台t链条炉SNCRSCR方案

1、4台100t/h链条炉锅炉烟气SNCR+SCR脱硝技术方案2015年4月目录一、烟气脱硝技术介绍3二、本项目SNCR+SCR方案设计92.1 锅炉SNCR+SCR总体方案设计92.2 氨水溶液制备储存模块92.3 在线稀释模块92.4计量与分配模块102.5喷射模块102.6雾化气体的选用102.7稀释水的选用112.8 冷却风112.8 设备材料清册12三、专题说明18一、烟气脱硝技术介绍目前主流的烟气脱硝技术有选择性非催化还原技术（SNCR）、选择性催化还原技术（SCR）和SNCR/SCR联合脱硝技术。SNCR技术研究发现，在8001250这一温度范围内、无催化剂作用下，氨水等还原剂可选择

2、性地还原烟气中的NOx生成N2和H2O，基本上不与烟气中的O2作用，据此发展了SNCR脱硝技术。SNCR烟气脱硝的主要反应为：NH3为还原剂 4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2OSNCR通常采用的还原剂有氨水、氨水和液氨，不同还原剂的比较如表3.1所列。表3.1 不同还原剂特点还原剂特点尿素 安全原料 (化肥) 便于运输 脱硝有效温度窗口较宽 溶解要消耗一定热量氨水 运输成本较大 需要较大的储存罐 脱硝有效温度窗口窄液氨 高危险性原料 运输和存储安全性低从SNCR系统逃逸的氨可能来自两种情况，一是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应

3、。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨不均匀，则会出现分布较高的氨逃逸量。在较大尺寸的锅炉中，因为需要覆盖相当大的炉内截面，还原剂的均匀分布则更困难。为保证脱硝反应能充分地进行，以最少喷入NH3的量达到最好的还原效果，必须设法使喷入的NH3与烟气良好地混合。若喷入的NH3不充分反应，则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上，而且烟气中NH3遇到SO3会产生NH4HSO4易造成空气预热器堵塞，并有腐蚀的危险。因此，SNCR工艺的氨逃逸要求控制在8mg/Nm3以下。图3.1为典型SNCR脱硝工艺流程图。图3.1 SNC

4、R工艺系统流程图SNCR烟气脱硝过程是由下面四个基本过程组成： 还原剂的接收和溶液制备； 还原剂的计量输出； 在锅炉适当位置注入还原剂； 还原剂与烟气混合进行脱硝反应。SCR技术选择性催化剂还原（SCR）技术是在烟气中加入还原剂（最常用的是氨和氨水），在催化剂和合适的温度等条件下，还原剂与烟气中的氮氧化物（NOx）反应，而不与烟气中的氧进行氧化反应，生成无害的氮气和水。主要反应如下：4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2ONO + NO2 + 2NH3 2N2 + 3H2O6NO2 + 8NH3 7N2 + 12H2O在没有催化剂的情况下，上述化学反应只是在很窄的温度范围内（800

5、1250）进行。SCR技术采用催化剂，催化作用使反应活化能降低，反应可在更低的温度条件（320400）下进行。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，图3.2为目前广泛采用的高尘布置SC

6、R烟气脱硝系统工艺流程图。图3.2 SCR工艺系统流程(高尘布置)对于一般燃煤或燃油锅炉，SCR反应器多选择安装于锅炉省煤器与空气预热器之间，因为此区间的烟气温度刚好适合SCR脱硝还原反应，氨被喷射于省煤器与SCR反应器间烟道内的适当位置，使其与烟气充分混合后在反应器内与氮氧化物反应，SCR系统商业运行的脱硝效率约为80%95%。SNCR/SCR混合烟气脱硝技术SNCR/SCR混合技术是SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用末反应氨进行催化反应结合起来，或利用SNCR和SCR还原剂需求量不同，分别分配还原剂喷入SNCR系统和SCR系统的工艺有机结合起来，达到所需的脱硝效果，它是把SN

