【正文】 費(fèi)用低較高安全性有毒無害存儲條件陰涼通風(fēng)處常壓、干態(tài)存儲方式儲罐(液態(tài))料倉(微粒狀)制備方法2025%濃度的氨水溶液10%濃度的還原劑系統(tǒng)響應(yīng)性快慢最佳反應(yīng)溫度850～1050℃900～1100℃管道堵塞現(xiàn)象無有初投資費(fèi)用低低運(yùn)行費(fèi)用低低設(shè)備安全要求應(yīng)符合GB150《危險化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》等相關(guān)規(guī)定 由表 可以看出，采用 SNCR 噴入爐膛的還原劑應(yīng)在最佳煙氣溫度區(qū)間內(nèi)與煙氣中的 NOx 反應(yīng)，并通過噴槍的布置獲得最佳的煙氣－還原劑混合程度以達(dá)到最高的脫硝效率。 在這三種還原劑原料中，最早的 SNCR 系統(tǒng)是采用液氨作為還原劑的，不管是液氨還是氨水都可以使用。因此，選擇還原劑原料主要有三類：液氨、氨水、尿素。尿素在運(yùn)輸、儲存中無需安全及危險性的考量，更不須任何的緊急程序來確保安全。 尿素的特性：尿素是白色或淺黃色的結(jié)晶體，易溶于水，水溶液呈中性反應(yīng)。與強(qiáng)氧化劑和酸劇烈反應(yīng)。35%＜含氨＜50%為《危險貨物品名表》、《危險化學(xué)品名錄》(2012版)規(guī)定之危險品，危險物編號為 22025。液態(tài)氨變氣態(tài)氨時會膨脹 850 倍，并形成氨云。 脫硝還原劑選擇 還原劑特性 火電廠脫硝還原劑選擇是整個脫硝系統(tǒng)中很重要的一個環(huán)節(jié)。 交通運(yùn)輸 (1) 鐵路運(yùn)輸條件 興隆縣交通十分便利，京承鐵路縱貫興隆全境。由此可見，全縣降水豐沛，雨熱同期，對農(nóng)林牧各業(yè)生產(chǎn)較為有利。 工程地質(zhì)與水文氣象 全縣年平均氣溫在 ~℃之間。北緯40度12分至40度43分，東經(jīng)117度12分至118度18分。并根據(jù)建設(shè)單位要求，對國內(nèi)脫硝工程進(jìn)行全面的調(diào)研和收集資料； 2013 年 12 月 27 日～2013 年 12 月29 日，項(xiàng)目組進(jìn)行有針對性的分析和研究，完成了本項(xiàng)目煙氣脫硝改造可行性研究報告初稿的編寫并向建設(shè)單位征求意見； 2013 年1 月 21～25日，與電廠相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交流，補(bǔ)充收集資料。 燃煤電廠是對大氣污染物貢獻(xiàn)量較大的行業(yè)之一，為改善大氣環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對實(shí)現(xiàn)火電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)總量控制目標(biāo)和污染物消減目標(biāo)，消除和減輕環(huán)境污染局面都具有重要意義。通常所說的氮氧化物 NOx 有多種不同形式：N2O、NO、NON2ON2O4 和 N2O5，其中氮氧化物(NOX)主要是 NO 和 NO2，吸入人體可引起肺損害，甚至造成肺水腫，并對中樞神經(jīng)產(chǎn)生影響。在普遍安裝高效率脫硫裝置后，火電廠鍋爐排放的氮氧化物已成為主要的大氣污染固定排放源之一。已超出最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232013)中 100mg/Nm3 的要求。 綜合以上各方面的研究成果，對本項(xiàng)目改造的可行性提出主要結(jié)論意見，并對下一步工作提出建議。 (6) 機(jī)組年利用小時均按 8000 小時考慮，其中一臺75t/h的為備用爐，整體運(yùn)行數(shù)據(jù)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)按照一臺130t/h和一臺75t/h計(jì)算。 (2) 結(jié)合機(jī)組的現(xiàn)狀，包括機(jī)組容量、剩余壽命等，充分考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源條件和建設(shè)條件，包括現(xiàn)場施工條件、允許的施工周期等，對脫硝改造方案進(jìn)行有針對性的研究。 項(xiàng)目編制單位資質(zhì) 新疆電力設(shè)計(jì)院具有《質(zhì)量管理體系認(rèn)證證書》、《環(huán)境管理體系認(rèn)證證書》、《職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證證書》、電力行業(yè)設(shè)計(jì)甲級、勘察綜合甲級、建筑設(shè)計(jì)甲級、工程總承包甲級、工程咨詢甲級、測繪甲級、水土保持方案編制甲級、環(huán)境影響評價甲級、工程監(jiān)理甲級、勞動安全衛(wèi)生預(yù)評價乙級，以及市政(熱力)設(shè)計(jì)乙級、環(huán)境污染防治乙級、消防設(shè)計(jì)乙級等資質(zhì)。