脱硝系统

脱硝脱硝工艺系统设计•脱硝工艺采用SCR法•脱硝设备容量按脱硝效率不低于85%考虑，SCR按入口NOx浓度300mg/Nm3（6%含氧量，干基，标态）设计，且出口NOx含量不超过45mg/Nm3，催化剂层按“2+1”设计。•脱硝系统需满足30~100%BMCR全负荷脱硝。•氨逃逸不大于2.28mg/Nm3（标态，干基，6%O2，），SO2/SO3转化率小于1%。•脱硝装置不设置烟气旁路和省煤器高温旁路系统。•脱硝反应器布置在锅炉省煤器和空预器之间。•脱硝还原剂采用尿素水解制氨工艺制取。尿素溶液的制备、储存、尿素溶液供应与循环、水解制氨、喷射系统以入口NOx浓度300mg/Nm3来进行设计。脱硝工艺系统设计•从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失在性能考核试验时不大于800Pa（设计煤种，100%BMCR工况，安装两层催化剂时的阻力），从脱硝系统入口到出口之间的系统压力损失不大于1000Pa（设计煤种，100%BMCR工况，安装三层催化剂时阻力）。•反应器内烟气流速不大于4.5m/s。•系统范围内的设备在无振动条件下运行，噪声控制满足最新GBZ1《工业企业设计卫生标准》，设备运转噪声小于85分贝。•脱硝设备年利用小时按6000小时考虑，投运时间按7500小时考虑。•脱硝设备年利用小时和投运时间与锅炉一致。•脱硝装置可用率不小于100%。•脱硝系统服务寿命为30年。SCR反应器本体功能•在SCR反应器内，烟气与NH3的混合物在通过催化剂层时，烟气中的NOx在催化剂的作用下与NH3反应生成N2与H2O，从而达到除去烟气中NOx的目的。吹灰器型式及设置方式•催化剂层采用声波吹灰方式。声波吹灰器采用美国GE、瑞典科康或同档次优质产品，每层催化剂配置8台吹灰器催化剂•反应器内的的催化剂布置模式为2+1层。采用平板式催化剂。•催化剂能满足烟气温度不高于420℃的情况下长期运行，同时应能承受运行温度430℃不少于5小时的考验，而不产生任何损坏；•催化剂化学寿命大于24000运行小时，机械寿命大于8年，并可再生利用。系统的构成•脱硝反应区系统、尿素溶液制备储存系统、尿素溶液供应与循环系统、水解制氨供应系统、氨喷射系统（不包括SCR反应器烟道内的喷氨栅格）和其他辅助系统和设备组成。尿素溶液制备储存和水解制氨供应系统•本工程采用尿素来制备脱硝还原剂，采用尿素水解工艺，乙方按照厂内2台炉（脱硝效率不低于85%）尿素溶液制备储存、循环供应、水解制氨供应系统的原则设计、供货、安装及运营管理。•尿素溶液制备储存及水解制氨供应系统包括尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液混合泵、尿素溶液供应与循环装置、水解供应系统、伴热系统、水冲洗系统、疏水系统、相关阀门、管路及附件等尿素的制备储存、水解过程如下•袋装尿素颗粒储存于尿素储备间，人工拆袋后，将干尿素颗粒倒入斗提系统，尿素颗粒倒入尿素溶解罐，用除盐水将干尿素溶解成50%质量浓度的尿素溶液，通过尿素溶液给料泵输送到尿素溶液储罐。尿素溶液经由高流量循环泵送入水解系统。经水解系统制成氨气，经氨气输送管道输送到脱硝SCR区，氨空混合气与空气混合后经由AIG系统喷入烟道。尿素溶液制备储存及水解制氨供应系统•包括尿素溶解罐、尿素溶液输送泵、尿素溶液储罐、高流量循环泵、过滤器、水解器、背压控制阀、疏水箱、疏水泵、地坑泵、蒸汽减温减压设备等。脱硝系统主要设备•尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液混合泵、尿素溶液供应与循环装置、伴热系统、冲洗系统、加热蒸汽及疏水回收系统、还原剂厂房通风系统、水解系统、氨喷射格栅、水解系统•尿素催化水解工艺的反应系统主要包含：反应器、反应器盘管加热装置、尿素溶液计量供给系统、测量、控制系统等。每台锅炉设置一台尿素溶液水解器，两台锅炉共配置两台。浓度约50%的尿素溶液被输送到水解器内，饱和蒸汽通过反应器列管的方式进入水解器，饱和蒸汽不与尿素溶液混合，通过盘管回流，冷凝水由回收装置回收；水解反应器中产生出来的含氨+气流经管道输送到脱硝系统混合器，被热一次风稀释，此后进入AIG系统。氨气产出量满足脱硝系统自动控制，控制逻辑由DCS实现。主要设备•（1）尿素溶解罐•设置1台（按2台机组1天尿素配制量计算）尿素溶解罐，人工拆袋后将干尿素颗粒经斗提机倒入溶解罐。在溶解罐中，用除盐水制成50%的尿素溶液。当尿素溶液温度过低时，蒸汽加热系统启动使溶液的温度高于35℃（确保不结晶）。