【正文】 eram、迪諾斯等公司生產(chǎn)。采用板式催化劑設(shè)計(jì)的SCR反應(yīng)器裝置，相對(duì)荷載較大，單系統(tǒng)阻力相對(duì)較低。表45. 不同催化劑形式比較性能參數(shù)板式蜂窩式波紋狀蜂窩式形狀基材不銹鋼金屬板整體擠壓玻璃纖維板催化劑活性中中高氧化率高高低壓力損失中高低抗腐蝕性高中低抗堵塞性高中中模塊重量重中輕耐熱性中中中用量大小小這三種類型催化劑盡管制造工藝不同，但均可組合成標(biāo)準(zhǔn)化模塊（），都能夠滿足不同水平的脫硝效率要求。l 煙氣中的SO2在SCR催化劑中的V2O5催化作用下，會(huì)被氧化成SO3，且所處溫度越高催化氧化效果越明顯。受煙氣及飛灰的影響，催化劑活性隨運(yùn)行時(shí)間逐漸降低：運(yùn)行初期，惰化速率最快；超過(guò)2000小時(shí)后，惰化速率趨緩。圖411 催化劑管理模式示例本工程一級(jí)省煤器入口煙氣參數(shù)有如下特點(diǎn)：l 鍋爐滿負(fù)荷下一級(jí)省煤器入口實(shí)際濕煙氣量為86321m3/h，煙氣濕度約為12%。根據(jù)煙氣參數(shù)，按化學(xué)壽命24000h時(shí)33%脫硝效率考慮，催化劑設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表47：采用蜂窩催化劑，每臺(tái)爐在一級(jí)省煤器入口煙道區(qū)域內(nèi)布置1層催化劑。聲波吹灰器建議選用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。l 噴氨控制：在SCR出口煙道布置NO、O2測(cè)量?jī)x表。2) 改造后煙氣阻力約增加150Pa，引風(fēng)機(jī)電耗略有增加。另一方面H型肋片省煤器僅需要原有光管省煤器2/3的布置空間，為催化劑的布置創(chuàng)造了有利條件。根據(jù)鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)，一級(jí)省煤器入口煙溫為342℃（3號(hào)爐為368℃），尾部煙道換熱元件改造后，應(yīng)不降低一級(jí)省煤器入口處煙溫，保證此區(qū)域最低煙溫能在300℃以上，以滿足煙道型SCR的正常運(yùn)行。但考慮到機(jī)組運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，空預(yù)器腐蝕、磨損嚴(yán)重，空預(yù)器堵管率約在20~25（取自電廠所做《1～3鍋爐治理、改造工程可行性研究報(bào)告》），空預(yù)器的換熱效果變差，結(jié)合本次環(huán)保改造，電廠欲對(duì)空預(yù)器進(jìn)行整體更換，改造費(fèi)用約為144萬(wàn)。通常，增設(shè)SCR裝置后，會(huì)導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)廢水量略有提高，以使廢液中的氨含量達(dá)標(biāo)排放。表51 NOx年減排量（3臺(tái)爐）序號(hào)項(xiàng)目NOx排放濃度mg/m3NOx年排放量/噸NOx年減排量/噸1鍋爐NOx排放5006712脫硝改造后200268403 氨逃逸脫硝系統(tǒng)出口的氨逃逸濃度通?？刂圃?μL/L以下，未反應(yīng)的氨氣主要與煙氣中的SO3及飛灰在低溫下發(fā)生固化反應(yīng)，根據(jù)德國(guó)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)（圖51）：約20%的氨以硫酸鹽形式粘附在空預(yù)器表面，約80%的氨進(jìn)入電除塵器飛灰，少于2%的氨進(jìn)入濕法脫硫溶液，少于1%的氨以氣態(tài)形式隨煙氣排放。