进口烟气温度1802出口烟气温度2003进口烟气流量Nm3/h800004烟气过滤速度m3/m2.min0.75漏风系数1.016压缩空气系数1.027出口烟气

31、量Nm3/h808008设计系数1.19过滤面积m22540第七章SCR工艺单元设计窑炉烟气经过布袋除尘后，粉尘浓度小于10mg/Nm3，170左右的烟气通过燃烧炉加热至200，然后进入低温SCR脱硝反应器，氨水通过氨水烟气加热蒸发出氨气，与烟气中的氮氧化物在反应器内通过催化剂催化反应生成氮气和水，脱硝后的烟气经过引风机由烟囱达标排放。低温SCR脱硝工艺系统主要包括烟道系统、SCR反应器、氨蒸发系统、还原剂储存及制备系统，吹灰器，催化剂再生系统等。7.1反应器本体设计根据还原（合金）烟气特性及考虑到日后设备检修及时，为保障脱硝设备能连续稳定运行，数据达标排放，烟气分四仓室进行脱硝设计。脱硝段采

32、用单元模块化设计，在模块单元的烟气进、出口设有阀门，对催化剂更换、检修时可分单元逐步进行，也可以分单元对催化剂进行在线热解析，保证脱硝催化剂的高效脱硝效率并延长脱硝催化剂低温运行下的使用寿命。实现离线维护、检修，而不会影响整个脱硝系统运行。反应器为自立钢结构型式，烟气由上而下通过催化剂层。SCR反应器本体依烟气流向可分为喷氨段、混合段、均流段、反应段。SCR脱硝效率与以下因素有关：1）催化剂体积：空间速度（催化剂体积计算）是SCR的一个关键设计参数。(它是尺度温度和压力下的湿烟气在催化剂容积内滞留时间的尺度。决定反应的完全性，也就对SCR系统的效率有所影响。)2）反应温度：反应温度在一定水平上

33、决定着还原剂(氨)与烟气中NOx的反应速度，同时也影响催化剂的活性。一般来说，反应温度越高，越有益于SCR系统的运行。3）停留时间：烟气流速（停留时间）是SCR的一个关键设计参数。它是度量温度和压力下的湿烟气在催化剂容积内滞留时间的尺度，决定反应的完全性，也就对SCR系统的效率有所影响。4）氨氮比：在一定范围内，NO脱除率随NH3 /NO摩尔比的增加而增加，NH3/NO摩尔比小于1时，其影响更明显。若NH3投入量偏低，NO脱除受到限制；若NH3投入量超过需要量，NH3氧化等副反应的反应速率将增大，从而降低了NO脱除效率，同时也增加了净化气中未转化NH3的排放浓度，造成一次污染。5）氨气与烟气混

34、合均匀程序：氨与烟气的均匀混合既保证了NOx的脱除效率，又能保证较低的氨逃逸量。如果氨与烟气混合不均匀，即使氨的输入量大，氨与NOx也不能充分反应，不仅达不到脱硝的目的还增加了氨的逃逸量。6）烟气在SCR反应器内分布均匀程度。烟气在反应器内的分布均匀程度，不仅影响脱硝效率，也影响到氨的逃逸浓度。烟气在高流速区域停留时间短，脱硝效率低，部分氨气无法反应而逃逸，虽然烟气流速地区域脱硝效率高，但在烟气分布不均匀时，则整体脱硝效率低、氨易逃逸。为达到较高的脱硝效率，设计每个功能段时必须考虑以上因素，每个环节均优化设计。在本项目中，设计进入SCR系统的烟气温度不低于170，出口烟气温度不低于150。反应

35、器壳体使用6mm厚钢板及型钢补强设计，能够承受内部压力（设计压力1500）、地震负荷、催化剂负荷和热应力等。7.2整流器混合好氨气的烟气在反应器内的分布均匀程度不仅影响脱硝效率，也影响到氨的逃逸浓度。烟气流速高区域烟气停留时间短，脱硝效率低、部分氨气无法反应而逃逸，虽然烟气流速低区域脱硝效率高，但在烟气分布不均匀时，则总体脱硝效率则低、氨易逃逸。立式SCR反应器上方烟气流向需要转90角度，均流器前烟道不仅短，而且也有多个影响气流的局部构件。安装均流器空间小，为使进入催化剂层的烟气分布均匀，均流器采用导流板加均流格栅板形式，导流板和格栅板依据CFD数值模拟计算结果进行设计。保证进入催化剂层的烟气

