100t/h循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝工程
技
術(shù)
方
案
（SNCR+SCR）
目錄
1 項目概況 (3)
2 技術(shù)要求 (3)
2.1設(shè)計原則 (3)
2.2設(shè)計依據(jù) (3)
2.3設(shè)計規(guī)范 (4)
3 工作范圍 (8)
3.1設(shè)計范圍 (8)
3.2供貨范圍 (8)
4 技術(shù)方案 (8)
4.1技術(shù)原理 (8)
4.2工藝流程 (11)
4.3平面布置 (15)
4.4控制系統(tǒng) (15)
7 技術(shù)培訓(xùn)及售后服務(wù) (16)
7.1技術(shù)服務(wù)中心 (16)
7.2售前技術(shù)服務(wù) (17)
7.3合同簽訂后的技術(shù)服務(wù) (17)
7.4技術(shù)培訓(xùn) (17)
7.5售后服務(wù)承諾 (18)
1 項目概況
現(xiàn)有100t/h循環(huán)流化床鍋爐2臺。據(jù)《GB13223-2011火電廠大氣污染物排放國家標(biāo)準(zhǔn)》，NOx排放濃度必須滿足當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求，擬采用SNCR+SCR脫硝技術(shù)實(shí)施脫硝。
本脫硝系統(tǒng)設(shè)計脫硝處理能力鍋爐最大工況下脫硝效率不小于80％，脫硝裝置可用率不小于98%。
本項目工程范圍包括脫硝系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備供貨、安裝、系統(tǒng)調(diào)試和試運(yùn)行、考核驗收、培訓(xùn)等。
2 技術(shù)要求
2.1 設(shè)計原則
本項目的主要設(shè)計原則：
（1）本項目脫硝工藝采用“SNCR+SCR”法。
（2）本項目還原劑采用氨水。
（3）煙氣脫硝裝置的控制系統(tǒng)使用PLC系統(tǒng)集中控制。
（4）鍋爐初始排放量均在400mg/Nm3（干基、標(biāo)態(tài)、6%O2）的情況下，脫硝系統(tǒng)效率不低于80%。
（5）NH3逃逸量控制在8ppm以下。
（6）脫硝設(shè)備年利用按3000小時考慮。
（7）脫硝裝置可用率不小于98%。
（8）裝置服務(wù)壽命為30年。
2.2 設(shè)計依據(jù)
鍋爐參數(shù)：
鍋爐類型：流化床
鍋爐出口熱水壓力：1.6MPa
煙氣量：100t/h鍋爐煙氣量：260000m3/h
NOx含量：400mg/Nm3
NOx排放要求：小于100mg/Nm3
排煙溫度：150℃
煙氣中氧含量：8~10%
2.3 設(shè)計規(guī)范
國家和地方現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及其他技術(shù)文件見下表：
3 工作范圍
3.1 設(shè)計范圍
煙氣脫硝系統(tǒng)成套設(shè)備與界區(qū)外交接的公用工程設(shè)施（如水、電、氣等），由業(yè)主提供，設(shè)備及系統(tǒng)所需的公用工程設(shè)施（水、電等）由業(yè)主引至界區(qū)外1米處，系統(tǒng)內(nèi)除因增加脫硝系統(tǒng)而引起的鍋爐相關(guān)設(shè)備的改造需由鍋爐廠家配合設(shè)計和核算外，其他所有設(shè)備、管道、電控設(shè)備等全部由賣方設(shè)計并供貨。
3.2 供貨范圍
本項目工程范圍包括脫硝系統(tǒng)的設(shè)計、設(shè)備供貨、安裝、系統(tǒng)調(diào)試和試運(yùn)行、考核驗收、培訓(xùn)等。
賣方負(fù)責(zé)提供一套完整的脫硝系統(tǒng)，供貨范圍包括所有工藝（機(jī)械）、電氣、儀控的設(shè)備和材料。
脫硝系統(tǒng)分氨水溶液儲存系統(tǒng)、溶液輸送系統(tǒng)、爐前計量分配及噴射系統(tǒng)、反應(yīng)器本體系統(tǒng)電氣及控制系統(tǒng)。
系統(tǒng)安裝、調(diào)試、試運(yùn)行、培訓(xùn)等。
4 技術(shù)方案
4.1 技術(shù)原理