綜上所述，脫硝改造工程的實(shí)施，不僅能較大幅度削減NOx排放量，而且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成新的二次污染。 廢棄催化劑煙道型SCR催化劑受到飛灰堵塞、沖蝕及化學(xué)毒化等因素的影響，活性會(huì)逐漸下降甚至失效。l 對(duì)于板式催化劑，可將廢棄催化劑拆分分解，把金屬框架作為鋼材回收，去除鋼架后的廢棄催化劑處理方式與蜂窩式催化劑基本相同。因此，通過(guò)脫硝工程的實(shí)施大幅度減少NOx排放，將有助于改善當(dāng)?shù)卮髿猸h(huán)境，具有良好的宏觀社會(huì)效益。國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有建立專門(mén)的廢棄催化劑處理標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)主可在采購(gòu)催化劑時(shí)，可參考國(guó)內(nèi)危險(xiǎn)廢棄物的處理標(biāo)準(zhǔn)，商定由具備資質(zhì)的供貨商回購(gòu)廢棄催化劑。催化劑運(yùn)行期間富集了大量重金屬，盡管廢棄催化劑不符合美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)的危險(xiǎn)廢物定義，但因其所含的部分成分屬于美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)和韓國(guó)法規(guī)定義的危險(xiǎn)物質(zhì)，因此，廢棄催化劑需要進(jìn)行無(wú)害化處理或回收再利用。煙氣脫硝SNCR工程實(shí)施后，將有助于提高靜電除塵器的除塵效果，不會(huì)產(chǎn)生粉塵污染現(xiàn)象。逃逸氨固化在飛灰中的比例與飛灰的礦物組成有關(guān)，當(dāng)灰中氨含量超過(guò)80~100μg/g時(shí)，會(huì)散發(fā)出氨的氣味而影響銷售。5. 環(huán)境效益和社會(huì)效益鍋爐采取改造措施治理NOx污染排放，屬于國(guó)家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年本）》第一類鼓勵(lì)類，第二十六項(xiàng)環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約綜合利用，第18款“三廢”綜合利用及治理工程產(chǎn)業(yè)條目。如假設(shè)氨逃逸濃度為3μL/L。以上僅為煙道型SCR布置的初步方案，脫硝改造工程實(shí)施時(shí)，需由脫硝工程公司根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出煙道支架及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，并委托原設(shè)計(jì)院對(duì)改造方案進(jìn)行校核確認(rèn)；鍋爐末排鋼架荷載情況需委托原鍋爐廠進(jìn)行校核驗(yàn)證，在工程實(shí)施階段建議對(duì)原砼支架進(jìn)行取樣檢測(cè)，以確保工程實(shí)施安全。同時(shí)，對(duì)高溫段空預(yù)器進(jìn)行移位改造，整體上移約500mm，由于催化劑模塊高度約1500mm，通過(guò)對(duì)尾部受熱面的改造，可以為催化劑留出相應(yīng)的布置空間。為留出催化劑的布置空間，需要對(duì)省煤器元件進(jìn)行改造，即將原有的光管省煤器更換為換熱效率更高的H形肋片管排，基管直徑不變，在不改變?cè)衅畵Q熱效果下，減少省煤器的布置空間。 