36、流速均匀程度0.2。7.3催化剂（1）考虑到本项目的废气气量，所以本工艺采用的催化剂形式是蜂窝状整体催化剂。催化剂尺寸：1501501000 mm。（2）本工程共配置1台（4仓室）SCR反应器，SCR每台反应器设计三层催化剂层（3+1层），最上一层为正常预留层。在初期的3层催化剂运行3年后，增加布置1层催化剂，然后每年循环更换1层催化剂。（3）催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间，催化剂模块采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊。（4）催化剂模块设计有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂各层模块规格统一、具有互换性。在加装新的催化剂之前，催化剂体积满足性能保

37、证中关于脱硝效率和氨的逃逸浓度等的要求。（5）SCR反应器内具有可抽取测试块的模块数量至少占总模块数的10%，而且具有可抽取测试块的模块应均匀分布在每层催化剂层。（6）烟气竖直向下流经反应器，反应器入口设置气流均布装置，反应器入口及出口处均设置导流板，对于反应器内部易于磨损的部位设计必要的防磨措施。反应器内部各种加强板及支架均设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿措施。反应器设置有足够大小和数量的人孔门。反应器配置了可拆卸的催化剂测试元件，并考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置。 (7) 每层催化剂设置一台声波吹灰器。SCR脱硝催化剂性能参数表项目单位数据运行温度180-300入口浓

38、度mg/m3900脱硝效率%95设计出口NOx浓度mg/m350化学寿命期内NH3逃逸率ppm5SO2/SO3转化率%1允许运行温度内化学寿命h24000催化剂机械寿命年5化学寿命期内催化剂单层压降Pa200催化剂层总压降（含预留层）Pa800整个脱硝系统压降总预留Pa1200催化剂型式蜂窝式基材TiO280-88%活性化学成份V2O5,1.5-3%/MoO3,5-7%孔数3030节距mm4.9壁厚mm0.8催化剂空隙率%67.2催化剂比表面积m2 /m3656单仓催化剂m39.72催化剂初始体积m329.16催化剂单元尺寸mmmmmm1501501000测试块类型单体单仓每层2块数量块6分仓

39、室个4模块布置层数层3+1单个模块布置个个66单个模块尺寸mmmmmm9709701200单仓模块总数个12模块材质Q345B模块布置个个34单仓内净尺寸mmmmmm300040003000速度分布偏差 as CV10入口 NOx浓度分布 as CV5温度分布偏差5NH3/NOx摩尔比分布偏差3允许使用温度范围（min/max）/180-300运行温度变化速率/min5(70)10(70-130)20(130)每小时25%氨水的用量kg/h1365天25%的氨水储罐m316.37.4催化剂在线再生系统（1）催化剂在线再生烟气中含有少量SO2，由于采用低温催化剂的脱硝温度较低，低温时仅为180左

40、右，含硫量35mg/m3，脱硝过程中会生成硫酸氢铵不断的富集，硫酸氢铵覆盖在催化剂表面，会导致催化剂的失活。目前催化剂的设计中已考虑到抑制SO2转化为SO3的催化活性，能防止生成硫酸氢铵的生成。催化剂活性恢复采用加热分解硫酸氢铵的方式。采用一台热风炉，加热烟气至300-350，送入到脱硝反应器中。从脱硝反应器出来后，热空气的余热用来加热进入热风炉的新风，达到节能的作用，最后，加热气体通过烟囱排入大气。（实际再生周期根据运行情况来计算）（2）开机预热因催化剂生产后会放置一段时间，催化剂本身会吸附水分或因环境中产生氧化质等影响脱硝效率的情况。如直接投入脱硝使用，会引发效率不稳定的现象，为保证催化剂

41、稳定运行，首次运行需进行240起活烘干48h。（3）停机烘干若整套系统停机检修一段时间，或者由于窑炉不稳定停机后短时间（3天内）不会重新投入使用，则需要对催化剂进行烘干保护催化剂，防止催化剂长时间受潮导致催化剂化学寿命或效率下降。（4）烟气升温当生产处于低负荷或者生产不稳定导致进入低温SCR系统的烟气温度低于200时，需要利用此系统对烟气进行补温，保证整个低温SCR系统的稳定运行。7.5还原剂储存制备和输送系统（1）氨水储存区采用室外布置。氨水的供应由槽车运送。氨水溶液经由2台氨水溶液给料泵（1用1备）进入氨水溶液储罐。设置1个氨水溶液储罐，罐的容积满足脱硝5天的用量（25%浓度氨水溶液）要求

