【正文】 要求尾部煙氣中允許的氨泄漏量小于 10ppm，在這一條件限制下， NOx 降低率為 50～ 85%； ⑦ 有副反應，生成 N2O； ⑧ 運行費用比較低，為 SCR 的 40～ 80%。尾部形成一些硫酸銨、硫酸氫銨等銨鹽，有增加堵塞和腐蝕空氣預熱器等尾部煙道設備的傾向。 總體而言，由于 SNCR 技術(shù)的低投資和低運行成本，特別適合小容量鍋爐的使用。 (2) 本期工程采用 SNCR(尿素 /氨水 )脫硝工藝，這個還原過程在內(nèi)部進行，還原劑通過安裝在鍋爐墻壁上的噴嘴噴入煙氣中。 脫硝裝置設一套共用 還原劑儲存 系統(tǒng)區(qū)，占地面積約 200m2。稀釋水系統(tǒng)實現(xiàn)稀釋水儲存和供應。 主要工藝系統(tǒng) 還 原劑制備、儲存及供應系統(tǒng) 使用尿素作為還原劑 尿素為固體顆粒。運行期間，罐壓通過壓力變送器可實現(xiàn)就地及遠程連續(xù)監(jiān)測。若噴槍的流量變化太大，將會影響到霧化噴射效果，從而影響脫硝效率和氨逃逸。稀釋水泵設有 2 臺，一用一備。所需數(shù)量的稀釋水在與 還原劑 混合前由流量計控制， 電動 調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。噴槍噴射所需的霧化介質(zhì)采用壓縮空氣。 各閥組及附屬設備就近布置在噴射點的附近。具備先進性、 使用性、安全和可靠性、可擴展性等特點。還原劑通過安裝在鍋爐墻壁上的噴嘴噴入煙氣中。 配電方式及布置 氨區(qū) (尿素 )內(nèi)設置一段氨區(qū) (尿素 )MCC，為氨區(qū) (尿素 )內(nèi)低壓電負荷提供電源，電源采用雙電源進線方式 (采用自動切換），分別引自氨區(qū) (尿素 )附近的除灰 PC I(51)； PC Ⅱ (82)， MCC 布置在制氨區(qū) (尿素 )配電室內(nèi)。電動機控制中心 (MCC)開關(guān)柜選用 MNS 型抽屜柜，進線方式為上進上出 (下進下出 )線；開關(guān)柜內(nèi)斷路器、接觸器、熱繼電器均采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品；電動機控制中心 (MCC)內(nèi)電動機回路 (除暖通軸流風機回路 )均需裝設智能馬達保護器。制 氨區(qū)正常照明電源由制氨區(qū) MCC 提供，事故照明采用應急燈方式。 本期工程的接地裝置采用水平接地體為主、垂直接地體為輔的復合接地網(wǎng)，并最終與主體工程主接地網(wǎng)相連接，接地要求滿足全廠接地電阻要求。在各脫硫操作員站也需增加脫硝畫面進行監(jiān)控。 還原劑 系統(tǒng)的操作擬設置在脫硫綜合樓控制室， 還原劑 系統(tǒng)和脫硝 系統(tǒng)合并設置一臺操作員站。 為保證 SNCR 脫硝效率，安全經(jīng)濟運行， 還原劑 稀釋液流量閉環(huán)控制系統(tǒng)的功能是通 過調(diào)整 還原劑 和稀釋水的比例，使得噴槍中流體流量基本不變，而同時反應 器后煙氣中 NOx 的濃度水平不超過容許值。 (2) 子組級控制：一個輔機為主及其相應輔助設備的順序控制。 煙氣連續(xù)排放檢測系統(tǒng) (CEMS) 鍋爐出口煙道上裝設一套煙氣分析儀表，監(jiān)測項目包括： 鍋爐出口凈煙道： NOX、 O NH 以上信號通過硬接線全部進入 DCS 中進行進行監(jiān)視、計算，并在 DCS 內(nèi)實現(xiàn)自動 控制加氨量。設置二路 AC220V 電源，并配供一套 UPS 裝置。