锅炉SCR脱硝技术

220t/h锅炉SCR脱硝技术1.反应器布置本项目锅炉烟气NOX含量达800mg/Nm3，要求排放100mg/Nm3，脱硝效率87.5%。SNCR脱硝工艺达不到环保要求，建议采用SCR脱硝工艺，推荐采用20孔蜂窝式催化剂，每台锅炉配置2台脱硝反应器，每台反应器内催化剂布置方式采用2+1布置，即安装2层催化剂，预留1层。每层催化剂体积初步预估21m3，三台锅炉总量约252m3。另本项目锅炉尾部竖井交叉布置两级省煤器和三级管式空气预热器，省煤器、空气预热器交叉布置分别支承在尾部构架上，这种省煤器及空预器布置方式不便于SCR脱硝装置的设置。鉴于锅炉已开始进行安装工程，不便进行大的改动，脱硝反应器的布置及脱硝烟气的引出将结合目前锅炉的实际情况配置。1.1脱硝烟气将由高温省煤器出口双烟道引出（此处烟气温度380℃，最佳反应温度），向上约10米分别进入两台脱硝反应器（W4.04mxL5.9mxH10m），经反应器后回到一级空预器入口，这样尾部竖井烟道高温省煤器和高温空预器之间需预留出烟气的进出空间约5.6米（烟道截面按4.04x1.6，烟气流速14m/s估算），需锅炉厂调整空预器和低温省煤器的安装位置，来保证脱硝烟气的进出空间。且此种反应器布置方式烟气脱硝后在空预器低温区易生成亚硫酸铵造成低温腐蚀及堵塞，建议在三级空预器上方设置蒸汽吹灰器。1.2如锅炉低负荷运行时，高温空预器出口温度能在290℃以上，可采取将脱硝烟气由高温空预器出口引出（如必要，也可从高温省煤器上方引出部分高温烟气来加热脱硝烟气），向上约10米分别进入两台脱硝反应器，同时将剩余省煤器、空预器安装位置平移调整到反应器出口烟道，并在三级空预器上方设置蒸汽吹灰器。SCR烟气系统设计参数序号项目单位BMCR序号项目单位BMCR1入口烟气量（标态，干基，6%O2）Nm3/h2725722水分%83入口NOX浓度（标态，干基，6%O2）mg/Nm38004入口烟尘浓度g/Nm35脱硝效率%87.56入口烟气温度℃300-3807氨逃逸率ppm32．主要设计原则（1）采用选择性催化还原（SCR）工艺全烟气脱硝系统。烟气中的NOX在300~380度环境下，经催化剂作用，由NH3将NOX还原成无害的N2和H2O。（2）采用液氨做为脱硝系统的还原剂。（3）脱硝系统脱硝效率不低于87.5%。（4）催化剂采用20孔Ti-V-W蜂窝式催化剂。（5）采用声波吹灰器对催化剂进行清灰。3.脱硝系统设计数据（单台机组）项目单位数据标态烟气量Nm3/h272572实际烟气量m3/h651976烟气温度℃380NOx原始浓度mg/Nm3800灰浓度g/Nm3脱硝效率%87．5氨逃逸率ppm3SO2氧化率%1氨消耗量Kg/h50反应器数量个/炉2反应器尺寸mm4040×5900催化剂体积/每反应器m342催化剂总体积m384催化剂孔数孔20催化剂孔径mm7.5催化剂壁厚mm1催化剂层数层/反应器3催化剂模块数量个/层12(3×4排列)催化剂模块尺寸mm993×1914×1260催化剂模块内单元排列根6×12催化剂孔内流速m/s6.1催化剂形式蜂窝式20孔催化剂基材TiO2催化剂活性材料V2O5-WO24.脱硝系统设备主要设备表序号设备名称规格型号单位数量备注1卸氨压缩机柱塞式台22液氨储罐容积50m3，设计压力2.5MPa个23液氨蒸发器蒸汽加热，气化能力:240kg/h个14氨气缓冲罐5m3，1.5MPa个15氨气稀释槽V=10m3，P＝0.1MPa个16废液泵Q=50m3/h，P＝0.4MPa台17稀释风机风量1800Nm3/h,压力5kpa台63台备用8氨/空气混合器管式静态混合器台69反应器4．04×5.9×11.5m（H）台610灰份均部器碳钢套611氨/烟气混合器碳钢套612整流层100mm间距，500mm高,碳钢套613催化剂蜂窝式,20孔m3252含模块箱14声波吹灰器脱硝专用吹灰器套24配仪表阀门15反应器进出烟道碳钢套616钢结构碳钢套317CEMS入口O2、NOx，出口O2、NOx、NH3套618电动葫芦起吊高度40m，1t台619控制系统套15脱硝炉区系统布置5.1布置设计原则总体布置依据提供的相关资料主要布置设计原则（1）在布置方案中，新建设施尽可能减少对场地原有地下及地上设施的影响；（2）减少施工工程量，同时要尽量便于施工；（3）供氨管路、电缆等尽量利用原有管路支架、及电缆桥架；（4）稀释风机就近布置在SCR装置旁。