【正文】 對鍋爐出口安裝煙氣成分監(jiān)測設備，其要求為采用進口或引進技術生產(chǎn)的產(chǎn)品。 氣源 鍋爐 SNCR、 SCR 反應裝置區(qū)域，氣動執(zhí)行機構和 CEMS 吹掃用氣量很少，脫硝島不單獨設儀用空壓站，壓縮氣源將從鍋爐主廠房區(qū)域機組用氣母管就近就地引接；尿素區(qū)氣動執(zhí)行機構，儀用壓縮氣源將就近引接。例如：取樣風機子功能組等。 主要檢測控制方案 尿素稀釋液流量控制系統(tǒng) 當鍋爐負荷或爐膛出口的 NOx 濃度變化時，送入爐膛的 還原劑 量也應隨之變化，這將導致送入噴槍的流量發(fā)生變化。 儀表與控制系統(tǒng) 主廠房脫硝控制系統(tǒng) 1 號、 2 號、 3 號鍋爐脫硝改造 擬單獨控制或者 納入脫硫 DCS 系統(tǒng)進行控制，三臺鍋爐合并設置控制機柜，機柜數(shù)量暫按一面考慮 (配一對 DPU 控制器 )。 檢修、照明及電纜 本期工程采用照明與動力合并的供電方式。噴嘴布置在 爐膛出口和分離器之間的煙道上 ，鍋爐的熱量為反應提供了熱量，使 NOx 在這里被還原。 控制系統(tǒng) 脫硝裝置采用 DCS 控制系統(tǒng) ，單獨控制或者與脫硫系統(tǒng)一同控制， 控制系統(tǒng)將具有較高的可靠性、可維護性與擴展性、具有較高的自動化水平。每個噴射點均由流量計控制，確保適當?shù)姆峙?。因此，設計了稀釋水系統(tǒng)，用來保證在運行工況變化時噴槍中流體流量基本不變。袋裝尿素由汽車運輸?shù)綇S區(qū)，通過卸料放在尿素儲存站。 設計基礎參數(shù) 本期工程脫硝裝置設計采用的基礎參數(shù)，見表 。目 前在歐洲和美國的 300MW 燃煤電站鍋爐上已有采用該法運行經(jīng)驗，但市場占有率 較 低。 SNCR 脫硝是在現(xiàn)有的鍋爐上增加一套系統(tǒng)。對于電站鍋爐，投資成本和運行成本依據(jù) NOx 排放濃度的不同二有所差異，特別是運行成本與煙氣原始 NOx 濃度關系十分巨大，因為在 SNCR 工藝中 ,還原劑成本所占的份額達到 50%以上。根據(jù)美國環(huán)保署 Daniel C. Mussatti 等人做的 NOx 還原率與反應溫度和停留時間的關系的實驗結果，圖 為 NOx 脫除率與 NH3/NOx 摩爾比的關系圖，從中可以 看出，當 NH3/NOx 摩爾比小于 2，隨 NH3/NOx 摩爾比增加， NOx 脫除率顯著增加，但 NH3/NOx摩爾比大于 2 后，增加就很少 。 2) 影響 SNCR 反應的因素 ① 還原劑噴入點的選擇 噴入點必須保證使 還原劑進入爐膛內適宜反應的溫度區(qū)間 (850～ 1050℃ )，這個溫度范圍存在與鍋爐燃燒室和省煤室的過熱器區(qū)域。對在役燃煤機組進行低氮燃燒技術改造后，其氮氧化物排放濃度仍不達標或不滿足總量控制要求時，應配置煙氣脫硝設施。 (5) 脫硝裝置應布置合理。由于須加將 NO 氧化為 NO2 的設備，雖然效率高，但系統(tǒng)復雜，用水量大，并有水的污染，因此燃煤 鍋爐很少采用。降溫后的煙氣與化學計量比的氨混合進入等離子體反應器，反應產(chǎn)物由二次除塵設備收集。 3) 電暈放電等離子體同時脫硫脫硝技術 電暈放電過程中產(chǎn)生的活化電子 (5～ 20Ev)在與氣體分子碰撞的過程中會產(chǎn)生 OH、 O2H、 N、 O 等自由基和 O3。電子束輻射 處理煙氣技術地優(yōu)點有：能同時脫硫脫硝，處理過程中不用觸媒，不產(chǎn)生二次污染，不受塵埃影響，因是干式處理法，不影響原系統(tǒng)地熱效率，煙氣可不必再加熱即從煙囪排放。 缺點：催化劑宜中毒，催化劑反應器宜受飛灰磨損，反應器蜂窩狀通道宜堵塞，催化劑宜燒結，不適合于高活性催化劑。 煙氣脫硝技術 由于低 NOx 燃燒技術降低 NOx 的排放是比較低的 (一般在 50%以下 )，因此，當 NOx的排放標準要求比較嚴格時，就要考慮采用燃燒后的煙氣處理技術來降低 NOx 的排放量。下面著重介紹噴氨 (或尿素 )法。因此，該是技術多應用于新鍋爐的設計及燃燒器的改造中。 煤種不同燃燒所需的理論空氣量也不同。 脫硝工藝簡介 目前，控制 NOX 排放的措施大致分為三類，第一類是低氮燃燒技術，通過各種技術手段，抑制或還原燃燒過程中生成的 NOX，來降低氮氧化物排放；第二類是爐膛噴射脫硝技術；第三類是煙氣凈化技術，包括濕法脫硝技術和干法脫硝技術。