【正文】 NOx =(+)/= 106 現(xiàn)將上述 SCR 反應(yīng)器物料衡算數(shù)據(jù)歸納 在 表 (以每 小時(shí)為基 準(zhǔn) )。V2N =10982+++=39。VNO = 5%=Nm3/h=39。操作壓力約為 (表壓 )。通過(guò)手持式檢漏儀檢測(cè)氨氣濃度在允許范圍內(nèi)之后，方可形如工作； ○ 10 氨區(qū)設(shè)專人值班，值班人員必須經(jīng)過(guò)勞動(dòng)安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局特種設(shè)備培訓(xùn)合格后上崗；非值班人員進(jìn)入供氨站，必須經(jīng)過(guò)值班人員許可，進(jìn)入貯氨區(qū)應(yīng)交出火種，并進(jìn)行登記；禁止讓與工作無(wú)關(guān)人員進(jìn)入供氨站； ○ 11 禁止在供氨站內(nèi)進(jìn)行帶火作業(yè)或能產(chǎn)生火花的工作，氨氣系統(tǒng)進(jìn)行檢修、運(yùn)行操作時(shí)，嚴(yán)禁使用可能產(chǎn)生火花的工器具，應(yīng)使用銅制工器具。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網(wǎng)格 為基材負(fù)載上含有活性成份的載體壓制而成，蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成份混合物整體擠壓成型；波紋狀催化劑外形如起伏的波紋，從而形成小孔。 硝酸尾氣燃料氣氨空氣水封燃燒爐 反應(yīng)器換熱器排氣水封水封 圖 綜合法硝酸尾氣處理工藝 本設(shè)計(jì)采用單機(jī) 組 尾氣處理工藝，各機(jī)組的 SCR 系統(tǒng)分別安裝在該機(jī)組透平膨脹機(jī)之前，為將尾氣溫度從尾氣預(yù)熱器出口的 140℃升高到 180℃進(jìn)入 SCR攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 工藝流程設(shè)計(jì) 15 反應(yīng)器，流程中設(shè)置了尾氣換熱器，在機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中，可利用反應(yīng)器出口的熱凈化氣將 尾氣溫度從 140℃加熱到 180℃；為減少投資，開(kāi)工時(shí)則用開(kāi)工燃燒爐產(chǎn)生的熱凈化氣將尾氣溫度從 140℃加熱到 180℃，反應(yīng)器正常運(yùn)行后，停止開(kāi)工燃燒 爐的運(yùn)行。 SCR 脫硝 工藝方案 設(shè)計(jì) 工藝流程 的 選擇 硝酸尾氣處理一般分為兩種工藝，一種是 綜合法處理硝酸廠尾氣，即 幾套機(jī)組的 尾氣 分別經(jīng)透平機(jī)回收能量后，集中在一套 SCR 反 應(yīng)器處理 ，如 圖 。 ○ 5 設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以最小的經(jīng)濟(jì)代價(jià) 實(shí)現(xiàn)治理目標(biāo)。 (3)尾氣的組成如 表 所示。 為改善 該廠周圍的大氣 環(huán)境質(zhì)量， 本設(shè)計(jì)采用氨選擇性催化還原法處理硝酸尾氣中的 NOx。尾氣組 成如 表 所示 。選擇性催化劑脫硝法，脫硝裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)副產(chǎn)品、運(yùn)行方便、可靠性高、脫硝效率高，可以用來(lái)處理大量煙氣，脫硝率可達(dá) 90%以上。有研究資料表明，如果繼續(xù)不加強(qiáng)對(duì)煙氣中氮氧化物的治理，氮氧化物的總量和在大氣污染物中的比重 都將上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。近幾十年來(lái)，各類環(huán)境問(wèn)題日益突出，已嚴(yán)重制約著人類社會(huì)的有序發(fā)展，對(duì)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展乃至人類的生存提出了嚴(yán)厲挑戰(zhàn)。 NO雖然毒性不大，但是高濃度的 NO 會(huì)引起神經(jīng)中樞障礙，而且它很容易轉(zhuǎn)化為劇毒的 NO2。 其缺點(diǎn)是 ： ○ 1 一定要設(shè)置煙氣再熱系統(tǒng)，增加了投資和運(yùn)行成本。 ○ 3 國(guó)內(nèi)沒(méi)有運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，并且國(guó)外可供參考的工程實(shí)例也較少。 ○ 2 與鍋爐本體獨(dú)立，不影響鍋爐的正常運(yùn)行。 ○ 3 煙氣中含有大量的 SO2，催化劑可以使部分 SO2 氧化，生成難以處理的SO3，并可能與 NH3生成腐蝕性更強(qiáng)的硫酸銨鹽物質(zhì)。 ○ 2 相對(duì)于低粉塵布置和末端布置來(lái)說(shuō)省去了煙氣再熱系統(tǒng)，從而節(jié)省了投資和運(yùn)行成本。目前工程大多采用第 1種布置方式?？臻g速度大，煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間短，則反應(yīng)有可能不完全，這樣氨的逃逸量就大，同時(shí)煙氣對(duì)催化劑骨架的沖刷也大。