42、，储罐的容积为20m3。采用304不锈钢制造，储罐为立式平底结构，装有液位计、温度计、浓度计等测量设备，装有人孔、梯子及通风孔等。储罐露天放置时，四周加有隔离防护栏，并将考虑现场其他情况变量包括地震带，风载荷、雪载荷和温度变化等。（2）氨水输送泵氨水溶液给料泵采用2台多级离心泵（1用1备），系统设有电磁流量计和压力变送器等设备。（3）氨水喷射模块由计量分配模块输送过来的氨水溶液进入炉前的喷枪，经过喷枪的雾化后送入烟道。雾化用的喷枪采用二流体喷枪，二流体喷枪主要由枪体和喷嘴组成，枪体分为内管和外管两个部分，溶液走内管，压缩空气走外管，压缩空气在外管中呈螺旋装前进，在喷嘴出口处呈涡流装高速喷出与溶

43、液充分混合，通过调节压缩空气用量与氨水溶液用量的比例使之达到完全雾化的效果。第八章电气系统8.1 主要设计原则 系统采用与主体工程相同的电压等级及接地方式。系统名称或额定电压所接电动机的额定电压正常母线电压母线电压的波动范围中心点接地方式相数线数低压厂用电380/220380/220V3805%V2205%V低压中性点直接接地34 低压脱硫、脱硝和除尘电动机、照明和检修等低电压负荷由0.4kV供电。 在正常的电源电压偏移和厂用负荷波动的情况下，厂用电各级母线的电压偏移应不超过额定电压的5%。 最大容量的电动机正常起动时，厂用母线的电压不低于额定电压的80%。 高、低压脱硫变压器的容量选择按照2

44、002年版“火力发电厂厂用电设计技术规定”进行。 厂用电系统内各级保护元件，在各种短路故障时能有选择地动作。8.2配电系统8.2.1 400V供电系统电动机回路、配电柜上的馈线回路采用塑壳断路器。低压电器的组合应保证在发生短路故障时，各级保护电器有选择性的正确动作。低压系统设计不少于15%的备用配电回路。MCC的布置采用集中布置方式，不采用就地布置方式,低压8.2.2控制与保护1) 控制方式所有控制接入PLC系统，不设常规控制屏。纳入脱硫塔监控的电气设备包括：380V PC进线及分段开关、馈线开关。电气系统与PLC采用硬接线。控制电压采用220V AC。2) 信号与测量脱硫塔控制室不设常规音响

45、及光字牌，所有开关状态信号、电气事故信号及预告信号均送入PLC。控制室不设常规测量表计，采用420mA导轨式变送器（变送器装于相关开关柜）输出送入PLC。3) 同期电源进线切换均采用先断后合操作方式以防止不同电源并列运行。电气接线设有闭锁接线。4) 继电保护接于380VPC段的电动机保护器，其他380V系统及电动机由空气开关脱扣器及熔断器实现保护。继电保护配置按火力发电厂厂用电设计技术规定配置，基本配置如下：进线、母联及馈线回路电流速断保护、过电流、过负荷、接地保护电动机电流速断保护、过电流、过负荷、接地保护5) 保护装置外接电源应为220V DC。6) 低压电气原件采用正泰/德力西,变频器采

46、用英威腾/同等品牌,PLC采用西门子S7-300系列。8.3照明及接地系统8.3.1照明系统交流正常照明系统采用380/220V，3相4线，中性点不直接接地系统，各场所的照明电源由设备就近或相邻的PC或MCC供电。8.3.2防雷接地系统1. 接地系统接地系统，符合GB、DL及IEC标准的相关要求。完整的接地系统包括： 接地极 接地体 所有需要的连接和固定材料在适当的位置埋设接地极，每个接地极与接地网导体相连，接地网导体尽可能靠近设备设置；检验和测量接地电阻的接地井设置在安装有接地极的适当位置处。所有接地导体采用下列方式连接:地下部分采用焊接，焊接处作防护处理；裸露部分采用螺栓连接或焊接，焊接处

47、作防护处理。区域内应为独立的闭合接地网，其接地电阻为4。该闭合接地网设计至少应有四处与电厂的主接地网电气连接。2. 防雷系统防雷保护系统的布置、尺寸和结构要求应符合相关的GB、DL及IEC标准。脱硫、脱硝和除尘区域内的防雷保护应根据需要设计和安装。避雷针和避雷带的引下线在距地面2000mm及以内设有高牢固的PVC保护管。8.4电缆和电缆构筑物1. 0.4kV动力电缆0.4kV动力电缆采用0.6/1.0kV阻燃型耐高温聚合物绝缘及护套电缆。2. 仪用变压器电缆电缆符合“60V以上的测量和控制电缆”的要求。通常，一条仪用变压器的电缆应只传输一个变压器的电压或电流值。如果同一个电压信号用于不同的需要