目前主要為園區(qū)內(nèi)40余家食品加工企業(yè)及麥芽糖廠供汽和華北電網(wǎng)輸送電。 (4) 建設(shè)規(guī)模 電廠現(xiàn)有容量為75t/h兩臺和130t/h一臺的循環(huán)流化床鍋爐，本項(xiàng)目為 1 號～3 號鍋爐煙氣脫硝改造。承德興隆鵬生熱力有限公司熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目SNCR脫硝技術(shù)改造可行性研究報告 2014年2月1 總論 項(xiàng)目及建設(shè)單位基本情況 項(xiàng)目基本情況 (1) 項(xiàng)目名稱 河北承德興隆縣鵬生熱電有限公司熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目130t/h，2*75t/h煙氣脫硝技改項(xiàng)目。 (5) 建設(shè)進(jìn)度 本項(xiàng)目煙氣脫硝改造計(jì)劃利用機(jī)組大、小修進(jìn)行，工期一般按 60天控制。為保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定，公司在原有一爐一機(jī)（一臺130t/h循環(huán)流化床鍋爐及一臺25MW汽輪發(fā)動機(jī)組）基礎(chǔ)上于2011年投資3500萬元再建一臺75t/h流化床鍋爐（現(xiàn)已投入生產(chǎn)），有效地保證了生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，為企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會奠定了基礎(chǔ)。 編制依據(jù)及原則 編制依據(jù) (1) 興隆鵬生熱電有限公司《興隆縣鵬生熱力有限公司熱電聯(lián)產(chǎn)脫硝技改項(xiàng)目可行性研究報告的委托》(見附件一)； (2) 環(huán)境保護(hù)部文件環(huán)發(fā)[2010]10 號關(guān)于發(fā)布《火電廠氮氧化物防治技術(shù)政策》的通知； (3) 《興隆縣興隆熱力有限公司北區(qū)供熱廠建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報告書》 (4) 《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)(2012 年 1 月 1 日起實(shí)施)； (5) 《火力發(fā)電廠可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T53752008)； (6)《小型火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB500492011)(2011 年 12 月 1 日起實(shí)施)； (7) 《火力發(fā)電廠燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)程》(DL/T52402010)； (8) 《火電廠煙氣脫硝工程技術(shù)規(guī)范選擇性非催化還原法》(HJ5632010)； (9) 《火電廠煙氣脫硝技術(shù)導(dǎo)則》(DL/T2962011)； (10) 火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程，以及各專業(yè)有關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)定； (11) 中華人民共和國的有關(guān)法律、法規(guī)、部門規(guī)章及工程所在地的地方法規(guī)； (12) 現(xiàn)行有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及自治區(qū)級有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范； 編制原則 根據(jù)熱電廠現(xiàn)有工藝系統(tǒng)及設(shè)備現(xiàn)狀，以及有關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)，結(jié)合煙氣脫硝改造后應(yīng)滿足的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，提出改造方案。 (3) 在優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上，推薦脫硝工藝，亦即在技術(shù)上先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)適宜、操作可行、進(jìn)度合理，且本項(xiàng)目實(shí)施后，能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)環(huán)境、社會和經(jīng)濟(jì)效益的提高。(7) 與本技改項(xiàng)目研究有關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，采用興隆熱電有限公司提供的資料及數(shù)據(jù)。 本項(xiàng)目由河北誠譽(yù)噴霧技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)相應(yīng)工藝系統(tǒng)、公用系統(tǒng)改造的可行性研究同時進(jìn)行相應(yīng)的項(xiàng)目投資估算、環(huán)保效益分析、改造最終目標(biāo)的評價。 為滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，承德興隆鵬生熱電有限公司于 2013 年 1月委托河北誠譽(yù)噴霧技術(shù)有限公司進(jìn)行興隆鵬生熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目煙氣脫硝技改項(xiàng)目的可行性研究，推薦可行的脫硝方案和工藝，確保熱電廠鍋爐煙氣脫硝技改項(xiàng)目能及時、正確地實(shí)施，為下階段工作順利開展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。2011 年火電行業(yè)排放的氮氧化物總量已增至 1073 萬噸，約占全國氮氧化物排放總量的 45%。大氣中的 NOX 和揮發(fā)性有機(jī)物達(dá)到一定濃度后，在太陽光照射下經(jīng)過一系列復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)遭受損害，農(nóng)作物減產(chǎn)。 (2) 項(xiàng)目改造目標(biāo) 根據(jù)最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)要求，自 2014年 7 月 1 日起，現(xiàn)有燃煤火力發(fā)電鍋爐 NOx 排放濃度，應(yīng)控制在 100mg/Nm3 以下的要求，同結(jié)合現(xiàn)有熱電廠鍋爐 NOx 排放濃度、鍋爐投運(yùn)時間，熱電廠 3 號鍋爐際氮氧化物排放監(jiān)測濃度在 ，確定本次脫硝改造目標(biāo)為：3號鍋爐氮氧化物排放濃度小于100mg/Nm3。 2014 年 4 月 20 日，完成低氮燃燒系統(tǒng)改造及脫硝改造工程可行性研究報告的編制工作。全縣疆界為3000多平方公里?？h境多山，氣溫垂直變化明顯。興隆河流較多，多源于縣內(nèi)中部山地，呈輻射狀向鄰縣分流。 (2) 公路運(yùn)輸條件 是京建、津圍公路的必經(jīng)之路，距離京、津、唐、承均在兩小時車程之內(nèi)。目前，世界上脫硝系統(tǒng)最常用的還原劑有三種：液氨、氨水和尿素。氨蒸氣與空氣混合物爆炸極限 16～25%(最易引燃濃度 17%)和遇高溫(93C 以上)時有爆炸的危險，氨和空氣混合物達(dá)到上述濃度范圍遇明火會燃燒和爆炸，如有油類或其它可燃性物質(zhì)存在，則危險性更高。10%＜含氨≤35%的氨溶液，危險貨物編號為82503；用于脫硝的還原劑通常采用 20%～25%濃度的氨水。與鹵素、氧化汞、氧化銀接觸會形成對震動敏感的化合物。不同尿素濃度的水溶液有不同結(jié)晶溫度，40%(重量)尿素水溶液結(jié)晶溫度約 2℃、50%(重量)尿素水溶液結(jié)晶溫度約 18℃。 還原劑特點(diǎn) 在燃煤電廠脫硝工藝中直接參加化學(xué)反應(yīng)的是還原劑氨氣。主要特點(diǎn)如下： (1) 液氨的投資、運(yùn)輸和使用成本為三者最低，但液氨屬于易燃易爆物品，必須符合國家有關(guān)的法規(guī)和勞動安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，其運(yùn)輸、存儲涉及應(yīng)有嚴(yán)格的安全保證和防火措施。液氨為高壓儲存，氨水濃度達(dá)到 28%時，也有相當(dāng)大的儲存壓力，使得氨水的儲存系統(tǒng)變得復(fù)雜和昂貴。如采用氨水作為還原劑，最佳反應(yīng)溫度是 850℃～1050℃。 公用工程系統(tǒng)及配套設(shè)施現(xiàn)狀 供水 熱電廠現(xiàn)有 1 條供水管線，供水管管徑為 DN400，供水能力可達(dá) 1400m3/h，供水能力能滿足熱電廠全廠最大耗水量。 蒸汽 脫硝系統(tǒng)的蒸汽主要供尿素溶解用，而鍋爐自用蒸汽壓力為 ～，可滿足脫硝工藝用汽要求。研究表明，在煤的燃燒過程中生成 NOx 的主要途徑有三個： (1) 熱力型 NOx，它是空氣中的氮?dú)庠诟邷叵卵趸傻?NOx。 