【文章內(nèi)容簡介】 蒙古億利化學工業(yè)有限公司位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市達拉特旗樹林召鎮(zhèn)南 4 公里處，北距內(nèi)蒙古包頭市 35 公里。 達拉特旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部，黃河南岸，北與包頭市隔 河相望，是鄂爾多斯市的北大門。 地理位置 鄂爾多斯市達拉特旗樹林召鎮(zhèn)。 氣象條件 達拉特旗屬典型大陸氣候，其特征為少雨、多風、干燥、主導風向西風，春季多大風和沙塵暴，氣溫變化大，冬季寒冷而長，夏季炎熱而短暫。詳細氣象資料如下 : (1)氣溫 (℃ ) 極端最高： ℃ 極端最低： ℃ 最熱月平均氣溫： ℃ 最冷月平均氣溫 :： ℃ 內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報告 9 (2)降雨量 (mm) 降雨集中在 9 月 年平均： 年最大： 681mm 日最大降雨量： 一次最 大降水量： 年平均蒸發(fā)量： 2200 mm (3)夏季平均氣壓 年平均： kPa 年最高： kPa 年最低： (4)相對濕度 年最小相對濕度： 2～ 6% 夏季相對濕度： 64% 最大相對濕度 70% (5)積雪 最大積雪： 17cm 最大雪壓： 最大凍土深度： (6)風 年最多風向：西風或東風 年平均風速 ： 3 m/s 多年最大風速： 工程地質 據(jù)大量資料分析論 證和斷裂帶綜合應力推測，達拉特旗地域本身可能發(fā)生破壞內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報告 10 性地震。根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》（ GB 5001120xx），地震設防烈度為 8 度，設計基本地震加速度值為 。有關的大青山山前斷裂，鄂爾多斯臺地北緣裂及達拉特旗底隱伏斷裂對廠址不構成影響，即廠址為相對穩(wěn)定地段。 廠區(qū)地形地貌為開闊、平坦的沖洪積平原，可定為抗震有利地段，實測剪切波平均 值為 280m/s，屬中硬場地，建筑場地類別為 II 類。 地下水埋深 米以下，在鉆探 30 米深度內(nèi)， 8 度地震時，場地內(nèi)飽和砂土不需要考慮液化問題。 ? 電廠大氣污 染排放狀況 內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐，額定蒸發(fā)量為 3220t/h。根據(jù)鍋爐熱力計算數(shù)據(jù)表，機組耗煤量為單臺爐 38 噸 /小時。表 24 為各機組大氣污染物排放一覽表。 內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報告 11 表 24 大氣污染物排放現(xiàn)狀一覽表 機組號 耗煤量 (104 t/ a) 煙塵 （控制后） 排放濃度 (mg/Nm3) 單臺年排放量 (t/a) NOX（控制前） 排放濃度 (mg/Nm3) 單臺年排放量 (t/a) ? 電廠總體布置 本工程 廠區(qū) 總平面布置基本格局如下： 整個廠區(qū)從東到西依次排列。 鍋爐一級 空氣預熱器出口位于鍋爐鋼架 K4排柱 EL＋ EL+，除塵器入口煙道支架位于鍋爐鋼架 E排柱與除塵器支架之間，頂部標高為EL+。 電廠廢水排放及治理情況 （ 1）本工程工業(yè)廢水考慮集中與分散相結合處理方式，按經(jīng)常性廢水、非經(jīng)常性廢水分類，選擇其最佳處理方案。 （ 2）本工程經(jīng)處理后的中水應達到或優(yōu)于 GB/T1892020xx《城市污水再生利用城市雜用水水質》 （ 3） 本 工程 廢水 經(jīng) 處理后排放標準應符合 GB89781996《污水綜合排放標準》中的一級標準 。 