48、（如：保护、测量、计量）应装设分离的小型断路器。变压器电压必须用独立的电缆传输。3. 电缆连接装置0.4kV动力电缆不应有中间接头，控制电缆不能有中间接头。4. 电缆设施电缆设施符合相关的标准和规范。电缆根据工程实际情况恰当地采用电缆沟道电缆桥架地下埋管以及电缆直埋的敷设方式。敷设于电缆桥架和电缆支、吊架上的电缆排列整齐美观。0.4kV动力电缆、控制电缆、信号电缆等按有关标准和规范分层（或分隔）敷设。8.5电缆构筑物在区域内应恰当地规划电缆通道，包括电缆沟、电缆竖井和电缆桥架路径等，并使电缆构筑物整齐美观。脱硫塔区域内电缆通道以架空桥架为主。电缆桥架和电缆支、吊架采用经防腐和热浸镀锌处理的钢质

49、材料。螺栓电缆卡等安装材料也应经防腐和热浸镀锌处理。室内动力、控制电缆采用梯架，有异物进入处最上一层加盖保护，计算机、弱电信号和通信电缆采用托架加盖保护；电缆桥架的连接方式有良好的导电性，电缆桥架有不少于两点与接地系统电气连接。铝合金构件经热浸镀锌处理的电缆构筑物及其附件不允许焊接。电缆防火阻燃依据有关标准和规范，电缆应有防火阻燃措施。第九章PLC控制系统本工程系统采用PLC控制系统，脱硫、除尘、脱硝系统等各个系统间的自动化控制部分通过通讯电缆实现通讯，整套项目系统实现顺序起停，连锁控制。9.1控制对象及设计范围电气控制部分主要对象包括脱硫、除尘、脱硝系统等组成设备。本设计范围包括控制对象状态

50、参数检测、对象调节及控制所需的仪表和控制系统设计工作。9.2控制水平根据锅炉脱硫脱硝生产的特点及要求，主要设备采用集中/就地控制方式，集中方式在集控室控制台上实现包括自动、手动联锁、手动解锁、调试四种控制方式，就地方式在现场按钮箱上可实现脱机调试、检修和维护。9.3控制系统的可靠性1）可靠性措施：操作员站计算机采用工业级控制计算机，非常适合工业现场等恶劣的工作环境。控制器采用西门子S7-300可编过程控制器，CPU配置具备极高可靠性和快速的运算处理能力，同时进行报警和记录。对工艺系统关键被控对象的执行机构和联锁保护监测仪表、开关采用进口设备。对工业控制系统来说，系统的可靠性是安全、高效生产的重

51、要保障，在进行方案设计时，系统具有高的可靠性。整个集中控制系统在硬件、软件的配置上相互关联，功能上各自独立，又可以相互补充和完善。系统可完成设备运行控制、实时监控生产状态和各种工况参数及设备运行状态等，又可同时利用PLC自身强大的自诊断功能于新型工业软件相结合使本系统可准确诊断生产系统的各种故障及排除情况等。集控系统具有设备起停、闭锁、顺序控制功能。2） PLC系统裕量本工程设计时，为保证系统扩展性和稳定可靠性保证： PLC正常运行时内部存储器占有容量不大于50% 每种I/O点裕量不少于10% I/O模件槽裕量不少于10% 电源负荷裕量不少于30%9.4控制系统功能1）数据采集与处理系统：数据

52、采集与处理系统应连续采集和处理所有与废物无害化处置系统有关的重要测点信号及设备状态信号，以便及时向操作人员提供有关的实时信息。基本功能如下： 过程变量输入扫描处理 固定限值报警处理，并可报警切除。 液晶显示a、报警显示b、流程图形显示c、成组参数显示d、操作指导、如报警原因、允许条件和操作步骤等电气设备短路、过流、过载、接地等设常规电气保护装置。2）顺序控制：包括系统设备启动、停止、联锁顺序控制等。第十章环境保护、节能、安全、卫生与消防10.1 环境保护烟气脱硫工程本身是治理环境污染的基础设施，但由于污染物相对集中，在处理过程中若不加妥善处理，会对环境产生不良影响。本公司严格遵照ISO14001:1996环境管理体系要求，在工程中对现场环境因素及施工人员环境保护意识加强管理，确保工程不造成二次污染。本工程环境保护包括两个方面，即在工程建设过程中和建成投产之后。1）工程建设中的环境保护在工程建设过程中，施工机械引发的噪声、输送建材对交通产生的影响、施工过程中产生的污染等，这些影响应采取适当的措施予以解决： 合理规划施工活动，以保证对社会最小干扰；