熱力型 NOx 的生成機(jī)理 熱力型 NOx 是空氣中的氧(O2)和氮(N2)在燃料燃燒時所形成的高溫環(huán)境下生成的NO 和 NO2 的總和，其總反應(yīng)式為： N2+O2←→2NO NO+O2←→NO2 熱力型氮氧化物的生成與燃燒溫度、氧分解后的氧原子濃度、停留反應(yīng)時間的關(guān)系很大，當(dāng)燃燒區(qū)域溫度低于 1000℃時，NO 生成量很?。划?dāng)溫度在 1300～1500℃時，NO的濃度在 500～1000ppm，而且隨著溫度的升高，氮氧化物生成速度按指數(shù)規(guī)律增加。 燃料型 NOx 的生成機(jī)理 燃料型 NOx 的生成是燃料中的氮化合物在燃燒過程中進(jìn)行熱分解，繼而進(jìn)一步氧化反應(yīng)而生成的 NOx，稱為燃料型 NOx。研究燃料型 NOx 的生成和破壞機(jī)理，對于控制燃燒過程中 NOx的生成和排放，具有重要的意義。隨著爐膛溫度的升高及煤粉細(xì)度的減小(煤粉變細(xì))，揮發(fā)分 N 的比例增大，焦炭 N 的比例減小。 在一般情況下，燃料型 NOx 的主要來源是揮發(fā)分 N，其占總量的 60～80%，其余為焦炭 N 所形成，占到 20～40%。 快速型 NOx 的生成機(jī)理 快速型 NOx 主要是指燃料中的碳?xì)浠衔镌谌剂蠞舛容^高區(qū)域燃燒時所產(chǎn)生的烴與燃燒空氣中的 N2 分子發(fā)生反應(yīng)，形成的 CN、HCN，繼續(xù)氧化而生成的 NOx。這些技術(shù)可單獨(dú)或組合使用。目前，對低氮燃燒技術(shù)的要求是，在降低 NOx的同時，使鍋爐燃燒穩(wěn)定，且飛灰含碳量不能超標(biāo)，并兼顧鍋爐防結(jié)渣與腐蝕等問題。因此，在運(yùn)行調(diào)整中，必須根據(jù)煤種的變化，隨時進(jìn)行燃燒配風(fēng)調(diào)整。 該技術(shù)主要是通過減少燃燒高溫區(qū)域的空氣量，以降低 NOx 的生成技術(shù)。 (3) 燃燒分級燃燒技術(shù) 該技術(shù)是將鍋爐的燃燒分為二個區(qū)域進(jìn)行，將 85%左右的燃料送入第一級燃燒區(qū)進(jìn)行富氧燃燒，生成大量的 NOx，在第二級燃燒區(qū)送入 15%的燃料(天然氣為主)，進(jìn)行缺氧燃燒，將第一區(qū)生成的 NOx 進(jìn)行還原，同時抑制 NOx 的生成，可降低 NOx 的排放。 爐膛噴射脫硝技術(shù) 爐膛噴射脫硝實(shí)際上是在爐膛上部噴射某種物質(zhì)，使其在一定的溫度條件下還原以生成的 NOx，以降低 NOx 的排放量。 噴氨法是一種選擇性降低 NOx 排放量的方法(因噴入的氨只與煙氣中的 NOx 發(fā)生反應(yīng)，而不與煙氣中的其他成分反應(yīng))，當(dāng)不采用催化劑時，NH3 還原 NOx 的反應(yīng)只能在850～1050℃(或 900～1100℃)這一狹窄的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。一般在爐墻上開設(shè)多層氨噴射口。煙氣脫硝分為干法、濕法。選擇性催化劑脫硝法的系統(tǒng)主要由催化劑反應(yīng)器、催化劑和氨儲存和噴射系統(tǒng)所組成。 ② 布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間 該法由于靜電除塵器無法在 300～400℃溫度下正常工作，因此很少采用。它們在電子加速器產(chǎn)生的電子束流輻照下，經(jīng)電離、激發(fā)、分解等作用，可生成活性很強(qiáng)的離子、激發(fā)態(tài)分子。添加氨時，副產(chǎn)品可作為肥料使用。由于部分相關(guān)技術(shù)的限制，目前在大型鍋爐上應(yīng)用尚有一定困難。這些活性物種引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)首先把氣態(tài)的 S02 和 N0x轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r氧化物，然后形成 HNO3 和 H2SO4。之后將煙氣降溫到 70～80℃目前降溫的方法有兩種：一是熱交換器，二是噴霧增濕降溫。采用 ESP 或布袋均可，但選擇布袋更優(yōu)。該方法的 NOx 脫除率相當(dāng)可觀，其投資和運(yùn)行費(fèi)用也相對較低，但目前由于脈沖電源等技術(shù)尚不成熟，因此，距離大面積工業(yè)應(yīng)用還有一段距離。下面簡單介紹同時脫硫脫硝的濕式系統(tǒng)： 1) 石灰/石膏法 采用生石灰、消石灰和微粒碳酸鈣制成吸收液，并加入少量硫酸將吸收液的 pH值調(diào)到 4～，則在洗滌反應(yīng)塔里會發(fā)生下面的反應(yīng)： Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O CaSO3+SO2+H2O→Ca(HSO3)2 NO+2Ca(