【正文】 不適用本項(xiàng)目煙氣的脫硝 。 SCR 自 20 世紀(jì) 80 年代初開(kāi)始逐漸應(yīng)用于燃煤鍋爐煙氣脫硝。至今已被公認(rèn)為煙氣脫硝的主流技術(shù)。 脫 硫 塔 SCR反應(yīng)器 氨水儲(chǔ)罐罐 氧化風(fēng)機(jī) 焦化廠煙囪 吹灰系統(tǒng) 廢氣 達(dá)標(biāo)煙氣 氧化風(fēng) 吹掃風(fēng) 氨水溶液 硫酸銨 /硫酸亞銨 氨水 煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 6 選擇性催化還原 (Selective Catalytic Reduction , SCR)技術(shù)是一種成熟的商業(yè)性NOx 控制處理技術(shù)。脫硝原理是在 280400℃下，將含氨的還原劑噴入煙氣中，在催化劑的作用下，還原劑有選擇性地把煙氣中的 NOX 還原為無(wú)毒無(wú)污染的 N2和H2O，還原劑可以是液氨、氨水、尿素、碳?xì)浠衔?(如甲烷、丙烯等 )等。以氨為還原 劑的 SCR 反應(yīng)如下： 4NH3+4NO+O2→4N 2+6H2O (31) 4NH3+2NO2+O2→3N 2+6H2O (32) 上面第一個(gè)反應(yīng)是主要的，因?yàn)闊煔庵袔缀?95%的 NOX 以 NO 的形式存在。 圖 31 煙氣中 NOx與噴射氨的反應(yīng)示意圖 與其他脫硝方法比較，我公司采用的 SCR 脫硝具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)： ①脫硝效率高，高達(dá) 96%，對(duì) NOx 的脫除效果十分顯著。我公司擁有自行研發(fā)的低溫催化劑配方能高效滿足初始 NOx 濃度高達(dá) 20214700mg/m179。的煙氣脫硝，不僅節(jié)約成本，而且節(jié)約了反應(yīng)器空間占地位置。 ②技術(shù)成熟。自 20 世紀(jì) 80 年代初開(kāi)始逐漸應(yīng)用于燃煤鍋爐煙氣脫硝，經(jīng)過(guò)幾十年的理論研究和實(shí)際應(yīng)用， SCR 技術(shù)已經(jīng)被公認(rèn)為煙氣脫硝的主流技術(shù)；我們?cè)诘蜏兀?250℃ 280℃）煙氣脫硝 領(lǐng)域 ，已有運(yùn)行二年多的應(yīng)用業(yè)績(jī)。 ③無(wú)二次 污染物。反應(yīng)最終產(chǎn)物為無(wú)害的 N2和 H2O，沒(méi)有廢液產(chǎn)生，無(wú)二次污染。 ④ 脫硝裝置性能可靠、穩(wěn)定，設(shè)備可用率達(dá) 98%以上。 SCR 脫硝技術(shù)在全球范圍內(nèi)有數(shù)百臺(tái)的成功應(yīng)用業(yè)績(jī)和十幾年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，作為末端技術(shù)具有良好的可保障性。 煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 7 ⑤ 工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單， 容易操作。 . 脫硫工藝 目前濕法脫硫技術(shù)占脫硫總量的 80%以上。按照脫硫原料的不同， 濕法脫硫分為：石灰 石膏法脫硫、雙堿法脫硫、氨法脫硫、鎂法脫硫、海水脫硫等。 焦化廠尾氣脫硫要求滿足脫硫效率為 %，同時(shí)焦化廠有濃度為 5%的廢氨水可以利用。因此，在滿足工藝要求及脫硫效 率的基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)采用焦化 廠 循環(huán)氨水作為脫硫催化劑的脫硫工藝。 