水、電、氣、汽改造煙道型SCR改造利用上游尿素分解的NH3，脫硝改造不需要增設(shè)氨區(qū)系統(tǒng)。增加一層催化劑后，煙氣阻力僅約增加不超過(guò)150Pa，引風(fēng)機(jī)電耗略有增加。表46. 燃料特性對(duì)SCR的影響項(xiàng)目對(duì)催化劑的潛在影響解決方法灰通道堵塞l 選擇合適的催化劑孔徑l 設(shè)置合適的灰斗除去大顆粒沖蝕l 垂直向下的均勻流場(chǎng)設(shè)計(jì)l 采取抗沖蝕的催化劑表面覆蓋層l 采用蒸汽式及聲波式吹灰器l 在催化劑上表面設(shè)置金屬絲網(wǎng)表面粘附l 選擇合適的煙氣流速SO3表面覆蓋l 催化劑毛細(xì)微孔優(yōu)化（微孔最大化）通道堵塞l 吹灰器SO2向SO3的轉(zhuǎn)化l 降低催化劑中的V2O5含量l 添加WO3空預(yù)器堵塞，飛灰沾染l 氨逃逸降到最低低負(fù)荷低溫下，與NH3形成（NH4）2SO4，降低脫硝效率l 安裝省煤器旁路l 采用尾部型SCR棕色煙霧，增加腐蝕l 向爐后煙氣中噴射MgOl 運(yùn)行濕法脫硫（只能除去50%的SO3）堿金屬Na、K減少催化劑的活性反應(yīng)位l 設(shè)定合適的催化劑余量l 改變催化劑的組成（添加鎢）堿土金屬Ca催化劑表面形成釉質(zhì)覆蓋層l 選擇合適的催化劑體積l 安裝吹灰器重金屬As催化劑活性成分失去活性l 選擇合適的催化劑體積l 優(yōu)化催化劑的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)l 采用抗As型催化劑l 采用尾部型SCR工藝Cl/F催化劑表面結(jié)釉l 選擇合適的催化劑體積l 安裝吹灰器l 設(shè)置省煤器旁路以維持合適的煙氣溫度表47. 催化劑初步設(shè)計(jì)項(xiàng)目單位蜂窩脫硝效率%≥33初裝催化劑層數(shù)層1備用催化劑層數(shù)層0煙氣溫度℃370單爐催化劑體積m313催化劑橫向矩陣塊/行3催化劑縱向矩陣塊/列2蜂窩催化劑孔數(shù)/開(kāi)孔率個(gè)/%20催化劑節(jié)距mm催化劑壁厚mm催化劑比表面積m2/m3533催化劑通道面積m2 反應(yīng)器截面積m212 空間速度SV1/h14910 催化劑通道內(nèi)煙氣速度LVm/s 面積速度AVm/h單體高度mm1337 模塊高度mm1537 初裝催化劑層阻力Pa122模塊重量t 吹灰系統(tǒng)本工程吹灰系統(tǒng)采用聲波吹灰器，聲波吹灰器使用介質(zhì)為雜用壓縮空氣，~，耗量約2m3/min。l 估算煙氣中的SO2濃度為979μL/L，煙氣中SO3濃度為6μL/L。圖411是某“2＋2”布置模式的催化劑壽命管理曲線，國(guó)內(nèi)目前大多采用“2＋1”布置模式。l 在最低連續(xù)噴氨溫度下，噴入煙氣中的氨氣會(huì)與SO3反應(yīng)生成硫酸銨和硫酸氫銨，堵塞催化劑微孔，因此，當(dāng)?shù)拓?fù)荷下省煤器出口煙溫較低時(shí)，需要停止噴氨（或者短期噴氨，盡快提高運(yùn)行負(fù)荷，利用高溫?zé)煔鈱@鹽氣化），或者采取省煤器旁路方式調(diào)節(jié)SCR入口煙溫。l %，在這個(gè)范圍內(nèi)，V2O5含量越大活性越高，但最佳運(yùn)行溫度相差較大（圖410）。它以玻璃纖維或者陶瓷纖維作為骨架，孔徑相對(duì)較小，比表面積最高，適用于低灰含量環(huán)境。板型與空預(yù)器的受熱面相似，~，開(kāi)孔率較高80~90%，防灰堵能力較強(qiáng)，適合于灰含量高或粘性灰的工作環(huán)境。同時(shí)越接近催化劑的壁面，煙氣的速度越低，磨損也越輕。蜂窩式催化劑的相鄰蜂窩孔隙的中心距（節(jié)距）的大小取決于煙氣中的含塵量。