【正文】 由于不國投宣城發(fā)電有限責任公司一期 1600MW 機組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓教材 43 會發(fā)生低于露點溫度下的長期連續(xù)運行，且限制露點溫度下的啟動次數，所以含硫的酸性物質的凝結不會引起明顯的催化劑失活?；页煞种腥鏑a、Fe、Si等物質沉積在催化劑的表面，使得包含了NOx和氨的煙氣很難在催化劑中擴散，由此導致了脫硝效率的降低。砷通常以As 2O3的形式存在于煙氣中，其常常積聚在催化劑表面，并部分散布于催化劑殼體上，導致催化劑中毒。當運行溫度在毛細凝聚溫度以下時，穩(wěn)定狀態(tài)的活性為零。下表所示為平板式催化劑的性能規(guī)格。液氨系統(tǒng)各排放處所排出的氨氣由管線匯集后從稀釋槽低部進入，通過分散管將氨氣分散入稀釋槽水中，利用大量水來吸收排放收集的氨氣。氨區(qū)共設置兩臺液氨儲罐，具體參數如下： 序號 項目 單位 技術參數 備注1 型式： 臥式2 設備臺數： 臺 23 設備直徑/壁厚 mm 30004 封頭壁厚 mm 245 設計壓力 6 工作壓力： ～7 試驗壓力 8 工作溫度 ℃ ～9 設計溫度 ℃ 50℃10 筒體長度 mm 1000011 設計的容積 m3 77 單臺設備12 設備荷重 kg 2515013 總長度 mm 約 1202214 設備本體材質 Q345R在常溫下，液氨儲罐靠自身液氨的壓力將液氨送至蒸發(fā)槽中。國投宣城發(fā)電有限責任公司一期 1600MW 機組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓教材 28 主要設備氨儲存制備供應系統(tǒng)主要設備包括氨卸料壓縮機、液氨儲罐、液氨輸送泵液、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、稀釋風機、廢水泵等。氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋槽中，經水吸收后排入廢水池，再經由廢水泵送到電廠廢水處理間統(tǒng)一處理。最高工作溫度 450℃ 450℃ 450℃（2） AIG 噴射格柵每套機組共配置 2 套 AIG 噴射格柵，噴氨隔柵由噴射管和噴嘴組成，格柵的示意圖如下：國投宣城發(fā)電有限責任公司一期 1600MW 機組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓教材 26 （4） 反應器1）反應器殼體反應器殼體的主要參數如下：設計壓力，kPa 177。在DCS控制下，按照吹掃程序進行吹掃。 SCR 反應器本工程共配置兩臺 SCR 反應器，每臺 SCR 反應器設計三層催化劑層(1＋2 層)，其中上層和中層為預留層。為保持煙氣的分布均勻和降低壓損，在省煤器出口、SCR 入口、煙道 90176。系統(tǒng)組分兩段，第一段為設備或儀器分類，第二段為設備或儀器的序號 脫硝系統(tǒng)主要KKS編碼 功能類型: 國投宣城發(fā)電有限責任公司一期 1600MW 機組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓教材 22 設備或儀器分類AA 閥門，擋板等。3． 通過 AIG 加入跟蹤氣體，測量反應器進口跟蹤氣體的濃度分布情況來檢驗混合的效果，要求達到：? 