儀表的選型以成熟、可靠為原則。 常規(guī)儀表 (壓力、壓差、流量及溫度 )，可按目前電廠所使用儀表進行選型，但需要考慮防腐措施；用于爆炸場所的儀表必須符合相應的防爆標準，并取得國家有關(guān)防爆檢驗機構(gòu)的相應防爆等級的防爆許可證。 氣動調(diào)節(jié)裝置選用進口設備。所有的信號可以以通訊方式或 4～ 20mA 信號進入 DCS，脫硝系統(tǒng)的 CEMS 還 應配置數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，并按當?shù)丨h(huán)保部門的要求上傳相關(guān) CEMS 數(shù)據(jù)。實施控制系統(tǒng)全廠一體化策略。 其他 因主廠房內(nèi)原有電纜橋架不能滿足本期改造的需要，主廠房內(nèi)需新增電纜橋架，用于鍋爐脫硝改造，橋架走向與原橋架走向相同。 供電、氣源及其他 供電 本項目所配供的脫硝系統(tǒng) DCS 控制機柜的電源擬考慮取自每臺鍋爐 DCS 各自的配電柜，每面機柜需要兩路電源，其中一路為 UPS 電源。 (3) 功能組控制：一個工藝系統(tǒng)流程為主及其相關(guān)輔助設備的順序控制，并將對子組級發(fā)出控制命令。反應器后煙氣中 NOx 的濃度水平通過煙氣分析儀測定并作為實際測量值反饋給主控制器。若噴槍的流量變化太大，將會影響到霧化噴射效果，從而影響脫硝效率和氨逃逸。 還原劑 系統(tǒng)擬納入 DCS 系統(tǒng)進行控制。 1 號、 2 號、 3 號鍋爐脫硝系統(tǒng)控制柜采用與原 中控系 統(tǒng) 控制系統(tǒng) (DCS)相同的產(chǎn)品 ， 脫硝系統(tǒng)控制柜布置在電子設備間內(nèi)。電纜構(gòu)筑物的孔洞，用耐火材料封堵，電纜橋架底層設阻火隔板，所有橋架按規(guī)定在適當位置設耐火槽盒，封堵采用阻火包、有機耐火堵料、無機耐火堵料、槽盒、阻火隔板、防火涂料等。照明采用 380/220V 三相四線制中性點直接接地系統(tǒng)；照明分為正 常照明及事故照明。 熱控儀表及其它 220V 控制電源由主廠房 UPS(5kVA)供給一路工作電源，另從脫硝 MCC 段供給一路備用電源。 電氣系統(tǒng) 用電負荷 本期工程所有脫硝負荷均為 380/220V 低壓負荷。 套 2 2 液位計 磁翻板式，帶信號 輸出，帶保溫 臺 4 3 溫度變送器 0~100℃ 法蘭 耐磨 臺 2 4 電加熱器 HR10/380CG250/2/2.5/C， 6kw 臺 2 5 噴淋降溫裝置 HBCYA 套 1 6 壓力變送器 ，防爆， 24v 臺 2 7 安全閥 DN25 臺 2 8 配套管件、閥門 多種型號， 套 1 三、清水儲存系統(tǒng) 1 清水罐 5m3 套 1 2 吸收水罐 5m3 套 1 3 浮球閥 DN32 臺 1 4 配套管件、閥門 多種型號， 套 1 四、加壓計量系統(tǒng) 1 還原劑輸送泵 DN25， PN25， 套 2 2 清水輸送泵 DN25， PN25， 套 2 3 備用泵 DN25， PN25， 套 2 4 混合器 DN25 臺 2 5 電動閥 220V DN25 法蘭 臺 6 6 金轉(zhuǎn)流量計 24V 法蘭 防腐型 179。操作人員依據(jù) DCS 系統(tǒng)，實現(xiàn)對尿素溶液制備、儲存模塊、稀 釋水模塊、計量混合模塊、噴射模塊的系統(tǒng)設備的控制及 運行狀態(tài)的監(jiān)視。 