氨法脫硫是利用堿性脫硫劑和酸性 SO2之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)脫硫的，氨吸收硫酸生產(chǎn)尾氣中的 SO2, 生產(chǎn)亞硫銨和硫銨。 第一步， SO2和 NH3的反應(yīng)為基礎(chǔ)的吸收過(guò)程： SO2＋ H2O＋ xNH3 = (NH4) xH2－ XSO3 （ 1） 因此，采用氨法脫硫首先得到亞硫酸銨中間產(chǎn)品。 第二步，采用空氣對(duì)亞硫銨直接強(qiáng)制氧化： (NH4)XH2XSO3+1/2O2 +(2x)NH3=(NH4)2SO4 (2) 此過(guò)程是將吸收中間產(chǎn)物不穩(wěn)定的亞硫酸銨氧化成穩(wěn)定的硫酸銨，以制得農(nóng)用的硫銨化肥。也可用硫酸、硝酸、磷酸等對(duì)亞硫銨進(jìn)行酸解，副產(chǎn)二氧化硫、硫酸、硝酸銨、磷酸銨等其它化工產(chǎn)品。 氨法脫硫的特點(diǎn)： ? SO2資源化利用。 氨法脫硫技術(shù)能將廢氣中的二氧化硫和焦化廠的廢氨水轉(zhuǎn)化為化肥，不產(chǎn)生任何廢水、廢液和廢渣，沒(méi)有二次污染，是一項(xiàng)真正意義上的將污染物全部資源化，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求的脫硫技術(shù)。與鈣法相比，氨法屬于回收法，鈣法為拋棄法，容易造成二次污染。 ? 系統(tǒng)簡(jiǎn)單、設(shè)備體積小，能耗低。 氨是一種良好的堿性吸 收劑，氨法脫硫?qū)儆跉?液反應(yīng)，反應(yīng)速度快，反應(yīng)完全，吸收劑利用率高，因此減少了設(shè)備的體積和能耗。 ? 脫硫塔不易結(jié)垢。 由于氨具有更高的反應(yīng)活性，且硫酸銨具有極易溶解的化學(xué)特性，因此氨法脫硫系統(tǒng)不易產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。 煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 8 ? 設(shè)備占地少。 氨回收法脫硫裝置無(wú)需原料預(yù)處理工序，副產(chǎn)物的生產(chǎn)過(guò)程也相對(duì)簡(jiǎn)單，配置的設(shè)備較少，設(shè)備占地?zé)o需太大。 ? 脫硫副產(chǎn)物價(jià)值高 氨回收法脫硫裝置的運(yùn)行過(guò)程即是硫酸銨的生產(chǎn)過(guò)程，脫硫副產(chǎn)的亞硫銨溶液既可以通過(guò)后續(xù)裝置干燥結(jié)晶制成硫銨化肥出售，也可以不用干燥，將亞硫銨溶液直接運(yùn)去氮肥廠做復(fù)合肥原料，進(jìn) 一步降低能耗，成本低廉。 ? 既脫硫又脫硝 適應(yīng)環(huán)保更高要求 氨對(duì) NOX同樣有吸收作用。另外脫硫過(guò)程中形成的亞硫銨對(duì) NOX還具有還原作用，所以氨法脫硫的同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)一部分脫硝的目的。 幾種脫硫方法的比較 4. 煙氣脫硫脫硝一體化技術(shù)說(shuō)明 . 脫硝技術(shù) 脫硝系統(tǒng)的構(gòu)成 (1) 催化劑； 煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 9 (2) 反應(yīng)器系統(tǒng)（反應(yīng)器本體、吹灰系統(tǒng)、導(dǎo)流系統(tǒng)）； (3) 控制系統(tǒng)（儀表和控制系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等）； (4) 附屬系統(tǒng)（鋼結(jié)構(gòu)、爬梯和平臺(tái)、檢修起吊設(shè)施、防腐、保溫和油漆等）； 脫硝系統(tǒng)主要設(shè)備 ? 