【正文】 質(zhì)分析結(jié)果 內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 7 項(xiàng) 目 符號(hào) 單位 設(shè)計(jì)煤種 校核煤種 收到基水份 Mar ％ 收到基灰份 Aar ％ 干燥無(wú)灰基揮發(fā)份 Vdaf ％ 空氣干燥基水份 Mad MJ/kg HGI 84 75 KJ/kg 23296 18634 收到基碳 Car ％ 收到基氫 Har ％ 收到基氧 Oar ％ 收到基氮 Nar ％ 收到基全硫 Sar ％ 變形溫度 DT ℃ 1178 1090 軟化溫度 ST ℃ 1205 1168 熔化溫度 FT ℃ 1218 1189 （未摻燒石灰石） 二氧化硅 SiO2 ％ 三氧化二鋁 Al2O3 ％ 三氧化二鐵 Fe2O3 ％ 氧化鈣 CaO ％ 內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 8 氧化鎂 MgO ％ 氧化鈉 Na2O ％ 氧化鉀 K2O ％ 二氧化鈦 TiO2 ％ 三氧化硫 SO3 ％ 二氧化錳 MnO2 ％ ? 廠址概述 區(qū)域概況 ： 內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市達(dá)拉特旗樹林召鎮(zhèn)南 4 公里處，北距內(nèi)蒙古包頭市 35 公里。詳細(xì)氣象資料如下 : (1)氣溫 (℃ ) 極端最高： ℃ 極端最低： ℃ 最熱月平均氣溫： ℃ 最冷月平均氣溫 :： ℃ 內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 9 (2)降雨量 (mm) 降雨集中在 9 月 年平均： 年最大： 681mm 日最大降雨量： 一次最 大降水量： 年平均蒸發(fā)量： 2200 mm (3)夏季平均氣壓 年平均： kPa 年最高： kPa 年最低： (4)相對(duì)濕度 年最小相對(duì)濕度： 2～ 6% 夏季相對(duì)濕度： 64% 最大相對(duì)濕度 70% (5)積雪 最大積雪： 17cm 最大雪壓： 最大凍土深度： (6)風(fēng) 年最多風(fēng)向：西風(fēng)或東風(fēng) 年平均風(fēng)速 ： 3 m/s 多年最大風(fēng)速： 工程地質(zhì) 據(jù)大量資料分析論 證和斷裂帶綜合應(yīng)力推測(cè)，達(dá)拉特旗地域本身可能發(fā)生破壞內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 10 性地震。 地下水埋深 米以下，在鉆探 30 米深度內(nèi)， 8 度地震時(shí)，場(chǎng)地內(nèi)飽和砂土不需要考慮液化問(wèn)題。 內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 11 表 24 大氣污染物排放現(xiàn)狀一覽表 機(jī)組號(hào) 耗煤量 (104 t/ a) 煙塵 （控制后） 排放濃度 (mg/Nm3) 單臺(tái)年排放量 (t/a) NOX（控制前） 排放濃度 (mg/Nm3) 單臺(tái)年排放量 (t/a) ? 電廠總體布置 本工程 廠區(qū) 總平面布置基本格局如下： 整個(gè)廠區(qū)從東到西依次排列。 全廠的工業(yè)廢水全部回收處理綜合利用，電廠排放的是循環(huán)排污水和達(dá)標(biāo)處理后的生活廢水。 目前市場(chǎng)上主流的氧化鈦基的 SCR 催化劑有 3 種，分為蜂窩式、板式與波紋板式。但相同項(xiàng)目所需體積比蜂窩式大。 本工程 SCR 入口煙氣含塵量為 ，煙氣溫度 ℃ 。 脫硝還原劑有三種：無(wú)水氨、氨水以及尿素。 如果危險(xiǎn)管理許可，可以使用。 尿素 沒(méi)有危險(xiǎn)。 對(duì)于 SCR 方案，液氨、氨水、尿素都可以作為還原劑，液氨和氨水，在反應(yīng)原理上完全一致，不過(guò)如果采用氨水方案，與液氨相比，需要很高的蒸發(fā)熱量成本、以及運(yùn)輸成本，故本次可研的 SCR 方案不對(duì)氨水方案進(jìn)行研究。 對(duì)于方案四： SNCR+SCR 方案， SNCR 方案一般采用尿素或氨 水作為還原劑。尿素作為還原劑時(shí)，溫度窗口為 900176。 根據(jù)與業(yè)主溝通和實(shí)地調(diào)研，電廠周圍有尿素和液氨供貨商，可以滿足本次脫硝工程還原劑供應(yīng)的需要。