本工程每臺鍋爐擬配制一定數(shù)量的噴槍，噴槍布置在合適溫度區(qū)間的爐膛 ，用于分配稀釋后的還原劑，孔徑尺寸根據(jù)實際選擇噴槍尺寸確定。還原劑混合液的壓力由安裝的壓力計控制。 計量混合系統(tǒng) NOx 控制儀所要求的必要數(shù)量的 還原劑 由管線供應。 稀釋水儲存在不銹鋼罐內(nèi)，用于稀釋 還原劑 。 使用氨水作為還原劑 氨水與尿素使用相同的儲罐，儲罐設計滿足儲存氨水的條件。 儲罐及泵站模塊可安裝于混凝土圍堰內(nèi)。還原劑噴射系統(tǒng)將 還原劑 溶液霧化后噴射入爐內(nèi)。 表 脫硝裝置工藝基礎參數(shù) 序號 參數(shù)名稱 單 位 參數(shù)值 130t/h 75t/h 1 煙 氣 量 Nm3/h 350000 2 入口煙溫 ℃ 830900 3 入口實際 NOX 濃度 mg/Nm 387 4 脫除 NOX 效率 % ≥ 75 5 年利用小時 h 8000 選擇性非催化還原法 (SNCR) 系統(tǒng)描述 SNCR 系統(tǒng)主要包括還原劑制備、儲存 及供應系統(tǒng)、稀釋水系統(tǒng)、計量混合系統(tǒng) 、 還原劑噴射系統(tǒng)及控制系統(tǒng)五部分。 (3) 儲存 區(qū)為三臺鍋爐共用一套系統(tǒng)，布置在電廠全年最小頻率風向的上風側(cè)。 5 脫硝改造工程設想 脫硝場地布置 脫硝裝置的布置原則 根據(jù)現(xiàn)有電廠總平面布置的具體要求：重視外部條件，完善總體規(guī)劃；滿足使用要求，工藝流程合理；遠近規(guī)劃結(jié)合；布置緊湊，注意節(jié)約用地；結(jié)合地形地質(zhì)，因地制宜布置；符合防火規(guī)定，確保安全生產(chǎn)；注意風向 朝向；交通運輸方便，避免迂回重復；建筑群體組合，整齊美觀協(xié)調(diào)；有利檢修活動。 ② 還原劑的消耗量比較大 由于氨 /NOx 摩爾比高達 以上，相比 SCR 工藝 80%的效率而言，氨的消耗量幾乎高一倍，而脫硝率卻低一半，物料消耗費用極高，因此，當原始氮氧化物濃度較高時，運行經(jīng)濟性很差。因此，對于鍋爐煙氣系統(tǒng)的影響相對比較小。 SNCR 技術(shù)是將氨基還原劑 (如液氨、氨水、尿素 )溶解稀釋到 10%以下，利用機械式噴槍將還原劑溶液霧化成液滴噴入爐膛，熱解生成氣態(tài) NH3，在 800℃～ 1100℃溫度區(qū)域 (通常為鍋爐對流換熱區(qū) )和沒有催化劑的條件下， NH3 與 NOx 進行選擇性非催化還原反應，將 NOx 還原成 N2 與 H2O 溶液。 3) SNCR 技術(shù)的特點 由于 SNCR 技術(shù)的方案需要確定爐膛氮氧化物濃度數(shù)據(jù)，依此來確定合適的脫硝效率，并進行還原劑供應系統(tǒng)和爐區(qū)噴射系統(tǒng)的設計 。根據(jù)美國環(huán)保署所做的 NOx 還原率與鍋爐容量之間關(guān)系的統(tǒng)計結(jié)果，隨著鍋爐容量的增大， SNCR 的 NOx 還原率呈下降的趨勢。 ④ 還原劑和煙氣的混合 兩者的充分混合是保證充分反應的又一個技術(shù)關(guān)鍵，是保證在適當?shù)? NH3/NOx 摩爾比下得到較高的 NOx 還原率的基本條件之一。 圖 SNCR 工藝示意圖 ③ 適當?shù)? NH3/NOx 摩爾比 NH3/NOx 摩爾比對 NOx 脫除率影響也很大 。溫度高，還原劑被氧化成 NOx，煙氣中的 NOx 含量不減少反而增加；溫度低，反應不充分，造成還原劑流失，對下游設備產(chǎn)生不利的影響甚至造成新的污染。 