根據(jù)這一原理 ，將進入鍋爐爐膛的煤粉分層分級引入燃燒的技術，可以有效的控制 NOx 的生成排放。因此，燃料型 NOx 是燃煤電廠鍋爐產(chǎn)生的 NOx 的主要途徑。 這三種類型的 NOx，其各自的生成量和煤的燃燒溫度有關，在電廠鍋爐中燃料型 NOx 是最主要的，其占 NOx 總量的 60～ 80%，熱力型其次，快速型最少。 氣源 公司原有的 螺桿式空壓機，排氣壓力 ， 主要用于鍋爐微油點火系統(tǒng)、鍋爐吹灰調節(jié)閥控制氣源及檢修使用，用氣量 很小，但是如采用 SNCR 脫硝，用氣量較大，在 8m3/min 左右， 原產(chǎn)氣量 不能滿足煙氣脫硝改造工程壓縮空氣的使用。 表 SNCR 脫硝還原劑液氨和尿素比較 項目 氨水 尿素 品質要求 質量分數(shù)≥ 20/25%， 殘渣含量≤ ， 色度 /號≤ 80 號 純度應保證總氮含量在%以上合格品 技術工藝成熟 成熟 成熟 占地 較大 小 系統(tǒng)復雜性 較簡單 簡單 還原劑的消耗 高 低 還原劑的費用 低 高 運輸費用 低 較高 安全性 有毒 無害 存儲條件 陰涼通風處 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)響應性 快 慢 最佳反應溫度 850～ 1050℃ 900～ 1100℃ 管道堵塞現(xiàn)象 無 有 初投資費用 低 低 運行費用 低 低 設備安全要求 應符合 GB150《危險化學品安全管理條例》等相關規(guī)定 由表 可以看出，采用 SNCR 噴入爐膛的還原劑應在最佳煙氣溫度區(qū)間內與煙氣中的 NOx 反應，并通過噴槍的布置獲得最佳的煙氣－還原劑混合程度以達到最高的脫硝效率。因此，選擇還原劑原料主要有三類：液氨、氨水、尿素。 尿素的特性：尿素是白色或淺黃色的結晶體，易溶于水，水溶液呈中性反 應。 35%＜含氨＜ 50%為《危險貨物品名表》、《危險化學品名錄》 (20xx 版 )規(guī)定之危險品，危險物編號為 22025。 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)。由此可見，全縣降水豐沛， 雨熱同期 ，對 農林牧各業(yè)生產(chǎn)較為有利。北緯 40 度 12 分至 40度 43 分，東經(jīng) 117 度 12 分至 118 度 18 分。 燃煤電廠是對大氣污染物貢獻量較大的行業(yè)之一，為改善大氣環(huán)境質量，保護生態(tài)環(huán)境，對實現(xiàn)火電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，加快循環(huán)經(jīng)濟發(fā) 展，實現(xiàn)總量控制目標和污染物消減目標，消除和減輕環(huán)境污染局面都具有重要意義。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。 綜合以上各方面的研究成果，對本項目改造的可行性提出主要結論意見，并對下一步工作提出建議。 (2) 結合機組的現(xiàn)狀，包括機組容量、剩余壽命等，充分考慮當?shù)氐馁Y源條件和建設條件，包括現(xiàn)場施工條件、允許的施工周期等，對脫硝改造方案進行有針對性的研究。目前主要為園區(qū)內 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。 承德 興隆鵬生熱力有限公司熱電聯(lián)產(chǎn) 項 目 SNCR 脫硝技術改造 可行性研究報告 20xx 年 2 月 1 總論 項目及建設單位基本情況 項目基本情況 (1) 項目名稱 河北承德興隆縣鵬生熱電 有限公司熱電 聯(lián)產(chǎn)項目 130t/h， 2*75t/h 煙氣脫硝技改項目。為保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定，公司在原有一爐一機（一臺 130t/h 循環(huán)流化床鍋爐及一臺 25MW 汽輪發(fā)動機組）基礎上于 20xx 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)定運行，為企業(yè)取得良好的經(jīng)濟效益和社會奠定了基礎。 (3) 在優(yōu)化方案的基礎上，推薦脫硝工藝，亦即在技術上先進適用、經(jīng)濟適宜、操作可行、進度合理， 且本項目實施后，能達到預期的技術目標，最終實現(xiàn)環(huán)境、社會和經(jīng)濟效益的提高。 本項目由 河北誠譽噴霧技術有限公司 負責相應工藝系統(tǒng)、公用系統(tǒng)改造的可行性研究同時進行相應的項目投資估算、環(huán)保效益分析、改造最終目標的評價。 20xx 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%。 (2) 項目改造目標 根據(jù)最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》 (GB1322320xx)要求，自 20xx 年 7 月 1 日起，現(xiàn)有燃煤火力發(fā)電鍋爐 NOx 排放濃度，應控制在 100mg/Nm3 以下的要求，同結合現(xiàn)有熱電廠鍋爐 NOx 排放濃度、鍋爐投運時間，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為： 3 號鍋爐氮氧化物排放濃度小于 100mg/Nm3。全縣疆界為 3000 多平方公里。興隆河流較多，多源于縣內中部山地，呈輻射狀向鄰縣分流。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。 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。不同尿素濃度的水溶液有不同結晶溫度， 40%(重量 )尿素水溶液結晶溫度約 2℃、50%(重量 )尿素水溶液結晶溫度約 18℃。主要特點如下： (1) 液氨的投資、運輸和使用成本為三者最低，但液氨屬于易燃易爆物品，必須符合國家有關的法規(guī)和勞動安全衛(wèi)生標準的要求，其運輸、存儲涉及應有嚴格的安全保證和防火措施。如采用 氨水 作為還原劑，最佳反應溫度是 850℃～1050℃。 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。 熱力型 NOx 的生成機理 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、停留反應時間的關系很大，當燃燒區(qū)域溫度低于 1000℃時， NO 生成量很?。划敎囟仍? 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。研究燃料型 NOx 的生成和破壞機理，對于控制燃燒過程中 NOx的生成和排放，具有重要的意義。 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%。這些技術可單獨或組合使用。因此，在運行調整中，必須根據(jù)煤種的變化，隨時進行燃燒配風調整 。 (3) 燃燒分級燃燒技術 該技術是將鍋爐的燃燒分為二個區(qū)域進行，將 85%左右的燃料送入第一級燃燒區(qū)進行富氧燃燒，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 )，進行缺氧燃燒，將第一區(qū)生成的 NOx 進行還原，同時抑制 NOx 的生成，可降低 NOx 的排放。 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，而不與煙氣中的其他成分反應 )，當不采用催化劑時， NH3 還原 NOx 的反應只能在 850～ 1050℃ (或 900～ 1100℃ )這一狹窄的溫度范圍內進行。煙氣脫硝分為干法、濕法。 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。添加氨時，副產(chǎn)品可作為肥料使用。這些活性物種引發(fā)的化學反應首先把氣態(tài)的 S02 和 N0x 轉變?yōu)楦邇r氧化物，然后形成 HNO3 和 H2SO4。采用 ESP 或布袋均可，但選擇布袋更優(yōu)。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