【正文】 應(yīng)符合GB150《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》等相關(guān)規(guī)定 由表 可以看出，采用 SNCR 噴入爐膛的還原劑應(yīng)在最佳煙氣溫度區(qū)間內(nèi)與煙氣中的 NOx 反應(yīng)，并通過噴槍的布置獲得最佳的煙氣－還原劑混合程度以達(dá)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(jié)晶體，易溶于水，水溶液呈中性反應(yīng)。35%＜含氨＜50%為《危險(xiǎn)貨物品名表》、《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄》(2012版)規(guī)定之危險(xiǎn)品，危險(xiǎn)物編號(hào)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(gè)脫硝系統(tǒng)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。由此可見，全縣降水豐沛，雨熱同期，對(duì)農(nóng)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(duì)大氣污染物貢獻(xiàn)量較大的行業(yè)之一，為改善大氣環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，對(duì)實(shí)現(xiàn)火電行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，加快循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)總量控制目標(biāo)和污染物消減目標(biāo)，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(duì)本項(xiàng)目改造的可行性提出主要結(jié)論意見，并對(duì)下一步工作提出建議。 (2) 結(jié)合機(jī)組的現(xiàn)狀，包括機(jī)組容量、剩余壽命等，充分考慮當(dāng)?shù)氐馁Y源條件和建設(shè)條件，包括現(xiàn)場(chǎng)施工條件、允許的施工周期等，對(duì)脫硝改造方案進(jìn)行有針對(duì)性的研究。目前主要為園區(qū)內(nèi)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(xiàng)目SNCR脫硝技術(shù)改造可行性研究報(bào)告 2014年2月1 總論 項(xiàng)目及建設(shè)單位基本情況 項(xiàng)目基本情況 (1) 項(xiàng)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(xiàng)目130t/h，2*75t/h煙氣脫硝技改項(xiàng)目。為保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定，公司在原有一爐一機(jī)（一臺(tái)130t/h循環(huán)流化床鍋爐及一臺(tái)25MW汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)組）基礎(chǔ)上于2011年投資3500萬元再建一臺(tái)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(yùn)行，為企業(yè)取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。 (3) 在優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上，推薦脫硝工藝，亦即在技術(shù)上先進(jìn)適用、經(jīng)濟(jì)適宜、操作可行、進(jìn)度合理，且本項(xiàng)目實(shí)施后，能達(dá)到預(yù)期的技術(shù)目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的提高。 本項(xiàng)目由河北誠譽(yù)噴霧技術(shù)有限公司負(fù)責(zé)相應(yīng)工藝系統(tǒng)、公用系統(tǒng)改造的可行性研究同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的項(xiàng)目投資估算、環(huán)保效益分析、改造最終目標(biāo)的評(píng)價(jià)。2011 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(xiàng)目改造目標(biāo) 根據(jù)最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB132232011)要求，自 2014年 7 月 1 日起，現(xiàn)有燃煤火力發(fā)電鍋爐 NOx 排放濃度，應(yīng)控制在 100mg/Nm3 以下的要求，同結(jié)合現(xiàn)有熱電廠鍋爐 NOx 排放濃度、鍋爐投運(yùn)時(shí)間，熱電廠 3 號(hào)鍋爐際氮氧化物排放監(jiān)測(cè)濃度在 ，確定本次脫硝改造目標(biāo)為：3號(hào)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(nèi)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(xiǎn)貨物編號(hào)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(jié)晶溫度，40%(重量)尿素水溶液結(jié)晶溫度約 2℃、50%(重量)尿素水溶液結(jié)晶溫度約 18℃。