电厂脱销培训

目录一、国家环保政策：二、NOx脱除技术现状：三、SCR工艺：四、液氨参数：五、主要设备介绍：六、主要设备清单七、SCR系统启动八、脱硝系统停运九、脱硝系统运行调整及控制逻辑十、脱硝系统运行中的检查维护十一、氨区安全运行要求十二、各系统控制逻辑描述十三、脱硝系统事故处理十四、劳动安全与职业卫生一、国家环保政策：我国一次能源结构中约70~80%由煤炭提供，2009年全国耗煤30.2亿吨，每燃烧一吨煤炭，约产生5~30kg氮氧化物。据中国环保产业协会组织的《中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告》的统计显示，2007年火电厂排放的NOx总量已增至840万吨，约占全国氮氧化物排放总量的35~40%，电站锅炉已成为主要的大气污染固定排放源之一。为了改善大气环境质量，国家与部分地方政府针对火电行业制定了日趋严厉的氮氧化物排放标准（图1-1），要求采取措施进行降氮脱硝改造。污染排放费已成为补偿治理成本的重要手段。现行国务院令字第369号《排污费征收标准管理办法》执行NOx“零排放”收费政策，按0.60元/污染当量收费，江苏省《关于调整排污费征收标准的通知》（苏价费[2007]206号，苏财综[2007]40号），从2007年7月1日起调整为1.2元/污染当量。从发展趋势看，国内NOx排放收费标准会逐步提高。环境保护部办公厅函〔2009〕247号《2009-2010年全国污染防治工作要点》第三部分第（九）条要求：全面开展氮氧化物污染防治。以火电行业为重点，开展工业氮氧化物污染防治。做好京津冀地区大气污染防治，推动长三角、珠三角地区建立大气污染联防联控机制，并以火电行业为重点，开展工业氮氧化物污染防治。在京津冀、长三角和珠三角地区，新建火电厂必须同步建设脱硝装置，2015年年底前，现役机组全部完成脱硝改造。国务院办公厅转发环境保护部等部门函：国办发[2010]33号《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量指导意见的通知》提出积极推进重点区域（京津冀、长三角和珠三角地区；在辽宁中部、山东半岛、武汉及其周边、长株潭、成渝、台湾海峡西岸等）的大气污染联防联控工作，建立氮氧化物排放总量控制制度。新建、扩建、改建火电厂应根据排放标准和建设项目环境影响报告书批复要求建设烟气脱硝设施,重点区域内的火电厂应在“十二五”期间全部安装脱硝设施，其他区域的火电厂应预留烟气脱硝设施空间。新版《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）要求，2003年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的火电厂锅炉自2014年7月1日起执行200mg/Nm3的NOx排放限值；2003年12月31日后建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批及重点区域的火电厂锅炉自2014年7月1日起执行100mg/Nm3的NOx排放限值；新建火力发电锅炉自2012年1月1日起执行100mg/Nm3的NOx排放限值。二、NOx脱除技术现状：2.1、NOx生成机理燃煤锅炉生成的NOx主要由NO、NO2及微量N2O组成，其中NO含量超过90%，NO2约占5~10%，N2O只有1%左右。NOx理论上有三条生成途径：燃料型NOx，燃料中的氮化物在煤粉火焰前端被氧化而成，所占NOx比例超过80~90%；热力型NOx，助燃空气中的N2在燃烧后期1300℃以上的温度下被氧化而成；瞬态型NOx，由分子氮在火焰前沿的早期阶段生成，所占NOx比例很小。2.2、SCR技术应用目前，适用于燃煤电站锅炉的成熟的氮氧化物控制技术主要有低氮燃烧技术（LNB）、选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）、选择性催化还原脱硝技术（SCR）等。这些技术可单独使用，也可组合使用，以达到不同水平的氮氧化物控制要求。