氨水輸送 以濃度為 25%的氨水（因溫度較低，建議用液氨）用來(lái)作為脫硝的還原劑。由原有氨水的儲(chǔ)存區(qū)引出一條管道輸送氨水，設(shè)置有 1個(gè)小氨水儲(chǔ)罐，容量滿足脫硝 23天用量即可。 氨水噴射泵 2臺(tái)，用于氨水的噴射。 ? SCR反應(yīng)器 本工程 每座煙囪 設(shè)置一臺(tái) SCR 反應(yīng)器。 為節(jié)省場(chǎng)地，反應(yīng)器采 用立式結(jié)構(gòu)，自上而下可布置 3 層催化劑， 按 “2+1” 層設(shè)計(jì) 。煙 氣進(jìn)入反應(yīng)器的頂部，沿垂直方向向下流動(dòng)通過(guò)反應(yīng)器 。 反應(yīng)器為板箱式結(jié)構(gòu)，輔以各種加強(qiáng)筋和支撐構(gòu)件可以滿足防震、承載催化劑、密封、承受其它荷載和抵抗熱應(yīng)力的要求 。 板箱式反應(yīng)器外設(shè)有加強(qiáng)型外殼并支撐在鋼結(jié)構(gòu)之上 。考慮到銀川屬于北部寒冷地區(qū)，為了保證煙氣的溫度在反應(yīng)溫度區(qū)間內(nèi)，反應(yīng)器外部整體進(jìn)行保溫， 保證與外界隔熱。 催化劑的各模塊中間和模塊與 箱 壁間裝設(shè)的密封系統(tǒng)可保證煙氣流經(jīng)催化劑床，避免煙氣短路。門(mén)孔、起重裝置和 工字軌道 用于裝卸或拆卸反應(yīng)器內(nèi)各層的催化劑箱。人孔可用于定期檢修、觀察和停機(jī)時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)。 在 SCR 反應(yīng)器的入口段安裝有紊流調(diào)節(jié)器和均流器，防止噴嘴處煙氣產(chǎn)生渦流，并使噴入的氨氣均勻分布。 SCR 反應(yīng)器內(nèi)的噴氨段內(nèi)安裝有噴氨噴嘴，超細(xì)霧化噴嘴將氨水溶液霧化成 20μ m以下的霧滴噴入到煙道中，微細(xì)的氨水液滴即刻蒸發(fā)成氨氣。 為使氨氣與煙氣混合均勻，在噴氨段后安裝有靜態(tài)混合器，通過(guò)混合器的擾流，使煙氣與氨氣混合均勻。 煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 10 在反應(yīng)器的出入口及各層催化劑之間均安裝有熱電阻及壓力變送器，監(jiān)測(cè) SCR反應(yīng)器內(nèi)的溫度、壓力變化，保證 SCR 高效穩(wěn)定運(yùn)行。 ? 催化劑 催化 劑是整個(gè) SCR 系統(tǒng)的核心，催化劑的選用及反應(yīng)時(shí)間是影響脫硝效率的主要因素。 為保證項(xiàng)目的成功實(shí)施，本項(xiàng)目采用我們?cè)诓Ａt窯上脫硝已有成功應(yīng)用業(yè)績(jī)、專 有配方、且高效去除 高濃度 NOx 的催化劑。選擇的催化劑活性強(qiáng) 、 SO2/SO3轉(zhuǎn)化率低、選擇性強(qiáng)。在優(yōu)良的噴射系統(tǒng)、混合設(shè)備的配合下，整個(gè)系統(tǒng)的氮氧化物去除率高。 催化劑布置模式 ① 催化劑整體成型。 ② 催化劑的層數(shù)采取 “2＋ 1” 布置模式，考慮預(yù)留加裝催化劑的空間，預(yù)留層可布置在頂層或底層； ③ 催化劑采取模塊化布置，根據(jù)符合脫硝要求的蜂窩型催化劑單元及模塊的體積，合 理設(shè)計(jì)每層催化劑的模塊數(shù)量，優(yōu)化模塊設(shè)置，確保催化劑的安裝及更換更簡(jiǎn)便及快捷。 ④ 催化劑模塊采用鋼結(jié)構(gòu)框架，并便于運(yùn)輸、安裝、起吊。 催化劑設(shè)計(jì)采取防沖蝕磨損、堵塞及中毒的技術(shù)措施 ① 頂層催化劑的頂端采取硬化加固措施。 ② 根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，選擇合理的蜂房結(jié)構(gòu)、節(jié)距及間壁厚度，在保證脫硝效率的前提下，減少流動(dòng)阻力。 ③ 煙氣流速。由于 焦?fàn)t 煙氣中粉塵具有高黏附性，煙氣流速太低，粒徑小粉塵容易粘附在催化劑表面，形成堵塞；煙速太高，催化反應(yīng)不徹底。針對(duì)本工程飛灰的特點(diǎn)，選擇合理的煙氣流速。 ④ 防護(hù)格柵。在每層催化劑的上方 安裝金屬格柵網(wǎng)，阻攔粒徑小的黏附性粉塵，防止粉塵進(jìn)入催化劑微孔內(nèi)，活性降低。 ⑤ 設(shè)置吹灰裝置進(jìn)行定期吹掃，防止微小顆粒物沉積在催化劑微孔內(nèi)。 煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 11 ? 噴氨噴嘴 為了使氨在煙氣中均勻分布，并且便于對(duì)反應(yīng)器中第一層催化劑上方煙氣的NH3/NOx 摩爾比的調(diào)整，所以需在進(jìn)口煙道上的合適位置設(shè)置噴氨噴嘴。具體噴嘴數(shù)量按照反應(yīng)器的大小及氣流狀態(tài)而定。 噴嘴選用超細(xì)霧化噴嘴，力求噴嘴噴出的氨水液滴的粒徑小于 20μ m?？?將整個(gè)煙道截面分成若干個(gè)大小不同的控制區(qū)域，每個(gè)區(qū)域 有 對(duì)應(yīng)數(shù)量的噴射孔，且每個(gè)分區(qū)的流量都能通過(guò)調(diào)節(jié)閥單獨(dú)可調(diào)， 以匹配煙氣中 NOx 的濃度分布。我 公司 通過(guò)多項(xiàng)脫硝項(xiàng)目的實(shí)踐調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，該項(xiàng)技術(shù)成熟穩(wěn)定，完全可以滿足 SCR 裝置對(duì)濃度分布的要求。 ? 吹灰器 SCR 采用吹灰器，能夠保持催化劑的連續(xù)清潔，清灰徹底，不留死角，實(shí)現(xiàn)最大限度、最好的利用催化劑對(duì)脫硝反應(yīng)的催化活性，延長(zhǎng)催化劑的壽命，降低 SCR的維護(hù)成本。每層催化劑設(shè)置 2套聲波吹灰器。 吹灰系統(tǒng)還包括壓縮空氣系統(tǒng)，本工程設(shè)置一臺(tái)壓縮空氣罐，由焦化廠的空壓機(jī)站引入壓縮空氣，用于吹灰器的吹灰用途。 . 脫硫工藝描述 脫硫 技術(shù) 煙道氣 脫硫系統(tǒng)包括旋流板塔，噴淋裝置，除霧裝置及附屬附件等。 經(jīng)余熱鍋爐余熱利用過(guò)后，再進(jìn)入脫硫塔。降溫后的煙氣由下往上進(jìn)入脫硫塔，在脫硫塔內(nèi)與向下噴淋的氨水溶液逆向接觸，吸收脫硫。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧裝置除去大部分霧滴后經(jīng)煙囪達(dá)標(biāo)排放。 主要設(shè)備 ? 旋流板塔 本方案中采用的脫硫裝置為旋流板塔，是一種高效通用型的傳質(zhì)設(shè)備，由于特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使其具有負(fù)荷高、壓降低、不易堵、操作彈性寬等優(yōu)點(diǎn)，在綜合性能 上優(yōu)于其它設(shè)備，適用于快速吸收過(guò)程。