煙氣中 NH3/NOx 的摩爾比盡可能均勻，偏差系數：≤177。全部煙道 Pa 400NOx脫除率、性能驗收期間 % 75－裝置可用率 ％ 982 消耗品－純氨(規(guī)定品質 75%脫硝效率) t/h －工業(yè)水 m3/h 100－消防水 m3/h 150－電耗(所有連續(xù)運行設備軸功率) kW 59－儀用壓縮空氣 Nm3/h 20－雜用壓縮空氣 m3/h 見上表－蒸汽 t/h 見上表－其他 N 2 m3/年 753SCR 出口污染物濃度(6％O 2，標態(tài)，干基)－NOx（75%脫硝效率） mg/Nm3 －NH 3 181。尿素法是先將尿素固體顆粒在容器中完全溶解，然后將溶液泵送到水解槽中，通過熱交換器將溶液加熱至反應溫度后與水反應生成氨氣；氨水法，是將 25％的含氨水溶液通過加熱裝置使其蒸發(fā)，形成氨氣和水蒸汽；純氨法是將液氨在蒸發(fā)槽中加熱成氨氣，然后與稀釋風機的空氣混合成氨氣體積含量為 5％的混合氣體后送入煙氣系統(tǒng)。對于蜂窩催化劑，在催化劑入口后區(qū)段內，煙氣形成層流，磨損較小，可以忽略。節(jié)距的大小取決于煙氣中的含塵量。 當前流行的成熟催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。國投宣城發(fā)電有限責任公司一期 1600MW 機組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓教材 10 (a) 高塵布置 (b) 低塵布置圖 SCR 布置方式 主要影響因素在 SCR 系統(tǒng)設計中，最重要的運行參數是煙氣溫度、煙氣流速、氧氣濃度、SO 3濃度、水蒸汽濃度、鈍化影響和氨逃逸等。SCR 工藝的核心裝置是脫硝反應器，有水平和垂直氣流兩種布置方式，如圖 1 所示。但受到吸附容量的限制，不能用于大排放源。表 1 所示為煙氣脫硝技術比較。 濕法脫硝技術由于煙氣中的 NOx90%以上是 NO，而 NO 難溶于水，因此對 NOx 的濕法處理不能用簡單的洗滌法。但電子束法煙氣凈化工藝也存在一些問題。在同等脫硝率的情況下，該工藝的 NH3耗量要高于 SCR 工藝，從而使 NH3的逃逸量增加。其中干法包括選擇性非催化還原法(SNCR) 、選擇性催化還原法(SCR) 、電子束聯(lián)合脫硫脫硝法；半干法有活性炭聯(lián)合脫硫脫硝法；濕法有臭氧氧化吸收法等。因此，電站鍋爐的煙氣再循環(huán)率一般控制在 10%―20%左右。但同時還需考慮燃料的燃盡，因此，再燃區(qū)域的過量空氣系數應處于較低的范圍，通常為 ―。其余?15%―20%的燃料則在主燃燒器的上部送入二級燃燒區(qū)，在 1 的條件下形成很強的還原性氣氛，使得在主燃區(qū)中生成的 NOx在二級燃燒區(qū)內被還原成氮分子（N 2） 。此外，低氧濃度會使得爐膛內某些地區(qū)成為還原性氣氛，從而會降低灰熔點引起爐壁結渣與腐蝕?？刂?NOx 排放的技術指標可分為一次措施和二次措施兩類，一次措施是通過各種技術手段降低燃燒過程中的 NOx 生成量；二次措施是將已經生成的 NOx 通過技術手段從煙氣中脫除。其生成量主要取決于空氣燃料的混合比。我國氮氧化物的排放量中 70％來自于煤炭的直接燃燒，電力工業(yè)又是我國的燃煤大戶，因此火力發(fā)電廠是 NOx 排放的主要來源之一。