主要技術(shù)特點 煙氣脫硝技術(shù)特點 (1) 選擇性非催化還原技術(shù) (SNCR) 1) 反應機理 選擇性非催化還原技術(shù) (SNCR)是當前 NOx 治理中采用且具有一定前途的爐內(nèi)脫硝技術(shù)之一。煙氣脫硝技術(shù)主要有：選擇性催化還原技術(shù) (SCR)、選擇性非催化還原技術(shù) (SNCR)、 SNCR－ SCR 聯(lián)合脫硝技術(shù)及其他煙氣脫硝技術(shù)。 脫硝工藝的選擇 主要技術(shù)路線 根據(jù)熱電廠提供資料，熱電廠 1～ 3 號鍋爐實際氮氧化物排放監(jiān)測濃度在 ，由以上數(shù)據(jù)可以看出： NOx 排放濃度 1～ 3 號鍋爐均不滿足《火電廠大氣污染物排放標準》 (GB13223－ 20xx)中 200mg/Nm3 的要求。 (6) 脫硝還原劑有穩(wěn)定可靠的來源。 (2) 脫硝工藝要適用于項目已經(jīng)確定的煤質(zhì)條件、并考慮燃煤來源變化的可能性。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～ ，則在洗滌反應塔里會發(fā)生下面的反應： Ca(OH)2+SO2→ CaSO3+H2O CaSO3+SO2+H2O→ Ca(HSO3)2 NO+2Ca(HSO3)2+H2O→ 1/2N2++2SO2 O2+2Ca(HSO3)2+H2O→ 1/2N2++2SO2 2）氨 /石膏法 在洗滌反應器中在加入 NH3，則會發(fā)生下面的反應： 2NH3+SO2+H2O→ (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2+H2O→ NH4HSO3 NH4HSO3+2Ca(OH)2→ +2NH3+7/2H2O+CaSO3 NO+2NH4HSO3→ 1/2N2+(NH4)2SO4+SO2+H2O NO2+4NH4HSO3→ 1/2N2+2(NH4)2SO4+2SO2+2H2O 傳統(tǒng)濕式系統(tǒng)的普遍缺點是結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)復雜運行 成本和初投資較高。該方法的 NOx 脫除率相當可觀，其投資和運行費用也相對較低，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)應用還有一段距離。采用 ESP 或布袋均可，但選擇布袋更優(yōu)。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。這些活性物種引發(fā)的化學反應首先把氣態(tài)的 S02 和 N0x 轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r氧化物，然后形成 HNO3 和 H2SO4。由于部分相關(guān)技術(shù)的限制，目前在大型鍋爐上應用尚有一定困難。添加氨時，副產(chǎn)品可作為肥料使用。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， 可生成活性很強的離子、激發(fā)態(tài)分子。 ② 布置在靜電除塵器和空氣預熱器之間 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。選擇性催化劑脫硝法的系統(tǒng)主要由催化劑反應器、催化劑和氨儲存和噴射系統(tǒng)所組成。煙氣脫硝分為干法、濕法。一般在爐墻上開設多層氨噴射口