4.1.1 SNCR技術(shù)原理
選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡稱為SNCR）技術(shù)是一種成熟的商業(yè)性NOx控制處理技術(shù)。SNCR方法主要在850～1050℃下，將含氮的藥劑噴入煙氣中，將NO還原，生成氮?dú)夂退?，如下圖所示。
NH3/
尿素
還
原
反
應(yīng)
圖4-1SNCR反應(yīng)示意圖
SNCR在實(shí)驗室內(nèi)的試驗中可以達(dá)到90％以上的NOx脫除率。應(yīng)用在大型煤粉鍋爐上，短期示范期間能達(dá)到75％的脫硝率，長期現(xiàn)場應(yīng)用一般能達(dá)到30％～70％的NOx 脫除率。SNCR技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用是在20世紀(jì)70年代中期日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S開始的，在歐盟國家從80年代末一些燃煤電廠也開始SNCR技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。美國的SNCR技術(shù)應(yīng)用是在90年代初開始的，目前世界上燃煤電廠SNCR工藝的總裝機(jī)容量在2GW以上。
SNCR技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）脫硝效果滿足要求：SNCR技術(shù)應(yīng)用在大型煤粉鍋爐上，長期現(xiàn)場應(yīng)用一般能夠達(dá)到50％以上的NOx脫除率。
（2）還原劑多樣易得：SNCR技術(shù)中使用的脫除NOx的還原劑一般均為含氮化合物，包括氨、尿素、氰尿酸和各種銨鹽（醋酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、草酸銨、檸檬酸銨等）。其中，實(shí)際工程應(yīng)用最廣泛，效果最好的是氨和尿素。
（3）無二次污染：SNCR技術(shù)是一項清潔的脫硝技術(shù)，沒有任何固體或液體的污染物或副產(chǎn)物生成。
（4）經(jīng)濟(jì)性好：由于SNCR的反應(yīng)熱源由爐內(nèi)高溫提供，不需要昂貴的催化劑系統(tǒng)，因此投資和運(yùn)行成本較低。
（5）系統(tǒng)簡單、施工時間短：SNCR技術(shù)最主要的系統(tǒng)就是還原劑的儲存系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)，主要設(shè)備包括儲罐、泵、噴槍及其管路、測控設(shè)備。由于設(shè)備相對簡單，SNCR 技術(shù)的安裝期短，小修停爐期間即可完成爐膛施工。
（6）對鍋爐無影響：SNCR技術(shù)不需要對鍋爐燃燒設(shè)備和受熱面進(jìn)行改動，也不需要改變鍋爐的常規(guī)運(yùn)行方式，對鍋爐的主要運(yùn)行參數(shù)不會有顯著影響。
4.1.2 SCR技術(shù)原理
選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，以下簡稱為SCR）技術(shù)是目前降低NOx排放量最為高效，且是國內(nèi)外應(yīng)用最多最成熟的技術(shù)，脫硝率可達(dá)80％以上。SCR 煙氣脫硝系統(tǒng)采用氨氣作為還原介質(zhì)。SCR DeNOx裝置的主要組成部分包括一個裝催化劑的反應(yīng)器，一個氨儲罐和一個還原劑注入系統(tǒng)，國外較多使用無水液氨。其基本原理是把符合要求的氨氣噴入到煙道中，與原煙氣充分混合后進(jìn)入反應(yīng)塔，在催化劑的作用下，并在有氧氣的條件下，氨氣選擇性地與煙氣中的NOx（主要是NO、NO2）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無害的氮?dú)猓∟2）和水（H2O）。主要反應(yīng)化學(xué)方程式為：
4NO + 4NH3 + O2→ 4N2 + 6H2O
6NO2 + 8NH3→7N2 + 12H2O
