某锅炉SCR氮氧化物净化烟气

1、某锅炉氮氧化物净化烟气工艺1 SCR项目某锅炉共安装了3台130t/h循环流化床锅炉，共分两期建设完成，一期安装两台锅炉（1#、2#锅炉），二期安装一台锅炉（为3#锅炉）。锅炉设计的脱硝工艺为SCR脱硝。技术参数见表1表1 烟气脱硝工程技术参数项 目单位型号或参数锅炉类 型循环流化床锅炉型 号数 量台3最大蒸发量t/h130省煤器出口烟气量Nm3/h160000省煤器出口烟气温度350烟气中NOx浓度mg/Nm3300年运行时间h7000（暂定）表2 烟气脱硝工程设计指标序号参数单位参数指标备注1脱硝装置入口烟气量Nm3/h160000每台炉2脱硝装置入口烟气温度3503处理前烟气中NOx浓度

2、mg/Nm33004烟气中含尘浓度g/m3355设计脱硝效率%70%6脱硝装置负荷适应范围%30%-110%7处理后烟气中NOx浓度mg/Nm31008NOx削减量kg/h39.66单台炉9脱硝系统总阻力Pa120010反应器内烟气流速m/s511氨逃逸量ppm312液氨（规定品质）耗量kg/h13.97单台炉2 SCR烟气脱硝技术1）SCR脱硝反应SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此两种方法都是利用氨对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S

3、CR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。在SCR反应器内，NO通过以下反应被还原：4NO+4NH3+O24N2+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

4、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+6H2O6NO2+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。2）SCR系统组成及反应器布置在选择催化

5、还原工艺中，NOx与NH3在催化剂的作用下产生还原。催化剂安放在一个固定的反应器内，烟气穿过反应器平行流经催化剂表面。催化剂单元通常垂直布置，烟气自上向下流动。SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、烟气系统、检测控制系统等组成。热段/高灰布置：反应器布置在空气预热器前温度为350左右的位置，此时烟气中所含有的全部飞灰和SO2均通过催化剂反应器，反应器的工作条件是在“不干净”的高尘烟气中。由于这种布置方案的烟气温度在250400的范围内，适合于多数催化剂的反应温度，因而它被广泛采用。但是由于催化剂是在“不干净”的烟气中工作，因此催化剂的寿命会受下列因素的影响：

6、烟气所携带的飞灰中含有Na,Ca,Si,As等成分时，会使催化剂“中毒”或受污染，从而降低催化剂的效能。飞灰对催化剂反应器的磨损。飞灰将催化剂反应器蜂窝状通道堵塞。如烟气温度升高，会将催化剂烧结，或使之再结晶而失效，如烟气温度降低，NH3会和SO3反应生成酸性硫酸铵，从而会堵塞催化反应器通道和污染空气预热器。高活性的催化剂会促使烟气中的SO2氧化SO3，因此应避免采用高活性的催化剂用于这种布置。为了尽可能地延长催化剂的使用寿命，除了应选择合适的催化剂之外，要使反应器通道有足够的空间以防堵塞，同时还要有防腐措施。对于一般燃油或燃煤锅炉，其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

7、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系统脱硝效率约为60%80%。3 脱硝系统SCR系统由氨供应系统、氨气/空气喷射系统、催化反应系统以及控制系统等组成，催化反应系统是SCR工艺的核心，设有NH3的喷嘴和粉煤灰的吹扫装置，烟气顺着烟道进入装载了催化剂的SCR反应器，在催化剂的表面发生NH3催化还原成NOx。烟气从锅炉省煤器出来后通过SCR反应室入口烟道进入SCR反应室，在SCR反应室入口烟道上设置有氨气喷射栅格(AIG)，将氨/空气混合气体均匀地喷射到SCR反应室入口烟道中，使喷入的氨气

8、能与烟气中的NOx充分混合(对于短距离烟道的混合，为了保证有效的混合，在喷氨栅格后设置静态混合器)，为了保证烟气能垂直地通过SCR反应室床层，通常在烟道转弯处设置有烟气导流板，烟气通过导流板后均匀分布并流过催化剂床层，在催化剂的作用下，NH3与NOx发生还原反应，生成无二次污染的N2和H2O，随烟气流经锅炉空图1 SCR烟气脱硝工艺流程图气预热器、除尘器、脱硫装置后，进入烟囱排放。如图1所示。3.1 氨的储存系统（1）系统组成液氨储存系统包括液氨卸料压缩机、液氨储罐等。（2）工艺描述还原剂（氨）用罐车运输并在储罐储存。在高压下，氨被液化以减小运输和储存的体积。市场购买的还原剂液态氨浓度为99.

9、6% ,供应商用罐装车运输（以液体形态储存在压力容器内），送往氨贮存场地，通过氨卸载压缩机抽取储罐中气体氨，经压缩后将槽车中的液氨挤入液氨储槽中贮存。使用时，储存罐中的氨借助自压输送到蒸发器中。锅炉SCR烟气脱硝系统还原剂液氨设计参数表如下。表1 液氨设计参数表参数数值还原剂类型无水氨纯度（%）99.6脱硝效率（%）70氨逃逸（mg/Nm3）3催化剂寿命（小时）24000NH3耗量（kg/h）41.91（三台炉）年耗NH3（t/a）293.37（3）主要设备选型卸料压缩机为往复式压缩机，系统设置一台卸载压缩机。设置一台液氨储罐，供三台炉使用。液氨储罐的最大充装量为20m3。储氨罐可供应三台炉设

10、计条件下，每天运行24小时，连续运行10天的消耗量。3.2 氨注入系统氨注入系统包括液氨蒸发槽、氨气缓冲罐、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。储罐里的液态氨靠自压输送到蒸发槽，在蒸发槽内将氨蒸发。从蒸发槽蒸发的氨气流进入氨气缓冲罐，通过氨气输送管道送至每一台炉的SCR反应装置旁。再用空气稀释高浓度无水氨，这样氨/空气混合物安全且不易燃。通过装在SCR入口烟道内的氨注入格栅，将氨/空气混合物注入到SCR系统内。3.3 SCR反应器及附属系统SCR反应器和附属系统由氨注入格栅、SCR反应器、催化剂、吹灰系统和烟道等组成。由氨/空气混合器来的稀释氨气通过氨注入格栅的多个喷嘴，将氨喷入烟气中。注入格栅后的烟气混合装置促进烟气和氨的混合，保证烟气中氨浓度的均匀分布。来自锅炉出口的烟气通过SCR反应器，SCR反应器包含催化剂层，在催化剂作用下，NH3与NOX反应从而脱除NOX，催化剂促进氨和NOX的反应。在SCR反应器最上面有整流栅格，使流动烟气分布均匀。催化剂装在模块组件中，便于搬运、安装和更换。SCR反应器催化剂层间安装声波吹灰器用来吹除沉积在催化剂上的灰尘和SCR反