SCR技术最早于上世纪70年代用于日本电站锅炉的NOx控制，其原理是把氨基还原剂气喷入锅炉下游300~400℃的烟道内，在催化剂作用下，利用氨基还原剂的选择性将烟气中NOx还原成无害的N2和H2O。国内自福建漳州后石电厂建成第一台SCR装置，从2005年期大规模用于电站锅炉的NOx控制，至今约有500多台机组配套SCR装置，这些机组均采用高灰型SCR布置工艺，脱硝效率约60~90%。SCR是一种成熟的深度烟气氮氧化物后处理技术，无论是新建机组还是在役机组改造，绝大部分煤粉锅炉都可以安装SCR装置。脱硝效率可以高达95%，NOx排放浓度可控制到50mg/Nm3以下，是其他任何一项脱硝技术都无法单独达到的。2.3、NOx脱出化学方程式4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O、6NO2+8NH3＝7N2+12H2O反映温度300℃–400℃2.4SCR反映的7个步骤⑴NH3、NO从主气流穿过催化剂颗粒外表面的气膜，扩散到催化剂外表面；⑵NH3、NO从催化剂颗粒外表面扩散到催化剂内部表面；⑶NH3在催化剂表面上吸附；⑷气态NO与催化剂表面吸附的NH3进行反应；⑸反应生成物N2、H2O在催化剂表面上脱附；⑹生产物从内部表面扩散到催化剂颗粒的外表面；⑺N2、H2O从颗粒外表面穿过气膜扩散到主气流中；2.5、SCR工艺特点2.5.1催化剂是工艺关键设备。催化剂在与烟气接触过程中，受到气态化学物质毒害、飞灰堵塞与冲蚀磨损等因素的影响，其活性逐渐降低，通常3~4年增加或更换一层催化剂。对于废弃的催化剂，由于富集了大量痕量重金属元素，需要谨慎处理。2.5.1反应器内烟气垂直向下流速约4~4.5m/s，催化剂通道内烟气速度约5~7m/s。300MW、600MW及1000MW机组对应的每台SCR反应器截面积分别约80~90m2、150~180m2、230~250m2。2.5.1脱硝系统会增加锅炉烟道系统阻力约约700~1000Pa，需提高引风机压头。2.5.4SCR系统的运行会增加空预器入口烟气中SO3浓度，并残留部分未反应的逃逸氨气，二者在空预器低温换热面上反应形成硫酸氢铵，易恶化空预器冷端的堵塞和腐蚀，需要对空预器采取抗硫酸氢铵堵塞措施。2.5.5受制于锅炉烟气参数、飞灰特性及空间布置等因素的影响，根据反应器的布置位置，SCR工艺分为高灰型、低灰型和尾部型等三种：高灰型SCR是主流布置，工作环境相对恶劣，催化剂活性惰化较快，但烟气温度合适（300~400℃），经济性最高；低灰型SCR与尾部型SCR的选择，主要是为了净化催化剂运行的烟气条件或者是受到布置空间的限制，由于需将烟气加热到300℃以上，只适合于特定环境。2.5.6SCR系统正常运行过程不产生废水。采用液氨制备还原剂时，只在液氨卸载、系统检修及事故处理时才有少量废弃氨产生，废弃氨通常用输送到稀释槽用水吸收。含氨废水可用于厂区绿化灌溉，也可送至污水处理池曝气处理。2.5.7烟气脱硝SCR工程实施后，将有助于提高静电除尘器的除尘效果，不会产生粉尘污染现象。烟气脱硝SCR系统的转动设备（如泵、风机等）数量很少，容量较小，不会产生较大的噪声污染，且能满足国家规定的GBZ1-2002《工业企业设计卫生标准》。2.5.8SCR催化剂受到飞灰堵塞、冲蚀及化学毒化等因素的影响，活性会逐渐下降甚至失效。部分催化剂可通过各种方式的再生重新投入使用，但对于那些破损严重或无法再恢复活性的催化剂则只能作为废弃物处理。催化剂运行期间富集了大量重金属，尽管废弃催化剂不符合美国联邦法规的危险废物定义，但因其所含的部分成分属于美国联邦法规和韩国法规定义的危险物质，因此，废弃催化剂需要进行无害化处理或回收再利用。2.5.9根据国外废弃催化剂处理经验，蜂窝式与板式催化剂的处理略有不同：☆对于蜂窝式催化剂，可采用直接填埋、混凝土封装后填埋、固废焚烧厂焚烧处理或或者研磨后与燃煤掺烧及循环再利用（作为生产水泥或制砖的原料、混凝土或者筑路材料的混凝料、在冶炼厂回收Ti、Mo、V等金属物质）。☆对于板式催化剂，可将废弃催化剂拆分分解，把金属框架作为钢材回收，去除钢架后的废弃催化剂处理方式与蜂窝式催化剂基本相同。