在制定脱硝装置布置方案时，考虑下面设备：—SCR反应器；—烟风管道；—稀释风机；—辅助设备。在规划基本的现场布置方案时，建筑和设备的位置应该按照需要的功能来布置，并考虑进出方便、建造难易、操作、维护和安全性。锅炉的尾部是双烟道，相应反应器的入口烟道也是双烟道形式，一台锅炉安装两个SCR脱硝反应器，采用两个SCR脱硝反应器两侧对称布置。为SCR脱硝反应器留有适当的空间，用来设置检修通道，便于催化剂模块的安装和检修操作。催化剂模块的抬升预留足够的空间。催化剂模块的大小为993mm×1914mm×1260mm。通道连续，所有的主要通道能允许叉式升降机（铲车）通行，并考虑其转动半径。5.2典型布置方案参见附图5.3脱硝系统布置方案（1）脱硝反应器，反应器的截面尺寸为4.04米×5.9米，中间布置氨喷射系统。（2）脱硝反应器入口的烟道布置在锅炉尾部烟道引出口，从锅炉中间引出穿过最后一排钢架再向上并向两侧与脱硝反应器的入口相联。烟气流速15米/秒，既要减少烟道磨损和降低系统阻力又要保证烟道中少积灰。（3）氨稀释风机和氨/空气混合系统每台锅炉设两台100%容量的高压离心式鼓风机，一用一备。设二套氨/空气混合系统。分别用于SCR反应器的氨与空气的混合。为保证氨（NH3）注入烟道的绝对安全以及均匀混合，以脱硝所需最大供氨量为基准设计氨稀释风机及氨/空气混合系统。稀释风机的性能将保证能适将锅炉50～100%BMCR负荷工况下正常运行，并留有一定裕度：风量裕度不低于10%，另加不低于10℃的温度裕度；风压裕度不低于20%。稀释风机和氨/空气混合系统将尽量布置在SCR反应器本体氨注入口附近，基于此原因，稀释风机将避免由于布置在SCR反应器本体支撑钢架上而引起的振动。为保证氨不外泄，稀释风机出口阀设故障连锁关闭，并发出故障信号。风机和叶轮的结构设计将便于检修和更换，外壳与易损件将易于拆除，在风机和驱动电动机的上方将设有检修起吊设施。风机的所有旋转件周围将设有人员安全防护罩。消音器将安装在恰当位置。稀释风机将配备必要的仪表和控制，主要包括监控轴温的热电偶、振动测量装置、正常/异常跳闸信号装置等。电动机控制信号也包括在设计范围之内。氨的注入量由SCR反应器进出口NOx，O2监视分析仪测量值、烟气温度测量值、稀释风机流量、烟气流量（由燃煤流量换算求得）等来控制。（4）氨喷射系统每台反应器设置一套完整的涡流式氨喷射混合系统，保证氨气和烟气混合均匀。喷入反应器烟道的为空气稀释后的氨气混合气体。所选择的风机将该满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。稀释风机将按两台100％容量（一用一备）设置。氨/烟气混合均布系统的设计充分考虑到其处于锅炉的高含尘区域的因素，所选用的材料将为耐磨材料或充分考虑防磨措施加以保护。在进氨装置分管阀后将设有氮气预留阀及接口，在停工检修时用于吹扫管内氨气。5.4SCR反应器本体吹灰系统及脱硝除灰系统按每台SCR反应器设置一套吹灰系统进行设计。根据SCR反应器本体内设置的催化剂层数及数量来设置吹灰系统，按每一层催化剂设置一层吹灰器进行设计，吹灰器数量按催化剂的层数来配置，每层配置2台。本工程采用声波式吹灰器。6脱硝氨区系统6.1氨区规模氨站占地约1500m2，设有50m3液氨储罐2台，按80%充装系数计算，满足全厂7天用量要求，压力为2.16MPa。氨气稀释槽1个；液氨蒸发器（1个）：氨处理量：241Kg/h；氨气缓冲罐（1个），缓冲时间8分钟；操作室、消防值班室、氨站配电室和氨卸料压缩机、液氨槽车装卸区。氨站内设安全、消防设施6.2工艺流程简述液氨由液氨槽车送来，利用氨压缩机增压的方式将液氨由槽车输入至液氨储罐内贮存；生产时液氨储罐中的液氨流到液氨蒸发器内蒸发为气氨，并通过气氨缓冲罐来稳定其压力后送脱硝系统。液氨储罐及液氨蒸发系统紧急排放的气氨通过管道排入氨气稀释槽中，经水吸收成氨水后排入废水池，再经由废水泵送至沉渣池处理。液氨蒸发的加温方式系蒸汽加热。