7、CR工艺的低费用特点同SCR工艺的高脱硝率进行有效结合的一种扬长避短的混合工艺。SNCR/SCR混合工艺的脱硝效率可达到7090%，氨的逃逸小于4mg/Nm3。图3.3为典型的SNCR/SCR混合烟气脱硝工艺流程。图3.3 SNCR/SCR联合工艺脱硝流程图主要烟气脱硝技术的比较几种主要烟气脱硝技术综合比较情况如表3.2所列。表3.2 SCR、SNCR、SNCR/SCR技术综合比较项目SCR技术SNCR技术SNCR/SCR技术反应剂NH3 氨水或氨水NH3 反应温度3204008001025前段：8001000，后段：320400催化剂V2O5-WO3/TiO2不使用催化剂后段加少量催化剂脱硝

8、效率8095%6085%7090%反应剂喷射位置SCR反应器入口烟道炉膛内喷射锅炉负荷不同喷射位置也不同SO2/SO3氧化SO2氧化成SO3的氧化率<1%不会导致SO2氧化，SO3浓度不增加SO2氧化较SCR低NH3逃逸<2.5 mg/m3<8 mg/m3<4 mg/m3对空气预热器影响NH3与SO3易形成硫酸氢铵，需控制NH3泄漏量和SO2氧化率，并对空预器低温段进行防腐防堵改造。SO3浓度低，造成堵塞或腐蚀的机率低硫酸氢铵的产生较SCR低，造成堵塞或腐蚀的机率比SCR低系统压力损失新增烟道部件及催化剂层造成压力损失没有压力损失催化剂用量较SCR小，产生的压力损失较低

9、燃料及其变化的影响燃料显著地影响运行费用，对灰份增加和灰份成分变化敏感，灰份磨耗催化剂，碱金属氧化物劣化催化剂，AS、S等使催化剂失活。基本无影响影响与SCR相同。由于催化剂较少，更换催化剂的总成本较SCR低锅炉负荷变化的影响SCR反应器布置需优化，当锅炉负荷在一定范围变化时，进入反应器的烟气温度处于催化剂活性温度区间。多层布置时，跟随负荷变化容易跟随负荷变化中等工程造价高低较高本项目脱硝方案的选择本项目为4台100t/h链条锅炉脱硝项目。为满足最新实施的NOx排放要求，同时考虑到脱硝的经济性，推荐采用SNCR/SCR混合法脱硝工艺，脱硝后NOx排放浓度低于100mg/Nm3，实现达标排放。S

10、NCR/SCR混合法脱硝工艺优点如下：(1) 脱硝效率可达70%90%以上，确保NOx达标排放。(2) 脱硝系统运行灵活，调整余地大。(3) 投资较省。(4) 占地小。(5) 对锅炉的运行影响较小。(6) 运行维护方便。二、本项目SNCR+SCR方案设计2.1 锅炉SNCR+SCR总体方案设计燃煤锅炉生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O组成，其中NO含量超过90%，NO2约占510%，N2O只占1%左右。项目4台蒸发量为100t/h链条锅炉,拟采用SNCR+SCR脱硝工艺能达到锅炉氮氧化物排放小于100mg/Nm3的排放要求。我方设计的脱硝系统由7个模块组成：氨水溶液制备储存模块、稀释混

11、合模块、计量分配模块、喷射模块、SCR反应模块、控制模块。本工程采用25%浓度的氨水溶液，储存在氨水溶液储罐中，通过在线稀释成8%浓度左右浓度喷入烟道中。2.2 氨水溶液制备储存模块该系统由卸氨泵、氨水存储罐及其各自配套的管路、阀门、仪器仪表等组成，氨水经卸氨泵打入氨水储存罐储存。为防止由于过热引起氨蒸汽的释放，氨水罐体以及其辅助设施均安装在脱硝厂房内以避免阳光直晒和雨淋。厂房配有照明、接地、防雷设施及必要的保温和消防设备。紧急喷淋使用镀锌钢管供水，喷淋面可覆盖整个存储罐区。同时，我们会保证氨水罐厂房的通风及透气。厂房内固定安装2个卧式氨水储罐，储罐采用优质不锈钢制作，采用密封形式，储罐顶部设