☆国外针对脱硝废弃催化剂主要采取填埋处理方式，并采取许可证制度。国内目前还没有建立专门的废弃催化剂处理标准，业主可在采购催化剂时，可参考国内危险废弃物的处理标准，商定由具备资质的供货商回购废弃催化剂。三、SCR工艺：3.1、系统简介整套完整的SCR工艺系统（图1-1）包括：催化剂、反应器、氨气制备系统、氨喷射与混合系统及监测系统等。SCR系统需要根据机组条件（煤质、炉型、烟气参数、负荷率等）、催化剂的受限因素（烟气痕量气态物质、飞灰含量及特性、烟气温度范围、酸露点）及性能要求（脱硝效率、压降、氨逃逸、催化剂使用寿命）等，对反应器系统（烟道、灰斗与顶部结构、氨喷射混合系统、催化剂结构与布置、吹灰器）等进行合理设计。图1-1高灰型SCR工艺系统在最低连续喷氨温度下，喷入烟气中的氨气会与SO3反应生成硫酸氨和硫酸氢氨，堵塞催化剂微孔，因此，当低负荷下省煤器出口烟温较低时，需要停止喷氨（或者短期喷氨，尽快提高运行负荷，利用高温烟气将氨盐气化），或者采取省煤器旁路方式调节SCR入口烟温。3.2、工艺流程液氨槽车液氨储罐液氨泵蒸发器缓冲罐卸氨压缩机废水泵废水池氨气稀释罐SCR反应区液氨由液氨槽车送来，利用液氨槽车自身压力及氨卸料压缩机增压的方式将液氨由槽车输送至液氨储罐内储存，并利用液氨储罐与液氨蒸发器之间的压差或液氨输送泵，将液氨储罐中的液氨输送到液氨蒸发器内，以被加热过的乙二醇溶液作为热源将液氨蒸发器内的液氨蒸发为气氨后，进入气氨缓冲罐，再经管道送至脱硝反应区。液氨储罐及气氨蒸发系统紧急排放的气氨则排入氨气稀释槽中，经水吸收后排入废水池再经由废水泵送至主厂废水处理系统处理。图1SCR流程示意图从锅炉高温省煤器出来的烟气，与喷氨格栅喷入的不超过5%气氨的稀释空气在进口烟道充分混合后从上部进入反应器，在催化剂的催化作用下，NOX与NH3进行还原反应生存N2和H2O，反应后的烟气返回锅炉的低温省煤器，换热后去除尘器。（如图2）催化剂图2催化反应示意图四、液氨参数4.1液氨的性质类似液化烃，气氨的火灾危险类别属乙类气体。在常温下压力较高，挥发度大，毒性程度为中度危害。液氨的主要杂质由水、油和不凝性气体组成，密度618kg/m3（15℃）。氨的沸点：0.101MPa绝压下是-33.35℃，故常压下液氨需在低于-33.4℃储存，而在常温下应在压力容器内一定压力下储存。爆炸下限（V%）15.7，爆炸上限（V%）27.4。4.2液氨品质参数指标名称单位合格品备注氨含量%99.6残留物含量%0.4重量法水分%—油含量mg/kg—重量法红外光谱法铁含量mg/kg—压力MPa1.6沸点℃标准大气压4.3、危险性物料主要性质：氨属可燃、易爆、有毒物质，危险类别为2.3类，其主要性质见下表：分子式：NH3气氨相对密度（空气=1）：0.59分子量：17.04液氨相对密度（水=1）：0.7067（25℃）CAS编号：7664-41-7爆炸极限：15.7-27.4%熔点（℃）：-77.71%水溶液PH值：11.7沸点（℃）：-33.4火灾危险类别：乙类蒸气压：882kPa（20℃）最高允许浓度：30mg/m3自燃点（℃）：655.11毒物危害程度分级：IV五、主要设备介绍：系统主要的设备包括液氨储罐（2台）、卸料压缩机（2台）、液氨蒸发器（2台）、气氨缓冲罐（2台）、气氨稀释罐（1台）、液氨泵（2台）、废水泵（2台）、压缩空气罐（1台）、氨泄漏检测仪器及一些安全辅助设施。5.1储氨卧式储罐液氨卧式储罐容量为XXXm3，2台，其中两台互为备用。设计温度-20℃—53℃，设计压力0-2.09Mpa。每台储罐上均安装有两台安全阀，热电阻、差压液位计和压力开关、压力变送器将信号送到DCS控制系统。四周安装有降温喷淋管线及喷嘴，当储罐罐体压力或温度超高时自动喷淋装置启动，对罐体自动喷淋降温；当检测到有氨气泄露时，一旦检测到设备周围空气中的氨气浓度超过设定浓度，消防喷淋装置会自动启动，对氨气进行吸收，控制氨气污染。5.2卸料压缩机卸料压缩机用于氨储存供应系统中液氨的卸载，在卸氨时它抽取储氨罐中的氨气，经压缩后送至槽车，将槽