用于濕法煙氣脫硫時(shí)，具有很高的煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 12 脫硫效率；同時(shí)，旋流板塔還具有良好的除塵性能，可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的脫硫、除塵一體化處理。 填料塔為單筒立式結(jié)構(gòu)，煙氣入口在塔下部，氨水溶液噴淋在塔上部，堿液槽在塔的底部，分布器及除霧器在塔頂部安裝。循環(huán)泵不斷的將循環(huán)液由堿液槽噴淋至塔上部。 整個(gè)塔身從上而下可分為除霧區(qū)、噴淋區(qū)、吸收區(qū)、濃縮區(qū)、氧化區(qū)五個(gè)部分。 循環(huán)液 從塔頂經(jīng)分布器噴淋 ，由上至下 。氣體從塔底送入， 自下而上與循環(huán)液呈逆流 接觸狀態(tài)，塔的中部為吸收區(qū)域，在這個(gè)區(qū)域內(nèi) 氣液兩相密切接觸 ，在稀 釋、擴(kuò)散、中和等作用下， SO2 與 NH3發(fā)生一系列的反應(yīng)，從而完成了脫除 SO2 的凈化過(guò)程，氣體中的塵粒也易被水霧粘附而除去。 循環(huán)液回流至堿液槽，經(jīng)循環(huán)泵循環(huán)使用。 氧化風(fēng)機(jī)持續(xù)向堿液槽中鼓入氧化用空氣，待循環(huán)液的濃度至一定濃度時(shí)即可送入后續(xù)硫酸銨處理系統(tǒng)另作回收利用。 旋流板塔的塔體采用不銹鋼制作，分為 3部分。旋流板 塔內(nèi)件包括噴頭、旋流板、檢修孔、支架、接管 , 這些物件均采用不銹鋼材質(zhì) , 以確保整套裝置的使用壽命。 ? 噴淋裝置 噴淋裝置的功能是將大量的脫硫液轉(zhuǎn)化為能提供足夠接觸面積的霧化小液滴，以有效 脫除煙氣中的二氧化硫。 噴淋裝置可設(shè)置 3層。 所有噴淋裝置的設(shè)計(jì)和材料能避免快速磨損、腐蝕、結(jié)垢和堵塞。噴淋裝置由不銹鋼制作，采用螺旋形式噴嘴或其他形式的噴嘴。 ? 除霧裝置 除霧裝置采用除霧器，除霧器可采用絲網(wǎng)式，安裝在脫硫塔上部，分離夾帶的霧滴，吸收塔出口凈煙攜帶水滴含量小于 75 mg/Nm179。 除霧裝置采用不銹鋼材料制作。 ? 堿液槽 煙氣脫硝脫硫技術(shù)方案 13 氨水有揮發(fā)性，易揮發(fā)成氨氣逸出。如果堿液池做成半敞開(kāi)式，則不僅使氨水溶液里氨的含量降低，同時(shí)揮發(fā)出來(lái)的氨氣也污染環(huán)境。為了防止氨水揮發(fā)，堿液槽與吸收塔合為一體，設(shè)計(jì)在吸 收塔的下部區(qū)域。 ? 氧化風(fēng)機(jī) SO2被吸收后生成亞硫酸鹽，若要得到商品用硫酸銨產(chǎn)品，還必須在氧化區(qū)鼓入氧化用空氣，因此本工程設(shè)置 2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)， 1備 1用。 ? 循環(huán)泵 一級(jí)循環(huán)配備 2臺(tái)循環(huán)泵。循環(huán)水泵 1臺(tái)備用， 1臺(tái)運(yùn)行，均選用耐磨防腐泵，將塔中的循環(huán)液泵入噴淋區(qū)進(jìn)行噴淋。 ? 硫酸銨后處理系統(tǒng) 二級(jí)循環(huán)配備 2臺(tái)循環(huán)泵。循環(huán)水泵 1臺(tái)備用， 1臺(tái)運(yùn)行，均選用耐磨防腐泵，將分離后的循環(huán)液送入濃縮區(qū)。 硫酸銨后處理系統(tǒng)是為了將吸收 SO2后的循環(huán)液進(jìn)一步回收利用。這一系統(tǒng)包括了：硫酸銨排出泵、旋流器、離心機(jī)、干燥機(jī)等設(shè)備。旋流器與離 心機(jī)將硫酸銨排出泵送入的含有硫酸銨的循環(huán)液濃縮，得到含水率 4%的硫酸銨固體。離心分離后的液體可