材料采用316L不锈钢；并配有搅拌装置。溶解罐设有水流量和温度控制系统外，还采用混合泵将化学剂从溶解罐底部向顶部进行循环，使化学剂更好地混合，该管路装有密度计，能实时显示溶液密度。装有尿素溶液密度计、液面、温度显示仪、人孔、梯子、通风孔及蒸汽加热装置（保证溶液温度高于结晶温度10℃）等。溶解罐具有通风系统，确保车间内部无氨气等异味。溶解罐设有尿素溶液取样口，便于人工测量与密度计测量值的比对校验。•（2）尿素溶液储罐•尿素溶液经由尿素溶液给料泵进入尿素溶液储罐，设置2台（按2台机组7天尿素用量计算）的尿素溶液储罐。储罐采用316L不锈钢制造。储罐为立式平底结构，装有液面、温度显示仪、人孔、梯子、通风孔及蒸汽加热装置（保证溶液温度高于结晶温度10℃）等。•储罐设有尿素溶液取样口，便于人工校验储罐内溶液密度。主要设备•（3）尿素溶液混合泵•尿素溶液混合泵为不锈钢本体，碳化硅机械密封的离心泵，1台尿素溶解罐配置2台泵，一运一备，并列布置。•（4）尿素溶液供应与循环装置•本期尿素溶液供应与循环装置按2台机组统一考虑。尿素溶液供应与循环装置设置1套。每套尿素溶液循环装置包含3台全流量的多级SS离心泵，可以变频调速（流量不小于120%,一运二备）、1套内嵌双联式过滤器、电加热器（如有）、1只可远程调节的背压控制阀及用于远程控制和监测循环系统的压力、温度、流量以及浓度等仪表等。主要设备•（5）伴热系统•对尿素溶液输送管道配置蒸汽伴热系统。•氨气输送管道伴热•尿素溶液水解制氨气后的产品气为氨气、二氧化碳和水蒸汽的混合气，如果产品气管道伴热不好，产品气中水蒸汽会冷凝，产品气冷凝后会使腐蚀加剧，也会使稀释风管道积灰。考虑到电伴热故障较多，使用寿命短。乙方要求按照石油化工管道伴热和夹套管设计规范采用蒸汽夹套伴热方式来对产品气管道进行伴热，且内套管使用316L不锈钢管道。•（6）冲洗系统•在尿素溶液管道上设置完善的水冲洗系统，消除尿素溶液结晶的影响。•在生产过程中为防止尿素溶液因温度过低而造成结晶堵塞，对尿素水解制氨区内的尿素溶液管道都设置有除盐水冲洗，每根冲洗水管道都接至相应的冲洗点，在需要冲洗时只需开启相应的阀门即可进行冲洗。冲洗水排入溶解罐，作为溶解尿素用水。•对水解器后的产品气管道采用蒸汽吹扫，当停车检修时，采用蒸汽吹扫，一方面可以防止管道堵塞，另一方面可以减小管道的腐蚀。主要设备•（7）加热蒸汽及疏水回收系统•尿素溶解罐和溶液储罐采用蒸汽加热系统，尿素溶液管道采用蒸汽系统。并将伴热系统的疏水排放至疏水箱，设置疏水泵，可将疏水返回尿素溶解罐重复利用。•蒸汽送达尿素区后，首先通过蒸汽减温减压系统，减温减压后的蒸汽分别送至水解器、尿素溶解罐、尿素溶液储罐及各夹套及伴管伴热，蒸汽冷凝后产生的蒸汽冷凝液收集到疏水箱，在配制尿素溶液时通过疏水泵将蒸汽冷凝液输送制尿素溶解罐，当水质不满足要求时排入废水池，过剩的蒸汽冷凝液排放至废水池。再由废水泵将废液排入甲方指定位置。•（8）还原剂厂房通风系统•还原剂车间应安装完善的机械通风装置，风机应根据室内空间配置，确保有足够的通风量。主要设备•（9）水解系统•尿素催化水解工艺的反应系统主要包含：反应器、反应器盘管加热装置、尿素溶液计量供给系统、测量、控制系统等。每台锅炉设置一台尿素溶液水解器，两台锅炉共配置两台。浓度约50%的尿素溶液被输送到水解器内，饱和蒸汽通过反应器列管的方式进入水解器，饱和蒸汽不与尿素溶液混合，通过盘管回流，冷凝水由回收装置回收；水解反应器中产生出来的含氨+气流经管道输送到脱硝系统混合器，被热一次风稀释，此后进入AIG系统。氨气产出量满足脱硝系统自动控制，控制逻辑由DCS实现。•（10）氨喷射格栅（AIG）•氨气的注入采用格栅式，在管道上布置很多喷嘴，以保证喷入烟道内的氨与烟气均匀分配和混合。在喷射格栅的入口每一区域分配管道上设有手动流量调节阀，并设置流量测量孔板，取样管路配置一次门，以调节各个区域氨气的分配。使烟道同截面上的NH3/NOx分布均匀，调整好后，固定阀门开度不变，以后的运行均由总管道上的流量调节阀控制氨的流量。稀释风机•稀释风机应按1台100％容量设置。尽量布置在SCR反应器本体氨注入口；稀释风机将锅炉热一次风引入氨/空气混合系统，其压头控制在5-8kPa。•稀释风机的主要作用是：作为NH3的载体，降低氨的浓度使其到爆炸极限下限以下并且保证水解产生的混合气不会凝结，保证系统安全运行。•稀释风机设置旁路系统，正常运行时一次热风经旁路系统送入氨气/空气混合器。•氨在空气中的体积浓度达到16～25%时，会形成II类可燃爆炸性混合物。•喷入反应器烟道的氨气为空气稀释后的含5％左右氨气的混合气体。