主要特點(diǎn)如下： (1) 液氨的投資、運(yùn)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(guān)的法規(guī)和勞動(dòng)安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，其運(yùn)輸、存儲(chǔ)涉及應(yīng)有嚴(yán)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(yīng)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(jī)理 熱力型 NOx 是空氣中的氧(O2)和氮(N2)在燃料燃燒時(shí)所形成的高溫環(huán)境下生成的NO 和 NO2 的總和，其總反應(yīng)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(yīng)時(shí)間的關(guān)系很大，當(dāng)燃燒區(qū)域溫度低于 1000℃時(shí)，NO 生成量很小；當(dāng)溫度在 1300～1500℃時(shí)，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(jī)理，對(duì)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(shù)可單獨(dú)或組合使用。因此，在運(yùn)行調(diào)整中，必須根據(jù)煤種的變化，隨時(shí)進(jìn)行燃燒配風(fēng)調(diào)整。 (3) 燃燒分級(jí)燃燒技術(shù) 該技術(shù)是將鍋爐的燃燒分為二個(gè)區(qū)域進(jìn)行，將 85%左右的燃料送入第一級(jí)燃燒區(qū)進(jìn)行富氧燃燒，生成大量的 NOx，在第二級(jí)燃燒區(qū)送入 15%的燃料(天然氣為主)，進(jìn)行缺氧燃燒，將第一區(qū)生成的 NOx 進(jìn)行還原，同時(shí)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(yīng)，而不與煙氣中的其他成分反應(yīng))，當(dāng)不采用催化劑時(shí)，NH3 還原 NOx 的反應(yīng)只能在850～1050℃(或 900～1100℃)這一狹窄的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。煙氣脫硝分為干法、濕法。 ② 布置在靜電除塵器和空氣預(yù)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(shí)，副產(chǎn)品可作為肥料使用。這些活性物種引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)首先把氣態(tài)的 S02 和 N0x轉(zhuǎn)變?yōu)楦邇r(jià)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(shí)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(yīng)塔里會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)： 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(yīng)器中在加入 NH3，則會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)： 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(diǎn)是結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)復(fù)雜運(yùn)行成本和初投資較高。 (6) 脫硝還原劑有穩(wěn)定可靠的來源。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)。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(yīng)不充分，造成還原劑流失，對(duì)下游設(shè)備產(chǎn)生不利的影響甚至造成新的污染。 ④ 還原劑和煙氣的混合 兩者的充分混合是保證充分反應(yīng)的又一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵，是保證在適當(dāng)?shù)?NH3/NOx 摩爾比下得到較高的 NOx 還原率的基本條件之一。 3) SNCR 技術(shù)的特點(diǎn) 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(jìn)行還原劑供應(yīng)系統(tǒng)和爐區(qū)噴射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。因此，對(duì)于鍋爐煙氣系統(tǒng)的影響相對(duì)比較小。 5 脫硝改造工程設(shè)想 脫硝場(chǎng)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(yuǎn)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(fēng)向朝向；交通運(yùn)輸方便，避免迂回重復(fù)；建筑群體組合，整齊美觀協(xié)調(diào)；有利檢修活動(dòng)。 表 脫硝裝置工藝基礎(chǔ)參數(shù)序號(hào) 參數(shù)名稱單 位 參數(shù)值130t/h75t/h1煙 氣 量 Nm3/h 3500002入口煙溫℃ 8309003入口實(shí)際 NOX 濃度mg/Nm 3874脫除 NOX 效率 % ≥75 5年利用小時(shí) 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(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)、稀釋水系統(tǒng)、計(jì)量混合系統(tǒng)、還原劑噴射系統(tǒng)及控制系統(tǒng)五部分。 儲(chǔ)罐及泵站模塊可安裝于混凝土圍堰內(nèi)。 稀釋水儲(chǔ)存在不銹鋼罐內(nèi)，用于稀釋還原劑。還原劑混合液的壓力由安裝的壓力計(jì)控制。操作人員依據(jù) DCS 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)尿素溶液制備、儲(chǔ)存模塊、稀釋水模塊、計(jì)量混合模塊、噴射模塊的系統(tǒng)設(shè)備的控制及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視。 