烟气脱硝方案

1、20t/h链条锅炉SNCR脱硝工程技术方案1概述1.1项目概况近年来，随着我国火电装机容量的急速增长，火电NOx排放量逐年增加，NOx已成为目 前我国最主要的大气污染物之一。随着我国对SOx排放控制的加强，NOx对酸雨的影响将逐 步赶上甚至超过SOxo14年5月16日，环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合发布锅炉大气污染物 排放标准(GB13271-2014),据此标准为控制火电厂的NOx排放，此锅炉执行重点地区燃煤 锅炉NOx排放浓度限值，即最终烟气NOx排放浓度200 mg/Nm3 (标态，干基，9%氧)。本工程为1台20t/h以煤为燃料的钱条锅炉，原始NOx排放浓度按450 mg/N

2、m3,为了满足 排放要求，本工程考虑对其进行SNCR脱硝改造。还原剂用20%浓度的氨水设计，脱硝后NOx 排放浓度小于200 mg/Nm3,锅炉脱硝效率为56%。1.2主要设计原则(1) 脱硝设计效率满足用户要求。(2) 采用的脱硝工艺具有技术先进、成熟，设备可靠，性能价格比髙，对锅炉工况有较 好的适用性。(3) 脱硝系统能持续稳定运行，系统的启停和正常运行不影响主机组的安全运行。(4) 脱硝装置的可用率应298%,且维护工作量小，不影响电厂的文明生产；脱硝装置设计 寿命按30年。(5) 脱硝工艺的选择应利于电厂的管理和降低运行管理费用。1.3推荐设计方案(1) 由于本锅炉炉膛温度较高，拟采用

3、SNCR烟气脱硝技术，锅炉脱硝设计效率为56%。(2) 还原剂为20%氨水。(3) NH3逃逸量(烟囱出口处测量)控制在8ppm以下。如有更高的排放要求可在烟道尾部增加催化剂，采用混合法脱硝技术。2、SNCR法NOx控制机理在高温没有催化剂的条件下，氨基还原剂(如氨气、氨水、尿素)喷入炉膛，热解生成 NH：与其它副产物，在8001100C温度窗口，NH：与烟气中的NOx进行选择性非催化还原反 应，将NOx还原成2与氏0。.WORD专业.SNCR脱硝反应对温度条件非常敏感，受制于停留时间、NH；5/NO摩尔比（NSR）、混合程 度等因素，并对锅炉效率造成一定的影响（通常在0.20.5%） o（1

4、）反应温度NHs与NOx反应过程受温度的影响较大：反应温度超过11009时，NH：被氧化成NOx,氧 化反应起主导；反应温度低于1000T时，NH：j与NOx的还原反应为主，但反应速率降低，易 造成未反应的NH：；逃逸过高。选择性非催化还原烟气脱硝过程是上述两类反应相互竞争、共 同作用的结果，如何选取合适的温度条件是该技术成功应用的关键。4NH3 + 502 - 4N0 + 6比0采用氨水或尿素溶液作为脱硝还原剂时，还原剂溶液经雾化器雾化成液滴喷入炉，雾化 液滴蒸发热解成NH,之后，才进入合适的温度区域进行还原反应。基于氨水与尿素雾化液滴 蒸发热解速度的不同，其喷入炉膛的合适温度窗口也有差别：

5、氨水为还原剂时，窗口温度约 为800Cl,100C；尿素为还原剂时，窗口温度约为850l,15（TC。由于炉烟气温度的分布受到锅炉负荷、煤种、锅炉受热面布置等多种因素的影响，合适 的脱硝还原反应温度区间以及喷射器的具体喷射位置，需要在CFD模拟计算以后才能最终确 定。在锅炉实际运行时，随着负荷的变化，适合脱硝还原剂温度的区间位置也会发生变动， 在实际应用时，常采用下述措施：（a）在线调整雾化液滴的粒径大小与含水量，缩短或延长液滴的蒸发与热解时间，使热 解产物NH3投送到合适的脱硝还原反应区域。（b）布置多点区域喷射器，在不同运行状态，采用不同的喷射点进行喷射。（2）停留时间国外研究表明，NH-

6、NO非爆炸性反应时间仅约lOOmso停留时间指的是还原剂在炉完成 与烟气的混合、液滴蒸发、热解成NH- NH,转化成游离基NH?、脱硝化学反应等全部过程所需 要的时间。延长反应区域的停留时间，有助于反应物质扩散传递和化学反应，提高脱硝效率。当合 适的反应温度窗口较窄时，部分还原反应将滞后到较低的温度区间，较低的反应速率需要更 长的停留时间以获得相同脱硝效率。当停留时间超过Is时，易获得较髙的脱硝效果，停留 时间至少应超过0.3秒。（3）化学当量比（NSR）NH：厂NO理论化学反应当量比为1:1,但由于还原剂有小部分未反应的NHs随烟气排入大 气，因此，需要比理论化学当量比更多的还原剂喷入炉膛才