催化劑價(jià)格上升由幾個(gè)原因構(gòu)成，第一：灰量大，催化劑易腐蝕、堵塞，要解決因灰量造成堵塞和壓降問(wèn)題，唯一有效的辦法就是增加催化劑的孔徑，孔徑大，同樣的有效催化面積條件下的催化劑總體積隨之增大，這種由于孔徑增大導(dǎo)致的體積增加往往是非常可觀的；第二：灰量大，在吹灰間隔中，大部分的催化劑被灰覆蓋，這樣，為了保證惡劣情況下的脫硝率和氨逃逸率，就必須增加催化劑體積，以保證隨時(shí)有足夠的催化劑表面裸露在外面以供吸附 NOx、 NH3；第三：灰量大，催化劑受到?jīng)_刷和腐蝕機(jī)率大大增加，煙氣流速也大，對(duì)催化劑沖刷也厲害。 SCR 氨逃逸會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)嚴(yán)重的 危害： ○ 1 生成硫酸銨鹽造成催化劑與空預(yù)器堵塞與腐蝕，煙攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒 論 8 氣阻力損失增大 ； ○ 2 FGD 廢水及空預(yù)器清洗的氨含量 增大 ； ○ 3 飛灰中的 NH3化合物含量增大，影響飛灰質(zhì)量 ； ○ 4 與煙氣中的 SO3 生成硫酸銨鹽 (NH4HSO4與 (NH4)2SO4)硫酸銨鹽具有腐蝕性和粘結(jié)性。 (4)NH3/NOx摩爾比 ： 氨是還原劑 ， 當(dāng)沒(méi)有 氨噴射時(shí) NOx不會(huì)被轉(zhuǎn)化 ， 而 NOx出口和進(jìn)口濃度相等 ?？偘桃话阋笤诘陀谝欢囟认峦Ｖ箛姲?； ○ 2 冬季時(shí)，稀釋的溫度較低，會(huì)降低空預(yù)器入口的煙氣溫度。因此，最好是維持 O2 含量在 %～ %。 降低磨 損 的措施 ： 一是采用耐腐蝕催化劑材料 ， 對(duì)催化劑頂端進(jìn)行處理從而提高催化劑邊緣硬度 ； 二是利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)流動(dòng)模型優(yōu)化氣流分布 ； 三是在垂直催化劑床層安裝氣流調(diào)節(jié)裝置等方法來(lái)解決 。 催化劑制造商多通過(guò)控制催化劑內(nèi)部孔徑分布和采用適當(dāng)節(jié)距等方法來(lái)減少 CaSO4 對(duì)催化劑的影響 ； ○ 5 催化劑堵塞 ： 催化劑的堵塞主要是由于銨鹽及飛灰的小顆粒沉積在催化劑小孔中 ， 阻礙 NOx、 NH O2到達(dá)催化劑活性表面 ，引 起催化劑鈍化 。 擴(kuò)散進(jìn)入催化劑內(nèi)部孔道中 ， 并在催化劑的毛細(xì)孔中發(fā)生毛細(xì)凝結(jié) ， 或者與催化劑的活性位發(fā)生反應(yīng)從而引起催化劑活性降低 。 ○ 1 燒結(jié) ： 長(zhǎng)時(shí)間暴露于 450℃以上的高溫環(huán)境中可引起催化劑燒結(jié) ， 導(dǎo)致催化劑中 TiO2晶形發(fā)生變化 ， 顆粒增大、表面積減小 ， 活性降低 。 Singoredjo 等 [23]將錳負(fù)載在氧化鋁制備的低溫催化劑在 150℃ 以下有高的 氮 選擇性，但觀察到有副產(chǎn)物 N2O 形成 ， 并且由于存在醋酸鹽與氧化鋁載體之間的交互作用使得該催化劑對(duì)二氧化硫比較敏感。 工業(yè)中常用的催化劑主要是 V2O5/TiO2或 V2O5WO3/TiO2，在 300～ 400℃ 表現(xiàn)出高的 NOＸ 脫除率。 LH 模型假設(shè) NH3和 NOx均吸附在催化劑上，吸附的 NH3與吸附的 NOx進(jìn)行反應(yīng)。催化劑微孔的結(jié)構(gòu)和分布十分復(fù)雜，為了便于催化劑內(nèi)部傳質(zhì)的量化處理，仿照Fick 傳質(zhì)定律，引進(jìn)有效擴(kuò)散系 數(shù)的概念，其定義式是 [18]： ? ?igi CgradDJ ??? gi 其中： giJ － 氣體組分 i 在催化劑內(nèi)部的質(zhì)流密度； giD － 氣體組分 i 的有效擴(kuò)散系數(shù)； iC － 為氣體組分 i 的濃度。 其中， 步驟 ○ 1 、 ○ 7 稱為外傳質(zhì)過(guò)程 ， 步驟 ○ 2 、 ○ 6 稱為內(nèi)傳質(zhì)過(guò)程 ， 步驟 ○ 3 ～○ 5 統(tǒng)稱為表面化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。通過(guò)與煙氣中的 O2反應(yīng)將 V4+OH 氧化為 V5+=O而再生。nsted 酸位 V5+OH有關(guān)， V5+=OH亦與吸附的氨的活性有關(guān)。 Ramis 等 [12]提出了 “ 酰胺 氮化酰胺 ” 原理，認(rèn)為 NH3吸附在 Lewis 酸位從而活化后生成酰胺物種，同時(shí)導(dǎo)致催化劑活性點(diǎn)的減少。氨吸附在 Br246。 SCR 脫硝反應(yīng)機(jī)理研究 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，很多研究者對(duì)釩基催化劑的 SCR 反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了研究，取得了重要的成果。大慶石化總廠化肥廠、川化集團(tuán)公司、北京燕山石化公司合成橡膠廠和福建漳州電廠等也從國(guó)外引進(jìn)了 SCR 裝置 [8]。日本有 93%以上的廢氣脫硝采用 SCR，運(yùn)行裝置超過(guò) 300 套。 