當(dāng)氨逃逸量超過(guò)此限值時(shí)，應(yīng)更換催化劑。 根據(jù)電廠總體布置，以及實(shí)地踏勘，廠區(qū)內(nèi)部用地比較緊張，若采用方案一 SCR（液氨） ，則在機(jī)組東南側(cè) (空壓機(jī)房 )東側(cè)空地布置氨區(qū)，才可以滿足安全距離要求。 SNCR 部分的還原劑制備區(qū)與 SCR 部分的氨區(qū)（或尿素區(qū)）在同一區(qū)域。當(dāng)前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后的 NOx 控制。 低氮燃燒技術(shù) 空氣分級(jí)低 NOx 燃燒器是目前使用最廣泛，技術(shù)成熟的燃燒器，其基本原理是在燃燒器噴口附近的著火區(qū)形成α 1 的富燃料區(qū)，形成還原性氣氛，同時(shí)將二次風(fēng)分成 2 股，分級(jí)送入已著火的煤粉氣流?？諝夥旨?jí)低 NOx 燃燒器主要分雙調(diào)風(fēng)低 NOx 燃內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 16 燒器、 PM 型直流式低 NOx 燃燒器、燃料分級(jí)低 NOx 燃燒器三種。工作原理如圖 4. 1 所示，主要反應(yīng)方程式為： 4NH3+4NO+O2─ 4N2+6H2O (1) 8NH3+6NO2 ─ 7N2+12H2O (2) 催化劑 圖 4. 1 SCR 工作原理圖 選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┥鲜龇磻?yīng)可以在 200℃ ~400℃的溫度范圍內(nèi)有效進(jìn)行。 福建后石電廠 SCR 裝置如圖 4. 2 所示，裝于爐后與空氣預(yù)熱器之間的煙道。溫度在 300～400℃范圍內(nèi)，是大多數(shù)催化劑的最佳反應(yīng)溫度區(qū)，但催化劑處于高塵煙氣中，條件惡劣，壽命會(huì)受到一些影響。所以本工程擬采用火電廠常規(guī)的高飛灰區(qū)布置方式，即將 SCR 布置在省煤器與空預(yù)器之間。該技術(shù)是用 NH尿素等還原劑噴入爐內(nèi)與 NOx 進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。 NH3的反應(yīng)最佳溫度區(qū)為 850～ 1100℃。還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效的部位，因?yàn)?NOx 在爐膛內(nèi)的分布經(jīng)常變化，如果噴入控制點(diǎn)太少或噴到爐內(nèi)某個(gè)斷面上的氨分布不均勻，則會(huì)出現(xiàn)分布較高的氨逃逸量。 SNCR 煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為 25%~50%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大，多用作低 NOx 燃燒技術(shù)的補(bǔ)充處理手段。 圖 43 為一個(gè)典型的 SNCR 工藝布置圖，它由還原劑儲(chǔ)槽、多層還原劑噴入裝置和與之相匹配的控制儀表等組成。 綜上所述，根據(jù)技術(shù)先進(jìn)，工藝成熟，經(jīng)濟(jì)合理，有工業(yè)業(yè)績(jī)，脫硝效率高的原則，并結(jié)合本工程的場(chǎng)地建設(shè)條件，進(jìn)行多種煙氣脫硝方 案論證，選擇最適合的煙氣脫硝工藝方案。故根據(jù)以上情況，本次可研報(bào)告按照方案一 SCR（液氨）、方案二 SCR（尿素）、方案三低氮改造 +SCR 工藝、方案四 SNCR+SCR工藝進(jìn)行研究、比對(duì)，并對(duì)投資進(jìn)行估算。 脫硝裝置總體布置 本煙氣脫硝工程主要構(gòu)筑物有脫硝裝置、還原劑（尿素或液氨）的貯存和供應(yīng)系統(tǒng)的構(gòu)筑物。故需在機(jī)組東南側(cè) (空壓機(jī)房 )東側(cè)空地布置氨區(qū)，可以滿足安全距離要求。尿素溶液經(jīng)熱解成氣氨和稀釋空氣混合，通過(guò)氨注入系統(tǒng)噴入 SCR 反應(yīng)器上游的煙氣中。來(lái)自鍋爐省煤器出口的煙氣通過(guò) SCR 反應(yīng)器， SCR 反應(yīng)器包含催化劑層，在催化作用下， NH3與 NOx 反應(yīng)從而脫除 NOx，催化劑促進(jìn)氨和 NOx 的反應(yīng)。 