12、有压力保护开关和呼吸阀，保证氨罐的压力稳定，另外设有液位计、压力变送器等测量仪器。该系统我们设计了必须的报警及氨水泄漏处理设施。当检测出氨水储罐附近有氨泄漏时，声光信号将发出警报同时检测装置将向控制系统报警。一旦气体监测仪检测出任何部位发生高浓度警报时，控制系统将自动停止SNCR系统。围堰装置的设置杜绝了氨水大量泄露时可能造成的大面积污染，保证将氨水泄露时的危害降到最低，达到国家安全生产等级标准。此外，还设置有洗眼器、冲洗用水龙头等必备装置。另外，控制系统时时监测并显示氨水储罐的实际容量，当罐内储存量低时，液位计会向主控系统发送警报以保证充足的备氨量。2.3 稀释混合模块 该系统主要由混合泵站

13、、混合罐、冲洗模块、喷射泵站、测量仪表和相应的管路阀门等组成。混合泵站对氨水溶液和稀释水进行过滤、加压通过混合器充分混合后再输送至混合罐，之后再由喷射泵站将溶液输送至喷射雾化系统。 由于4台锅炉距离较近，故设计4台炉共用两个泵站，混合泵站和喷射泵站。其中混合泵站共设有三台多级泵，两用一备，备用泵同时满足输送氨水和清水的条件，负责向混合罐供应合适浓度的氨水，保证系统长期、连续、稳定的运行。喷射泵站由两台加压泵组成，一用一备，负责向锅炉提供喷射用的氨水。水泵作为整个系统的重要设备，我公司全部选用知名品牌，质量可靠，性能稳定，过流部件全部采用优质不锈钢制作，防腐，耐磨，寿命长，为系统正常稳定长期的运

14、行提供有力保障。 氨水的稀释需要静态混合器来完成，氨水管路的氨水和稀释水管路的稀释水进入混合模块，静态混合，被稀释到喷射所需的浓度，经混合泵送入混合罐，再通过管路经喷射泵被输送到喷射位置；混合罐采用立式不锈钢材质，根据相关行业标准，氨水挥发的氨气直接排空会造成空气污染，所以将混合罐作为氨气外泄的吸收罐，将氨水储罐挥发的氨气全部吸收，然后通过喷射系统将其喷射到锅炉合适位置进行脱硝反应，保证系统的安全及环保运行。该部分设有流量计、电动调节阀、压力变送器、压力表等仪器仪表，流量计监测介质的流量并作为喷氨量的依据，然后通过控制变频器输出频率来达到所需的流量，电动调节阀的设置方便控制单台炉的喷量，增加了

15、系统的灵活性。本部分还设有手动调节装置，在自动控制系统出现问题时可以手动对流量进行调节，保证系统的长期连续运行，压力监测元件监测系统压力是否正常，并将压力信号传到中控系统。 冲洗模块在系统停用检修时对管路进行冲洗，利用电动阀门的开启和关闭来控制介质的流动方向和流向的管路，防止残留在管路中的氨水溶液溢出对人员及环境造成影响。2.4计量与分配模块每台炉置一个计量分配模块，包括氨水溶液计量分配模块和压缩空气计量分配模块。计量分配模块中安装有电磁流量计、压力变送器和电动阀等，通过流量计的读数来控制调节阀的开度，从而控制每台锅炉需要的氨水溶液的流量。喷入炉膛的氨水溶液时经过雾化后喷入的。在每台锅炉的计量

16、分配模块中还设有电动阀，用来调节控制需要的量。2.5喷射模块溶液喷射雾化系统是整个系统的关键部分。我公司自主研发生产的HBCY-TX-SE-Z型双流体喷枪材质为特种耐高温合金，可长时间耐温1100度，短时耐温高达1250度，完全适应高温条件。该类型喷枪具有喷量可调，雾场均匀，穿透力强等优点，与市场上普通的双流体喷枪流量和喷射距离成正比的关系不同，完全符合脱硝的实际要求。当喷枪不使用时需从锅炉抽出，防止喷枪堵塞和高温炙烤，延长喷枪使用寿命。系统安装过程大约需要停炉1-2天，根据提供的锅炉温度情况可大致确定脱硝区域在炉膛出口（850-1000）的区域。我公司脱硝用喷嘴采用特种合金制造，雾化压力约在