全廠的工業(yè)廢水全部回收處理綜合利用，電廠排放的是循環(huán)排污水和達標處理后的生活廢水。 電廠主要的熱力控制方式和控制水平 主廠房采用爐、機、電（三爐 +兩機 +公用）集中控制方式，全廠合用一套分散控制系統(tǒng)（ DCS），控制器（柜）分別按單元鍋爐、單元汽機、公用分開設置。在集中控制室內(nèi)，運行人員能以 DCS 顯示器和鍵盤為監(jiān)控中心，輔以少量后備操作手段完成機組的啟動、停止及正 常運行時的監(jiān)視調整和事故工況下的緊急處理。 內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報告 12 7) 建設條件 ? 催化劑、還原劑的供應條件 本脫硝工程催化劑采用成熟技術的催化劑。 目前市場上主流的氧化鈦基的 SCR 催化劑有 3 種，分為蜂窩式、板式與波紋板式。 蜂窩式 SCR 催化劑具有模塊化、耐久性能好、耐腐性能高、相對質量比較輕、長度易于控制、比表面積大、回收利用率高等優(yōu)點。 板式催化劑具有對煙氣的高塵環(huán)境適應能力強的優(yōu)點，但具有比表面積小，相對壓降大等特點?？癸w灰能力較強。但相同項目所需體積比蜂窩式大。抗高溫能力差。 波紋板式 SCR 催化劑的優(yōu)點是，壓降比較小，開孔率高， 相同工況下的催化劑體積小，重量輕，比表面積小，兼有板式和蜂窩式的缺點 ,一般用于低含塵。但高溫適應性好。 本工程 SCR 入口煙氣含塵量為 ，煙氣溫度 ℃ 。根據(jù)此工況，以上 3 種催化劑均可以使用。蜂窩式催化劑比表面積大，單位體積內(nèi)處理的煙氣量較大，從而可以減小反應器尺寸，減少設備投資、土建投資等。故綜合考慮后，選用蜂窩式催化劑方案，并依據(jù)所選催化劑方案提出兩種 SCR 反應器布置方案。 脫硝還原劑有三種：無水氨、氨水以及尿素。 表 31 是三種還原劑類型比較。 表 31 還 原 劑類 型比較 還 原 劑類 型 優(yōu) 點 缺點 建 議 液 氨 反應劑成本最低； 蒸發(fā)成本最低； 投資較?。? 儲存體積最小。 氨站設計、運行考慮安全問題。 如果危險管理許可，可以使用。 氨 水 較安全。 2~3 倍的反應劑成本； 大約 10 倍高的蒸發(fā)能量； 較高的儲存設備成本； 投資較大。 考慮到無水氨危險性而不使用時，使用氨水。 尿素 沒有危險。 與無水氨相比，成本高 3~5 倍； 更高的蒸發(fā)能量； 更高的儲存設備成本； 當法規(guī)不允許使用氨的情況下，推薦使用。 內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報告 13 投資較大。 本次可研針對 SCR 方案、低氮改造 +SCR 方案、 SNCR+SCR 方案進行研究。 對于 SCR 方案，液氨、氨水、尿素都可以作為還原劑，液氨和氨水，在反應原理上完全一致，不過如果采用氨水方案，與液氨相比，需要很高的蒸發(fā)熱量成本、以及運輸成本，故本次可研的 SCR 方案不對氨水方案進行研究。對方案一 SCR（液氨）和方案二 SCR(尿素 )2 個方案進行研究、比選。 對于方案三：低氮改造 +SCR 方案，低氮改造是通過改變爐膛內(nèi)燃燒方式 降低NOx 排放量 ，無需催化劑。 SCR 方案還原劑選擇根據(jù)方案一和方案二的比選結果定。 對于方案四： SNCR+SCR 方案， SNCR 方案一般采用尿素或氨 水作為還原劑?；诎彼c尿素霧化液滴蒸發(fā)熱解速度的不同，其噴入爐膛的適合溫度窗口也有差異。氨水作為還原劑時，溫度窗口為 800176。 1100176。，尿素作為還原劑時，溫度窗口為 900176。 1150176。由于本項目鍋爐運行負荷下，采用氨水作為還原劑的脫硝效率優(yōu)于尿素 ,故本次方案四 ， SNCR 部分的還原劑采用氨水。 