SCR反應(yīng)器催化劑層間安裝的吹灰器用來(lái)吹除沉積在催化劑上的灰塵和 SCR反應(yīng)副產(chǎn)物，以減少反應(yīng)器壓力降。稀釋后的氨氣通過(guò)管道噴射到駐渦區(qū)內(nèi)，在渦流作用下充分混合。 圖 1 噴氨格柵 實(shí)物 根據(jù)燃料特性、鍋爐參數(shù)及運(yùn)行工況等，采用有限體積法對(duì) SCR 反應(yīng)器及其連接煙道內(nèi)的流體流動(dòng)及氨擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，得到溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、污染物濃度場(chǎng)等詳細(xì)信息 。應(yīng)用“ 主動(dòng)利用不均 ” 的理念，即以較小代價(jià)獲得相對(duì)均勻（或稱 “ 近均勻 ” ）的煙氣流，然后根據(jù)煙氣中 NOx 在不同空間位置的分布情況，有計(jì)內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 24 劃、有步驟地控制不同區(qū)域的噴氨量，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域不同的 NOx/NH3 配比。 還原劑系統(tǒng) .1氨儲(chǔ)存及處理系統(tǒng)（方案一） 還原劑 (氨 ) 用罐車運(yùn)輸并在儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。氨加熱器是氨注入系統(tǒng)的組件。 尿素儲(chǔ)存及熱解制氨系統(tǒng)（方案二） 1） 尿素溶液制備 系統(tǒng) 設(shè)置一套尿素溶液制備系統(tǒng)，供 3臺(tái)鍋爐尿素?zé)峤庀到y(tǒng)使用。 2）尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng) 尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)包括計(jì) 量 分配模塊、熱解爐、電加熱器及控制系統(tǒng)等。 系統(tǒng)將利用空預(yù)器一次風(fēng)作為尿素?zé)峤獾某跫?jí)熱源，從空預(yù)器處引出 約 總風(fēng) 量的 1%的一次風(fēng)熱 空氣 （ 300176。 尿素?zé)峤?工藝的反應(yīng)如下： CO(NH2)2 NH3 + HNCO 尿素 氨 + 異氰酸 HNCO + H2O NH3 + CO2 異氰酸 + 水 氨 + 二氧化碳 尿素在溫度高 下 ，會(huì)分解成 NH3 和 HNCO， HNCO與水反應(yīng)生成 NH3和 CO2。 氨注入系統(tǒng) 50％左右的尿素溶液熱解爐熱解成氨后與一次熱空氣稀釋混合后，通過(guò)裝在SCR 入口煙道內(nèi)的氨注入格柵，將 氨 /空氣混合物注入到 SCR 系統(tǒng)內(nèi)。 吹灰器系統(tǒng) 脫硝 SCR 吹灰器常用形式有：蒸汽吹灰器、聲波吹灰器 蒸汽吹灰器：采用蒸汽為吹掃介質(zhì)，對(duì)催化劑表面進(jìn)行吹掃。但需要消耗大量蒸汽，且高溫蒸汽對(duì)催化劑的損傷較大。 內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報(bào)告 27 脫硝裝置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 機(jī)組煙氣脫硝裝置催化劑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)見表 52。這種布置的其主要缺點(diǎn)是催化劑暴露于含有全部灰塵和硫分的煙氣中。 在冷段布置方式中， SCR 反應(yīng)器位于 FGD 系統(tǒng)的后部 (稱尾部設(shè)計(jì) )。因此，采用熱段 /高灰布置方式，需對(duì)鍋爐一級(jí)空氣預(yù)熱器和二級(jí)省煤器的鍋爐空間進(jìn)行改造，一級(jí)空預(yù)器上移，二級(jí)省煤器下移和二。由于使用較小體積量的催化劑而節(jié)省的費(fèi)用可以部分抵消因采用附 加的氣 氣換熱器而增加的投資和由于采用助燃燃料而增加的運(yùn)行成本。