選擇性非催化還原技術(shù)是指在不使用催化劑的情況下，在爐膛煙氣溫度適宜處 (850～ 1050℃ )噴入氨或尿素等含氨基的還原劑，將煙氣中的 NOx還原為 N2和H2O。 (2)NOx的治理技術(shù) 世界各國(guó)開(kāi)發(fā)的燃煤煙氣治理技術(shù)種類比較多，按脫除機(jī)理不同，主要分成兩大類，即 等離子體過(guò)程治理技術(shù) [4]和 傳統(tǒng)煙氣治理技術(shù)。 煙氣脫硝研究 現(xiàn)狀 (1)NOx的種類及形成 氮氧化物 (NOx)是鍋爐排放氣體中的有害物之一。 有研究院資料表明 [2]，如果繼續(xù)不加強(qiáng)對(duì)煙氣中氮氧化物的治理，氮氧化物的總量和在大氣污染物中的比重都將上升，并有可能取代二氧化硫成為大氣中的主要污染物。 關(guān)鍵詞 選擇性催化還原 ， 換熱器 ， 開(kāi)工燃燒爐， 反應(yīng)器 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ABSTRACT II ABSTRACT It is great harmful for the environment by the emission of NOx， while selective catalytic reduction is the most widely used and the most mature denitration the design used the ammonia selective catalytic reduction processing by four SCR reactor for denitration processing and four heat exchanger according to the characteristics of nitric acid tail gas that factory discharged， and each unit had the capacity for 11560Nm3/ whole denitration process with the technological process had been identified first， then sizes of each equipment had been caculated through either the material balance or heat balance on the basis of the primary data and the quantity of the exhaust gas per hour with the result of that： the diameter of the SCR reactor which has 1500mm height of catalyst betd was 1000mm； the diameter of the heat exchanger was 1000mm and 240 heat exchange tubes was 2800mm length with the diameter for 38mm； the diameter of the mencement furnace was 600mm and the height was the cost of construction was million yuan and the operation expenses was million yuan per ton of NOx. Through holding the whole process and the calculation of the equipment， the graph paper of flowcharts、 SCR reactor equipment、 the heat exchanger equipment and plant layout had been draw out finally. Keywords Selective catalytic reduction， heat exchanger， mencement furnace，the reactor 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目 錄 i 目 錄 摘 要 ...............................................................................................................................I ABSTRACT ................................................................................................................. II 1 緒 論 ....................................................................................................................... 1 煙氣脫硝研究現(xiàn)狀 .......................................................................................... 1 SCR 脫硝反應(yīng)機(jī)理研究 ........................................................................