7、能达到较理想的NOx还原率。此 外，当原始NOx浓度较低时，脱硝还原化学反应动力降低，为达到相同的脱硝效率，需要喷 入炉更多的还原剂参与反应。运行经验显示，脱硝效率在50%以时，NHa/ NOx摩尔比一般控 制在1. 02. 0之间。（4）还原剂与烟气的混合脱硝还原剂与烟气充分均匀混合，是保证在适当的NHj/N（）摩尔比下获得较高脱硝效率的 重要条件之一。为将还原剂准确送到炉膛合适的脱硝还原反应温度区间，并与烟气充分混.WORD专业.4烟气量（干基9%氧）30000Nm7h估算5NOx初始排放浓度450mg/NmJ干态9%含氧6NOx脱硝排放浓度200mg/Nm*干态9%含氧表2-2主要设计参

8、数和性能指标序号项目容单位数值备注1脱硝前烟气NOx基准浓度mg/Nm14502SNCR脱硝效率%563SNCR运行后NOx浓度mg/Nm12004NHj逃逸浓度PPm105SNCR系统对锅炉效率影响%0.56NSR1.57氨水浓度%208氨水稀释后浓度%2.99氨水消耗量kg/h3820%浓度10除盐水耗量kg /h500稀释水11杂用压缩空气耗量NmVmin1.3注：以上消耗量是初步数据，待初步设计完成后提供最终数据。4工艺系统说明4.1氨水存储和供应系统本项目的还原剂采用20%浓度的氨水。外购的氨水由槽车运至电厂，氨水罐车中氨水经 卸载泵打入氨水储罐中。储存罐体积要满足业主用量要求，可按

9、照7天的消耗量进行设计。储罐材料采用SS304。储罐为立式平底结构，装有液位、温度显示仪，装有人孔、梯 子，通风孔。储罐基础为混凝土结构。该设备的布置应符合国家有关危化品安全、防火、卫生要求。通常布置在较为独立的场 地。本项目设置1台氨水储罐，容量按1台机组7天消耗量设置。4. 2还原剂供给系统专为用来提供氨水动力的系统。主要功能包括：为还原剂提升压头，提供喷射系统动力；按照控制系统的要求提供足量的还原剂流量；.WORD专业.对还原剂液体的杂质进行过滤；该装置布置在氨水储存罐附近，配置一套。4.3稀释水系统SNCR系统设置一套稀释水系统。根据还原剂喷射量以及喷射器的特性，向还原剂混合 装置提供

10、足够的稀释压力，以保证喷射装置处理良好的工作状态。入除盐水压力不稳定采用 稀释水箱。稀释水装置布置在锅炉附近。2.4计量分配系统为每台锅炉的SNCR系统设置一套氨水稀释计量分配系统。喷射区计量模块是一级模块， 根据锅炉负荷、燃料、燃烧方式、NOx水平、脱硝效率等参数的变化，调节进入锅炉喷射区 的反应剂流量。同时，该模块在还原剂计量后，对各喷射区各喷射器的还原剂喷射流量进行逐个分配。 雾化空气和冷却空气从该装置注入。2. 5喷射器组件每一个喷射器组件都具有还原剂和空气的接入口，以达到NOx减排所需流量和压力。 喷射器由不锈钢材料制造。本项目为每台机组左右墙各设置1层喷射器，每层每侧各2 支喷射器

11、，共4支墙式喷射器（具体位置根据锅炉实际情况确定）。2. 6控制系统烟气脱硝设置一套独立的PLC系统，实现对氨水供应系统设备的控制和操作界面，并通 过PID调节实现氨水喷量的自动控制。2.7电气系统脱硝系统供电电压为380/220V三相四线制。业主为氨区及每台SNCR区各提供一路电源 到卖方柜。氨区照明灯具采用工厂三防灯形式；氨区及SNCR区不设置检修箱。 SNCR装置电耗和还原剂制备系统的电耗见下表。序号用电设备名称台数单台（kW）装机容量 （kW）电压(VAC)相数备注1氨水储存区1.1氨水卸载泵12238031.2氨水输送泵21. 12.238031.4照明系统14422022炉区2.

12、1稀释水装置21. 1l.o 138032.2炉区热控用电12222025主要设备表表主要设备表.WORD专业.工艺设备清单序 号设备名称形式、规单 位数 量备注氨水区1卸氨泵卧式离心式泵，过流部分材质 304,15m3/h,15m台12氨水储雄立式,02.2mX23mH,材质:304SS,V=7m3台13氨水输送泵立式多级离心泵(0. 3m7ht 100m)台24喷淋及洗眼器套1二炉区SNCR1稀释水箱立式，O1.5mX2mHt 材质：304SS,V=3. 5m3台12稀释水泵立式多级离心泵(0.8nf7h100ni)台23计量装置LCSNCR-MM-1套14分配装置LCSNCR-MM-4套15埴式喷射器LCSNCR-INJ, 4 支/炉支46氨水软管及接 头套4雾化空气软管 及接头套4三管道阀门1管道、支吊架 等材料套12仪表、阀门套1四平台扶梯1脱硝平台SNCR模块平台吨0.5五其他1锅炉开孔、套 管含水冷壁开孔套42喷枪密封盒套43氨水遮阳棚4mX5. 5mX5m (高),轻钢彩板结构1个六电气系统1氨区控制柜600*500*1000碳钢喷涂台12稀释水泵控制 柜600*500*800碳钢喷涂台1.WO