隨著國內社會經濟的發(fā)展、科技的進步，人民們生活水平的日益改善，社會對環(huán)境的重視達到了空前的高度。氮氧化物(NOx)引起的環(huán)境問題和人體健康的危害主要有以下幾方面：(1)NOx 對人體的致毒作用，危害最大的是 NO2，主要影響呼吸系統(tǒng)，可引起支氣管炎和肺氣腫等疾??；(2)NOx 對植物的損害；(3)NOx 是形成酸雨、酸霧的主要污染物；(4)NOx 與碳氫化合物可形成光化學煙霧；(5)NOx 參與臭氧層的破壞。 本手冊僅供國投宣城發(fā)電有限責任公司一期 1600MW 機組脫硝技改工程培訓使用，屬于大唐科技技術保密資料，不得向第三方泄露本手冊及部分手冊內容。當爐膛溫度在 1350℃以上時，空氣中的氮氣在高溫下被氧化生成 NOx ,當溫度足夠高時,熱力型 NOx 可達 20 %。在燃煤鍋爐中，其生成量很小，一般在燃用不含氮的碳氫燃料時才予以考慮。（1） 低過量空氣系數使燃燒過程盡可能地在接近理論空氣量的條件下進行，隨著煙氣中過量氧的減少，可以抑制 NOx的生成，是一種最簡單、最基本地降低 NOx排放的技術措施，不需要對燃燒設備進行結構上的改進。因此，空氣分級燃燒的設計要在保證鍋爐安全經濟運行的基礎上實現降低 NOx的排放。這種再燃燒法又稱燃料分級燃燒。并且，NO x的降低率隨著煙氣再循環(huán)率的增加而增加，還與燃料種類和爐內燃燒溫度有關，燃燒溫度越高，煙氣再循環(huán)率對 NOx降低率的影響越大。 煙氣脫硝技術由于爐內低氮燃燒技術的局限性, 對于燃煤鍋爐，采用改進燃燒技術可以達到一定的除NOx 效果,但脫除率一般不超過60%。該方法以爐膛為反應器，可通過對鍋爐進行改造而實現。2）選擇性催化還原法(SCR)選擇性催化還原法(SCR)在隨后的章節(jié)中著重介紹本工程所應用的SCR法（詳見 SCR法脫硝技術特點） 。產物收集后需要經過造粒機形成可保存使用的化肥。該法可以和采用 NaOH 作為脫硫劑的濕法脫硫技術結合使用，脫硫的反應產物 Na2SO3又可作為 NO2的還原劑。效率較高，操作費用較低，技術已工業(yè)化。 表 2 各種脫硝技術性能價格比較表序號 所采用的技術 脫硝效率% 工程造價 運行費用1 低氮燃燒技術 2540 較低 低2 SNCR 技術 2540 低 中等3 LNB + SNCR 技術 4070 中等 中等4 SCR 技術 8090 高 中等5 SNCR/SCR 混合技術 4080 中等 中等 SCR 法脫硝技術特點在眾多的脫硝技術中，選擇性催化還原法(SCR)是脫硝效率最高，最為成熟的脫硝技術，目前已成為國內外電站脫硝廣泛應用的主流技術。缺點是煙氣中飛灰含量高，對催化劑防磨損、堵塞及鈍化性能要求更高。另外水蒸氣濃度的增加使催化劑性能下降。在同樣的煙氣條件下，比表面積大就表示所需要的催化劑體積量少，反應器尺寸和相應的鋼結構也較小。蜂窩形催化劑是以催化劑活性成分與承載材料混合壓制而成的。在這種情況下，選擇抗堵灰性能最好的催化劑進行設計是可取的。? 雜用壓縮空氣：經主廠來的雜用空氣通過管道送至脫硝系統(tǒng)儲氣罐，儲氣罐底部設有排水門，儲氣罐參數如下表：雜用空壓機儲氣罐參數雜用空氣壓力 ~儲氣罐安全閥動作壓力 MPa壓縮空氣用量 見下表注：主廠內的 SCR 本體用壓縮空氣系統(tǒng)由業(yè)主方提供。15％；? 最大速度標準偏差：≤177。對于公用系統(tǒng)在機組分層中可以規(guī)定如下：“Y”?