SCR 方案還原劑選擇根據(jù)方案一和方案二的比選結果定。 根據(jù)與業(yè)主溝通和實地調研，電廠周圍有尿素和液氨供貨商，可以滿足本次脫硝工程還原劑供應的需要。 ? 脫硝副產(chǎn)物的處理及綜合利用條件 脫硝過程是利用氨將氮氧化物還原 ，反應產(chǎn)物為無害的水和氮氣，因此脫硝過程不產(chǎn)生直接的副產(chǎn)物。可能造成二次污染的物質有逃逸的氨和達到壽命周期的廢催化劑。 逃逸的氨隨煙氣排向大氣，當逃逸氨的濃度超過一定限值時，會對環(huán)境造成污染，因此氨逃逸水平是脫硝裝置主要的設計性能指標，也是脫硝裝置運行過程中必須監(jiān)視和控制的指標，脫硝裝置的氨逃逸水平典型的設計值為≤ 3ppm。當氨逃逸量超過此限值時，應更換催化劑。 廢催化劑可能的再利用方法包括：用作水泥原料或混凝土及其它筑路材料的原內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報告 14 料；從中回收金屬；再生等。 本工程采用失效的催化劑返還給催化劑銷售商 , 由其負 責處理失效催化劑的方式 。 ? 脫硝場地條件 根據(jù)煙氣脫硝工藝的要求， SCR 布置在每一臺鍋爐與除塵器之間場地，由于該處場地已設計布置煙道及支架，并結合電廠總體布置， SCR 反應器可以布置除塵器入口煙道支架位于鍋爐鋼架 E 排柱與除塵器支架之間的空間。 根據(jù)電廠總體布置，以及實地踏勘，廠區(qū)內(nèi)部用地比較緊張，若采用方案一 SCR（液氨） ，則在機組東南側 (空壓機房 )東側空地布置氨區(qū)，才可以滿足安全距離要求。若采用方案二 SCR（ 尿素）方案，由于不需要考慮安全距離要求，尿素制備區(qū)可以布置在冷卻塔西側空地上，該區(qū)域與 SCR 反應器距離 較近，可減少尿素輸送成本，減少投資，節(jié)約能耗。 方案三：低氮改造 +SCR 方案，低氮部分主要改造鍋爐燃燒器部分，不占用額外空間， SCR 部分的氨區(qū)（或尿素區(qū)）布置位置與方案一或者方案二相同。方案四： SCR 部分的氨區(qū)（或尿素區(qū)）布置位置與方案一或者方案二相同。 SNCR 部分的還原劑制備區(qū)與 SCR 部分的氨區(qū)（或尿素區(qū)）在同一區(qū)域。 脫硝電、水、汽、氣條件 消防水壓力 1MPa； 電氣供電電壓等級 AV 6KV， 380V， 220V和電廠 220V。 蒸汽參數(shù)為“ ， 300C。 壓縮空氣壓力 ； 8) 煙氣脫硝 工藝方案的選擇 ? 設計基礎參數(shù) 脫硝裝置設計基礎參數(shù) 表 41 機組脫硝裝置設計參數(shù)（單臺爐 BMCR） 項目 單位 設計煤種 內(nèi)蒙古億利化學工業(yè)有限公司熱電分廠 3 220t/h 鍋爐脫硝工程 可行性研究報告 15 項目 單位 設計煤種 濕煙氣量 （ Nm3/h） 406778 干煙氣量 （ Nm3/h） SCR出口 NOX濃度 （ mg/Nm3） SCR入口 NOX濃度 （ mg/Nm3） 脫硝效率 （ %） 85 ? 脫硝工藝方案的選擇 脫硝工藝的簡介 有關 NOx 的控制方法有幾十種之多，歸納起來，這些方法不外乎從燃料的生命周期的三個階段入手，即燃燒前、燃 燒中和燃燒后。當前，燃燒前脫硝的研究很少，幾乎所有的研究都集中在燃燒中和燃燒后的 NOx 控制。所以在把燃燒中 NOx的所有控制措施統(tǒng)稱為一次措施，把燃燒后的 NOx 控制措施稱為二次措施，又稱為煙氣脫硝技術。 目前普遍采用的燃燒中 NOx 控制技術即為低 NOx 燃燒技術，主要有低 NOx燃燒器、空氣分級燃燒和燃料分級燃燒。 應用在燃煤電站鍋爐上的成熟煙氣脫硝技術主要有選擇性催化還原技術（ Selective Catalytic Reduction，簡稱 SCR）、選擇性非催化還原技術（ Selective NonCatalytic Reduct