電氣系統(tǒng) 用電負(fù)荷 本期工程所有脫硝負(fù)荷均為 380/220V 低壓負(fù)荷。照明采用 380/220V 三相四線制中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)；照明分為正常照明及事故照明。 1 號(hào)、2 號(hào)、3 號(hào)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(shè)備間內(nèi)。若噴槍的流量變化太大，將會(huì)影響到霧化噴射效果，從而影響脫硝效率和氨逃逸。 (3) 功能組控制：一個(gè)工藝系統(tǒng)流程為主及其相關(guān)輔助設(shè)備的順序控制，并將對(duì)子組級(jí)發(fā)出控制命令。 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。所有的信號(hào)可以以通訊方式或 4～20mA 信號(hào)進(jìn)入 DCS，脫硝系統(tǒng)的 CEMS 還應(yīng)配置數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，并按當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的要求上傳相關(guān) CEMS 數(shù)據(jù)。 其他污染源及污染物 本期工程在制氨脫硝過程中有一些設(shè)備噪聲，主要是泵等的噪聲。設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，由于能量較小，在較短距離內(nèi)衰減很快。 環(huán)境影響分析主要結(jié)論 本期工程采用選擇性非催化還原法技術(shù)(SNCR)脫除煙氣中氮氧化物。；SO2排放濃度為89mg/m3；；考慮聯(lián)合脫除率ηHg=70%計(jì)算，；煙氣黑度（格林曼黑度）小于1級(jí)。NO2 對(duì)生物的毒性是 NO 的五倍，且相比于 SO2，NO2 更容易侵入到肺部組織，SO2 只在有微塵的場(chǎng)合下才能到達(dá)肺部中，而 NO2 即使是單獨(dú)存在的情況下也很容易進(jìn)入肺的深部。 (2) 形成化學(xué)煙霧 NOx 排放到大氣后有助于形成 O3 ，導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的形成：NO+HC+O2+陽光→NO2+O3(光化學(xué)煙霧)這是一系列反應(yīng)的總反應(yīng)。 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益 NOx 的排放是酸雨的形成和對(duì)大氣中臭氧層破壞的重要原因之一，據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)：2011 年，我國的 NOx 排放量將達(dá)到 2404 萬噸，其中近 70%來自于煤炭的直接燃燒，以燃煤為主的電力生產(chǎn)是 NOx 排放的主要來源。脫硝過程中不產(chǎn)生其他固體廢棄物，設(shè)備噪聲也不影響廠界現(xiàn)有噪聲水平。運(yùn)行時(shí)的噪聲對(duì)現(xiàn)有廠界噪聲沒有影響。 環(huán)境影響分析 大氣環(huán)境影響分析及其防治措施 由于該脫硝工藝產(chǎn)生的氣體為 N2。 氣動(dòng)調(diào)節(jié)裝置選用進(jìn)口設(shè)備。儀表的選型以成熟、可靠為原則。 煙氣連續(xù)排放檢測(cè)系統(tǒng)(CEMS) 鍋爐出口煙道上裝設(shè)一套煙氣分析儀表，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括： 鍋爐出口凈煙道：NOX、ONH 以上信號(hào)通過硬接線全部進(jìn)入 DCS 中進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)視、計(jì)算，并在 DCS 內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制加氨量。 為保證 SNCR 脫硝效率，安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(shí)反應(yīng)器后煙氣中 NOx 的濃度水平不超過容許值。在各脫硫操作員站也需增加脫硝畫面進(jìn)行監(jiān)控。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(yīng)急燈方式。 配電方式及布置 氨區(qū)(尿素)內(nèi)設(shè)置一段氨區(qū)(尿素)MCC，為氨區(qū)(尿素)內(nèi)低壓電負(fù)荷提供電源，電源采用雙電源進(jìn)線方式(采用自動(dòng)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)。具備先進(jìn)性、使用性、安全和可靠性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)。噴槍噴射所需的霧化介質(zhì)采用壓縮空氣。稀釋水泵設(shè)有 2 臺(tái)，一用一備。運(yùn)行期間，罐壓通過壓力變送器可實(shí)現(xiàn)就地及遠(yuǎn)程連續(xù)監(jiān)測(cè)。稀釋水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)稀釋水儲(chǔ)存和供應(yīng)。 (2) 本期工程采用SNCR(尿素/氨水)脫硝工藝，這個(gè)還原過程在內(nèi)部進(jìn)行，還原劑通過安裝在鍋爐墻壁上的噴嘴噴入煙氣中。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(yù)熱器等尾部煙道設(shè)備的傾向。氮是循環(huán)流化床鍋爐由于特殊的結(jié)構(gòu)及燃燒細(xì)形式，使用SNCR可以達(dá)到最高85%的脫硝小輪車。大型電站鍋爐由于爐膛尺寸大、鍋爐負(fù)荷變化范圍大，從而增加了對(duì)這四個(gè)因素控制的難度。 ② 停留時(shí)間 因?yàn)槿魏畏磻?yīng)都需要時(shí)間，所以還原劑必須和 NOx 在合適的溫度區(qū)域內(nèi)有足夠的停留時(shí)間，這樣才能保證煙氣中的 NOx 還原