全廠公用；“J”?2號機組公用；“K”?4號機組公用；“L”?6號機組公用；“M”?8號機組公用；“S”?三臺機組公用；用五位字符標識某一管路系統(tǒng)或裝置。I 圖》和《AIG 系統(tǒng) Pamp。在每根連接管上安裝有流量測量裝置和手動閥，用以調整每根連接管中氨/空氣混合氣的分配量。每臺反應器的每層催化劑層均可作可拆卸的催化劑測試元件，用于定期國投宣城發(fā)電有限責任公司一期 1600MW 機組脫硝技改工程SCR 脫硝系統(tǒng)培訓教材 25 的測試以確定加裝或更換催化劑層的時間。主要參數如下：項目 參數類型 膨脹節(jié)安裝位置 SCR入口煙道 反應器入口 反應器出口數量 2 2 2尺寸 尺寸：42508000 尺寸：255015600尺寸：300012548安裝長度(凈) 550mm 350mm 350mm單套重量 1800 kg 2100Kg 2100Kg設計壓力 177。液氨的供應由液氨槽車運送，利用氨卸料壓縮機將液氨由槽車輸入液氨儲罐內。系統(tǒng)流程詳見《氨卸料系統(tǒng) Pamp。液氨儲罐還裝有溫度計、壓力表、液位計、高液位報警儀和相應的變送器將信號送到脫硝控制系統(tǒng)，當液氨儲罐內溫度或壓力高時報警。液氨緩沖槽能為 SCR 系統(tǒng)供應穩(wěn)定的氨氣，避免受壓力不穩(wěn)定所造成的影響。風機的設計滿足脫除煙氣中 NOx 最大值的要求，并留有一定的余量。 機組運行措施為了避免由于硫酸氫氨聚集引起的催化劑暫時失活，連續(xù)運行時入口處溫度應高于硫酸氫氨的露點溫度。這些物質中毒性最強的是氣態(tài)砷以及鉀、鈉的堿性物質，其次含鈣和鎂的物質也會導致催化劑的失活。 催化劑孔隙的堵塞極小的顆粒灰沉積在催化劑的孔隙中會阻攔氮氧化物和氨通過催化劑表面，設計催化劑體積時已經考慮到由小粒徑飛灰引起的催化劑失活。一旦孔隙被堵塞，煙氣中的NOx和氨就很難進入催化劑，使得整個裝置的脫硝效率降低。 防止催化劑失活措施表 23 防止催化劑失活的措施因素 中毒物質 現象 對抗措施 備注SO3 由于硫酸氫銨沉淀，堵塞催化劑微孔盡量保持 SCR 最小運行溫度低負荷運行期間SO2 二氧化硫與堿反應而引起微孔堵塞采用 TiO2基催化劑鹵化物(HCl, HF)由于 NH3與鹵化物的化合物堵塞催化劑微孔采用合適的催化劑濕氣或水份 由于濕度關系，可溶性鹽被溶解后，進入催化劑避免飛灰沉積在催化劑上（采用板式催化劑，并在SCR 反應器中設置飛灰沉積板等）設備停機期間煙氣高溫 催化劑燒結和重結晶 在最高允許運行溫度以下運行可溶性鹽 由于濕度關系，可溶性鹽被溶解后，進入催化劑避免飛灰沉積在催化劑上（采用板式催化劑，并在SCR 反應器中設置飛灰沉積板等）設備停機期間堿金屬(Na, K)減少催化劑的活性位 采用合適的催化劑砷 減少催化劑的活性位 采用合適的催化劑灰份鈣 鈣與硫反應形成 CaSO4覆蓋住催化劑表面采用合適的催化劑。停機時，溫度的波動也會引起水蒸氣的凝結，所以保持溫度在煙氣露點以上是非常重要的。受熱損壞通常導致催化劑局部表面的減少，從而引起催化劑失活。當煙氣溫度低于露點溫度的條件下，連續(xù)運行的時間必須控制在 300 小時以內。針對本工程的特點，主要采取以下措施。通過噴氨格柵噴入煙道與煙氣中的 NOx 反應。蒸發(fā)槽的溢流熱水流入廢水池中。項 目 單位 技 術 參 數 備注生產廠家 蚌埠市中通