NO + NO2 + 2NH3→ 2N2 + 3H2O
選擇性反應(yīng)意味著不發(fā)生NH3與SO2的反應(yīng)，但在催化劑的作用下，煙氣中的少量SO2會被氧化成SO3，其氧化程度通常用SO2/SO3轉(zhuǎn)化率表示。在有水的條件下，SCR 中未反應(yīng)的的氨與煙氣中的SO3反應(yīng)生成硫酸氫氨(NH4HSO4) 與硫酸氨(NH4)2SO4等一些對反應(yīng)有害的物質(zhì)。
SCR技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn):
（1）脫硝效率高，一般可達(dá)80%以上，最大脫硝率可大于90%。
（2）工藝設(shè)備緊湊，運(yùn)行可靠。
（3）還原后的氮?dú)夥趴?，無二次污染。
（4）煙氣成分復(fù)雜，某些污染物可使催化劑中毒。
（5）煙氣中的粉塵微?？筛采w催化劑的表面，使其活性下降；
（6）系統(tǒng)中存在一些未反應(yīng)的NH3和煙氣中的SO2作用，生成易腐蝕和堵塞設(shè)備的(NH4)HSO4或(NH4)2SO4。
（7）投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。
4.1.3 SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)
SNCR/SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)是SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術(shù)同SCR工藝?yán)靡莩霭边M(jìn)行催化反應(yīng)結(jié)合起來，從而進(jìn)一步脫除NOx，它是把SNCR工藝的低費(fèi)用特點(diǎn)同SCR工藝的高效脫硝率及低的氨逸出率有效結(jié)合。理論上，SNCR工藝在脫除部分
NOx的同時也為后面的催化法脫除更多的NOx提供了所需的氨，見圖4-2。
圖4-2 SNCR/SCR聯(lián)合技術(shù)示意圖
SNCR/SCR聯(lián)合工藝NOx的脫除率是SNCR工藝特性、氨的噴入量及擴(kuò)散速率、催化劑提供的函數(shù)。要達(dá)到75%以上NOx的脫除率和氨的逸出濃度在8ppm以下的要求，采用聯(lián)合工藝在技術(shù)上是可行的。然而，NOx的脫除率還必須同還原劑的消耗量和所需催化劑體積保持均衡。
在聯(lián)合工藝的運(yùn)行中，SNCR系統(tǒng)是在SNCR的溫度窗口下噴入還原劑以逸出氨的產(chǎn)生模式運(yùn)行的，還要求能調(diào)節(jié)這些逸出氨的量從而滿足NOx總脫除率和氨的最低逸出濃度要求。根據(jù)以上所述，聯(lián)合工藝的特性直接取決于進(jìn)入催化劑體內(nèi)的氨與NOx 分布情況，偏差較大的分布可能影響催化劑對整個運(yùn)行的適應(yīng)能力。
4.2 工藝流程
4.2.1 工藝描述
鍋爐選用SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)方案，采用氨水作為還原劑。設(shè)置氨水儲罐2臺，氨水由氨水罐車運(yùn)輸至廠區(qū)氨水儲罐，儲罐設(shè)有不銹鋼磁翻板液位計。以便及時觀察氨水液位狀態(tài)。
在進(jìn)行SNCR脫硝時，氨水輸送泵將20%的氨水溶液從儲罐中抽出，在靜態(tài)混合器中和工藝水混合稀釋成5~10%的氨水溶液，輸送到爐前SNCR噴槍處。氨水溶液在輸送泵的壓力作用下，通過噴槍時，經(jīng)過空氣霧化后，以霧狀噴入爐內(nèi)，與煙氣中的氮氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)?，去除氮氧化物，從而達(dá)到脫硝目的。
SNCR脫硝系統(tǒng)噴入過量的氨水經(jīng)反應(yīng)后溢出的氨氣，進(jìn)入SCR脫硝系統(tǒng)，在催化劑的催化還原下，過量的氨氣與NOx進(jìn)一步反應(yīng)，從而達(dá)到進(jìn)一步脫硝的效果，使
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