這三種催化劑的礦物組成接近，都是以TiO2（含量約80~90%）為載體，以V2O5（含量約1~2%）為活性材料，以WO3或MoO3（含量約占3~7%）為輔助活性材料，具有相同的化學(xué)特性，但外觀形狀的不同導(dǎo)致物理特性存在較大差異。表44. 脫硝改造可用消耗品參數(shù)項(xiàng)目?jī)?nèi)容單位數(shù)據(jù)除鹽水壓力MPa~消防水壓力MPa生活水壓力MPa電源交流V380/220尿素溶液加熱用蒸汽壓力/溫度MPa/℃~雜用、儀用壓縮空氣壓力MPa~ 煙道型SCR改造為將NOx濃度由300mg/m3進(jìn)一步控制在200mg/m3，需要在尾部煙道中布置一層催化劑，按脫硝效率33%，氨逃逸為3μL/L進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)可行的脫硝改造路線等進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。3) 溶解罐工藝水以及稀釋水引自除鹽水系統(tǒng)，通過(guò)自力式減壓閥和調(diào)門(mén)確保入口壓力、流量與離心泵出口尿素溶液參數(shù)相匹配。 廠區(qū)水、電、氣、汽改造脫硝系統(tǒng)改造盡量利用電廠現(xiàn)有的設(shè)施，廠區(qū)內(nèi)部已有可用的水、電、汽、氣等耗品(參數(shù)見(jiàn)表44)，考慮到改造用電、水量、蒸汽均較少，不需要新建單獨(dú)的水源、電源等。表42. 脫硝電氣設(shè)備參數(shù)表名稱設(shè)備容量(KW)運(yùn)行功率（kw）電流（A）運(yùn)行電流(A)備注單臺(tái)臺(tái)數(shù)一運(yùn)一備稀釋水泵6二運(yùn)一備工藝水泵211二運(yùn)一備CEMS柜53153015檢修電源1546012048照明電源5210208DCS電源101102012電動(dòng)葫蘆3136合計(jì)　　提供兩路250A AC380V電源至脫硝MCC柜 熱工控制涉及的控制主要為鍋爐反應(yīng)器區(qū)域，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、在線檢測(cè)的NOx濃度及脫硝效率要求等，對(duì)尿素溶液及稀釋水流量進(jìn)行自動(dòng)控制，并對(duì)關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)。脫硝改造電氣部分主要布置方式為：l 380V用電設(shè)備包括：稀釋水泵、照明及熱工等，需要2面MCC電源柜，由電廠提供脫硝系統(tǒng)電源（雙路AC380V）接入點(diǎn)，所有相關(guān)電氣系統(tǒng)采用防火防爆型。采用的電壓等級(jí)AC 380/220V三相四線制。噴槍的設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，可保證滿足使用要求。根據(jù)本工程特點(diǎn)，初步選擇在折焰角附近區(qū)域布置噴槍，其中在A區(qū)布置8只墻式噴射器，每面墻布置2只，在B區(qū)前墻布置2只墻式噴射器，在C區(qū)左右墻分別布置1只帶伸縮機(jī)構(gòu)的多噴嘴槍噴射器。稀釋水取自尿素站稀釋水箱，新增一套空壓機(jī)系統(tǒng)為脫硝系統(tǒng)提供壓縮空氣，空壓機(jī)流量為21Nm3/min，功率約120kW。計(jì)量分配設(shè)備就近布置在噴射系統(tǒng)附近鍋爐平臺(tái)上，以焊接或螺栓的形式固定。每臺(tái)鍋爐設(shè)置一套溶液稀釋模塊，主要設(shè)備包括流量傳感器、混合器、減壓裝置等。