17、0.3-0.55MPa,还原剂通过喷嘴进行雾化，形成30-70m左右的小颗粒，喷入锅炉合适温度范围，大部分雾化颗粒保证停留时间大于0.5秒,确保与NOx有足够的反应时间。喷枪用软管与还原剂溶液和压缩空气管路连接，在炉膛外壁合适温度位置安装，保证雾场能够全方位对NOx进行捕捉，达到理想的脱硝效率。采用专为脱硝设计和生产的高品质喷枪，并为每支喷枪单独配置过滤器、阀门、流量开关等配件，一方面可以保证喷枪长期稳定的工作，另一方面可以在喷枪堵塞损坏的情况下将信号传到控制系统进行报警，及时地对喷枪进行维护更换，防止因喷枪故障影响脱硝效果。此外喷枪与还原剂溶液进口和压缩空气进口的连接方式均采用螺纹连接。双流

18、体喷枪需要借助压缩空气来使介质雾化，系统在压缩空气总管上设置必要的压力和流量测量装置，压缩空气的使用是系统电耗的最主要消耗，根据我们的实验总结数据，该套系统中每小时需要压缩空气用量约是每支喷枪每小时消耗20-40m3，并不会对锅炉引风机的负荷造成明显的影响。2.6稀释水的选用喷入炉膛的氨水是溶液状的，溶解氨水的溶剂选择最廉价易得且溶解能力较强的水。作为氨水溶解剂的水应是具有软化水质量的纯水，满足下列规格：生活用水数据表使用的材料及化学药剂名称生活用水（自来水）目的用于溶解无催化剂脱硝设备中的氨水颗粒和稀释氨水溶液规格水的种类:自来水备注1. 为了上述目的，用河水或工艺用水代替自来水的场合，因硬

19、度物质，可能会引起配管、设备结垢。2.7 设备材料清册一氨水溶液储存模块氨水溶液储存罐容积30m3，不锈钢个2诚誉过滤器个-中南止回阀个-中南压力表个-上仪温度表个2上仪液位计个2上仪手动球阀个7中南管道及附件304批1诚誉二氨水溶液输送模块氨水喷射泵多级SS离心泵，扬程100m，流量0.5m3/h/台台2南方泵业手动球阀DN15， 个9中南过滤器个2中南止回阀DN25个3中南压力表只3上仪压力传感器个-电磁流量计1上仪就地操作箱个-诚誉管路及附件304套1诚誉三除盐水输送模块稀释水泵离心泵，扬程50m，流量1m3/h/台台2南方泵业手动球阀个20中南过滤器个1中南止回阀个3中南压力表个3上仪

20、压力传感器个1上仪电磁流量计个1上仪就地操作箱个-诚誉管道及附件304套1诚誉四混合模块氨水浓度计个-手动球阀个31中南气动开关阀个-压力传感器个1上仪电磁流量计个-分配管组12诚誉气动调节阀台-压力表个 13上仪接线箱个-诚誉附件304套1六还原剂喷射模块喷枪及其附件台6诚誉喷嘴6喷枪6金属软管12附件套1七压缩空气模块气动调压阀个1中南手动调节阀个2手动球阀个10止回阀个1压力表个2上仪管道、附件304套1绿能八SCR反应器内部支撑、密封等结构吨5诚誉催化剂m3天河环境框架吨15诚誉催化剂小车台1耙式吹灰器台2电葫芦2t,H=20m1江阴宏达备用加热装置台-差压变送器个1上仪吹灰阀门和管路

21、系统套1诚誉九电气模块控制箱个1诚誉检修电源箱只2现场操作箱只2照明配电箱只2工程师站套1电缆批1远东宝胜电缆桥架批1远东宝胜照明具批1国产优质十仪器仪表模块流量计只-CEMS客户自配十一保温、油漆钢结构油漆kg200保温材料及外护板（仅SCR）280mm厚硅酸铝纤维板m280三、专题说明1 、氮氧化物脱除率修正曲线11 烟气中氧含量与NOx脱除率关系1.2 烟气温度与NOx脱除率关系1.3 NOx入口浓度与脱除率关系2 、SO2 /SO3转换率的函数曲线2.1 SO2 /SO3的转换率随烟温的函数曲线2.2 SO2 /SO3的转换率随催化剂入口SO2浓度的函数曲线2.3 SO2 /SO3的转

22、换率随相对流速的函数曲线3、 脱硝系统阻力变化随时间变化的情况说明根据从往的运行经验，在系统设计合理，吹灰系统运行正常的前提下，脱硝系统阻力变化随时间变化不大，为了保证上述要求，设计过程中必须慎重考虑下列因素：高含尘情况下，催化剂应当采用垂直布置方式，气流由上向下流动，这样烟气可以自动清理催化剂表面，使得催化剂表面积灰不会过厚，孔内径变化不大，总体阻力变化不大，对于粘性较高的灰，可以适当提高烟气流速；催化剂的孔径选择必须合理，防止大颗粒灰搭桥，堵塞催化剂孔，在选择催化剂孔径时，应当考虑灰尘含量，灰的粒径分布等诸多因素；对于高含尘布置方案，烟气中含尘量较高的情况下，需要考虑装设吹灰装置，本项目初

23、步考虑每层催化剂设置声波吹灰器，并预留声波吹灰器安装接口。烟道流速分布必须合理，应当考虑机组的平均负荷率，烟道布置应当避免积灰死角的形成，在无法避免死角的位置应当装设必要的清灰装置。如果上述要求都能够满足，SCR系统阻力随运行时间的延长虽然略有增加，但不会发生明显的变化。4、催化剂的装载方式催化剂模块安装前应保证外包装完整，且始终保持水平状态，在装入反应器之前必须保持模块处于干燥状态。4.1、催化剂模块的翻转催化剂安装时，必须先撤去包装并翻转。当使用叉车、吊索或其他专用翻转工具进行翻转时，将已经拆包装的模块用叉车叉起，吊具固定在模块的烟气进口方向，将吊车的挂钩固定在吊具上，启动吊机完成翻转，吊

24、车提升速度不应超5m/min。操作必须谨慎，避免模块剧烈震动或机械碰撞，避免模块意外“掉下”。4.2、催化剂模块的起吊使用起吊工具把催化剂模块从地面起吊到加料门或加料平台上。起吊工具设计目的在于减少位于反应器内部时的高度净空，并起到连接滑轮，手拉葫芦，吊车和模块的作用。起吊工具的重量为115.58kg，最大起重量为2.5t。起吊催化剂时，必须保持缓慢平稳的速度，防止模块掉下或突然移动。起吊速度不应超过12米/分钟，下降速度不应超过出现7.5米/分钟。如使用起重机提升，须对具体的起吊速度上限做出规定。起吊模块时，应使用合适的起重机，并按照相应的起吊程序进行操作。用起重机或吊车把模块起吊到加料台上

25、。使用吊车或起重机，把模块平稳地放在加料门前面的平台上。把模块放在平台上。把模块下落到加料门前面的平台上，直接放于叉车上。用叉车将模块推至加料门口。用手拉葫芦吊钩与起吊吊具连接在一起。把模块推进反应器催化剂模块的在反应器内的安装4.3、催化剂模块的密封安装模块时要求在模块框架之间、模块框架与SCR反应器壳体之间加设密封件或添加陶瓷纤维密封材料，防止发生泄漏，具体细节操作参照模块和反应器的图纸。（1）一些模块在安装到SCR反应器后，需要直接靠在密封件上，而有些模块则需要将密封材料填充到模块和反应室之间，这些密封材料可以是和模块配套供应，也可以是单独供应，安装时可以用螺丝刀，小液压千斤顶等其他工具拆卸模块。（2）某些反应器要求在模块啮合面上填充密封材料，然后再放入下一块模块。（3）有些密封系统是在模块在反应器中的位置固定后再进行安装，安装的密封件像一顶帽子一样扣在模块缝隙的顶部，密封件可以采用安置、紧固或焊接定位。4.4、催化剂模块的现场焊接催化剂模块一般不需要焊接装配，但是某些安装过程可以通过焊接来达到模块防护和密封效果。如果在催化剂模块上或是周围进行焊接请做好催化剂防护措施。用防火毯紧密地盖在催化剂表面，以避免焊接产生的副产物接触到催化剂，焊渣，火花和烟气都会毒化催化剂。如果实际情况允许，可以用风机将焊接烟气