系統(tǒng)啟動(dòng)前現(xiàn)根據(jù)模擬數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)每個(gè)噴嘴流量（開(kāi)關(guān)調(diào)門(mén)），投運(yùn)后在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，系統(tǒng)投運(yùn)后用調(diào)試數(shù)據(jù)修正自控參數(shù)以確保高效脫硝和低氨逃逸量。該模塊采用獨(dú)立的化學(xué)劑流量控制，通過(guò)區(qū)域控制閥與就地DCS控制器的結(jié)合，為復(fù)雜的應(yīng)用情況提供所需的高水平的控制。再用稀釋水泵引來(lái)的稀釋水將高濃度尿素溶液稀釋至10%濃度。 SNCR方案設(shè)計(jì)首先對(duì)鍋爐進(jìn)行SNCR改造，按原始NOx濃度500mg/m3，脫硝效率按40%設(shè)計(jì)，SNCR出口NOx濃度控制在300mg/m3，對(duì)可行的脫硝改造路線所涉及到的SNCR噴射系統(tǒng)等進(jìn)行了初步工程設(shè)計(jì)。脫硝改造工程的紅線圖見(jiàn)附錄B：l SNCR系統(tǒng)采用尿素作為脫硝還原劑，尿素溶液噴射系統(tǒng)位于鍋爐本體，尿素溶液噴槍的設(shè)置盡量布置在現(xiàn)場(chǎng)有利空間，本工程布置在折焰角區(qū)域水冷壁處。4. 脫硝工程設(shè)想借助以往工作經(jīng)驗(yàn)及國(guó)內(nèi)同類機(jī)組改造案例，針對(duì)X二電廠3號(hào)鍋爐可行的SNCR+SCR的混合法脫硝技術(shù)路線，進(jìn)行了工程設(shè)想。 還原劑選擇電廠現(xiàn)有5號(hào)循環(huán)流化床鍋爐脫硝改造采用尿素制取還原劑，本期3號(hào)鍋爐脫硝改造選用尿素作為還原劑，與5號(hào)爐公用尿素區(qū)域。SNCR/SCR混合型脫硝技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，有其特定的應(yīng)用范圍。3) 整體脫硝效率低于70%時(shí)，煙道型SCR不需另設(shè)噴氨AIG裝置，但需要提高煙道型SCR的脫硝效率時(shí)，還得增設(shè)單獨(dú)的氨噴射系統(tǒng)。這些機(jī)組基本燃用煙煤，均采用了先進(jìn)的低氮燃燒技術(shù)，爐膛出口NOx濃度約300~400mg/m3，配合SNCR裝置，可達(dá)到200~260mg/m3的NOx控制水平，能夠滿足未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)部分老機(jī)組的NOx控制要求。除從噴射器角度考慮脫硝還原劑的準(zhǔn)確投送外，還可采用增濕高速射流空氣投送尿素霧化液滴技術(shù)。當(dāng)噴射器不使用、冷卻水流量不足、冷卻水溫度高或霧化空氣流量不足時(shí)，可自動(dòng)退出。l 多噴嘴式SNCR。SNCR脫硝系統(tǒng)通常采用尿素作為還原劑，如何將尿素溶液霧化液滴投送到爐膛的合適溫度區(qū)間，并使之與煙氣充分混合，是決定SNCR裝置脫硝效率的關(guān)鍵。l 充分混合：在給定還原劑噴射量下，如果進(jìn)入反應(yīng)區(qū)間內(nèi)的NH3分布不均勻，不僅會(huì)降低脫硝效率，還會(huì)造成局部過(guò)高的氨逃逸。此外，如果尿素霧化液滴在離開(kāi)850~1050℃對(duì)流區(qū)間時(shí)，仍舊沒(méi)有完全熱解完畢，則后期析出的殘余NH3因低溫?zé)o法反應(yīng)也會(huì)造成大量氨逃逸，因此，應(yīng)保證有足夠的時(shí)間使液滴剛進(jìn)入反應(yīng)區(qū)就能夠完成蒸發(fā)熱解析氨過(guò)程。l SNCR裝置不增加煙氣系統(tǒng)阻力，也不產(chǎn)生新的SO3，氨逃