【正文】 氨氣稀釋。液氨緩沖槽應能滿足為 SCR 系統(tǒng) 供應穩(wěn)定的氨氣，避免受蒸發(fā)槽操作不穩(wěn)定所影響。 100％容量設計，并至少留有 5％的設計裕量。在氨氣出口管線上應裝有溫度檢測器，當溫度過低時切斷液氨，使氨氣至緩沖槽維持適當溫度及壓力，蒸發(fā)槽也應裝有安全閥，可防止設備壓力異常過高。液 氨蒸發(fā)所需要的熱量采用蒸汽加熱來提供熱量。為保證氨的不間斷供應，供氨泵應采用一用一備。儲槽應有防太陽輻射措施，四周安裝有工業(yè)水噴淋管線及噴嘴，當儲槽槽體溫度過高時自動淋水裝置啟動，對槽體自動噴淋減溫；當有微量氨氣泄露時也可啟動自動淋水裝置，對氨氣進行吸收，控制氨氣污染。 儲槽上應安裝有超流閥、逆止閥、緊急關斷閥和安全閥為儲槽液氨泄漏保護所用。 液氨貯罐 液氨貯罐的容量，應按照鍋爐 BMCR 工況，在設計條件下，連續(xù)運行 7天的最大消耗量考慮。液氨卸完后，將軟管內(nèi)剩液排入氨稀釋罐。氨系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋槽中，經(jīng)水的吸收排入廢水池，由廢水泵送至廠區(qū)廢水池內(nèi)。此套系統(tǒng)提供氨氣供脫硝反應使用。 液氨儲存制備系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機、液氨貯罐、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、廢水泵、 廢水池等。 還原劑儲存制備系統(tǒng) 液氨法 系統(tǒng)概述 本工程如采用液氨來制備脫硝還原劑，儲存與供應系統(tǒng)按省煤器出口 NOx 濃度為350mg/Nm3，脫硝效率 72%設計。（最終以尿素貯存布置詳圖進行規(guī)劃確定）。 脫硝液氨儲存區(qū)四周設有消防通道，部分利用廠區(qū)已有道路，另需新建 4m寬混凝土道路約 100m。 方案一：采用液氨方案 脫硝液氨儲存區(qū)尺寸 ，布置在生活污水泵房和地理式生活污水處理設中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 32 頁 施以東，汽車卸煤溝西側(cè)區(qū)域，規(guī)劃用地面積約 。廠區(qū) 由北向南采用升壓站、空冷平臺、主廠房三列式布置。 廠區(qū)總平面布置 廠區(qū)橫軸線平行于廠址南側(cè)的天然氣管線，電廠建筑坐標與 1954 年北京坐標系北偏東 37176。 脫硝改造工程設想 總平面布置 電廠位置 中鋁蘭州分公司 3x300MW 自備電廠工程位于甘肅省蘭州市紅古區(qū)平安鎮(zhèn)崗子村，現(xiàn)中鋁蘭州分公司 連海 廠區(qū) 西北約 處。地處蘭州市區(qū)的大唐西固熱電廠、國電范萍電廠脫硝已投運，還原劑均為液氨，供應單位是蘭州市一些小化工企業(yè)，產(chǎn)量有限，故本工程液氨來源需進一 步落實。 還原劑來源及運輸 電廠本期脫硝液氨用量為 1890t/a，尿素用量為 3326t/a。 103 kg 690 2070 還原劑采用尿素方案 三臺機組脫硝劑 (尿素 )的消耗量如下 (B－ MCR 工況 )： 中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 31 頁 項 目 單位 數(shù)量（一臺爐） 數(shù)量（三臺爐） 每小時尿素的消耗量 kg 203 609 每天尿素的消耗量 (20小時 ) kg 4060 12180 每年尿素的消耗量 (6000小時 ) 179。 催化劑單元裝載用電動吊具，一臺鍋爐 1套。 氨的稀釋空氣供應裝置 為噴氨安裝 2 臺稀釋空氣風機，一運一備，滿足稀釋空氣的供應要求。 氨氣 /煙氣混合器置于 AIG(氨注入柵格 )的下游以保證氨氣的完全混合。每根支管都有一個流量調(diào)節(jié)閥、節(jié)流孔以及壓力計的閥門連接。 設備選擇 SCR 反應器 煙氣流方向 垂直 材料 碳鋼 反應器總數(shù) 2套 /爐 觸媒總層數(shù) 2（初始層） +1（預備層） =3 脫硝催化劑 項 目 單 位 規(guī) 格 型式 蜂窩或板式 活性溫度范圍 310～ 420 加裝附加層年數(shù) 年 3 加裝附加層所需時間 天 10 加裝附加層到更換第一次更換催化劑時間 年 4 更換一層催化劑所需時間 天 10 煙氣流速 m/s AIG(氨注入柵格 )及氨 /煙氣混合器 中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 30 頁 氨注入柵格包含有注射噴嘴的集管和支管。 稀釋組件 —— 配有稀釋空氣風機，產(chǎn)生氨 /空氣混合氣體。 本工程擬采用電動起重機方案。 催化劑填裝系統(tǒng) 中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 29 頁 采用以下兩種方法可將催化劑模塊移到催化劑層的安裝平臺： 1）起重機：使用提升繩將催化劑連接到起重機，提升至高出目標平面，并利用起重機將催化劑移到裝料門。每個催化劑層都設有人孔，在停運時允許進入檢查催化劑模塊。 SCR 反應器被固定在中心并可向外膨脹，產(chǎn)生最小的水平膨脹位移。脫硝系統(tǒng)自帶煙氣 接口處的膨脹節(jié)以吸收鍋爐膨脹量，連接煙道的部分重量需由鍋爐鋼架支撐。 設備描述 煙道系統(tǒng) 鍋爐省煤器出口煙氣進入 SCR 系統(tǒng)，經(jīng)過 SCR 處理的煙氣進入鍋爐空氣預熱器、靜電除塵器和引風機，最后進入 FGD 系統(tǒng)。 SCR 反應器操作溫度為： 280～ 410℃，當煙氣溫度過高或過低時，系統(tǒng)立即切斷氨氣供給。煙氣中的氮氧化物通常由 95%的 NO 和 5%的 NO2組成，化學反應式如下： 4NO+4NH3+O2 4N2+6H2O 4NH3+2NO2+O2 3N2+6H2O 系統(tǒng)描述 自氨儲存區(qū)的氨氣與稀釋風機來的空氣通過氨 /空氣混合器充分混合，混合氣體進入氨注入格柵及氨 /煙氣混合器與 鍋爐尾部煙氣充分混合，混合煙氣經(jīng)過整流后，進入SCR 反應器，在 SCR 反應器內(nèi)氨與氮氧化物反應生成氮氣和水。 綜上所述，在還原劑制備工藝的選擇上，只要能在安全性評估、環(huán)評認證及危險化中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 28 頁 學品運輸方面獲得相關支持性文件，采用液氨法在經(jīng)濟性、系統(tǒng)維護方便性方面大大優(yōu)于尿素分解法， 本可研建議使用液氨作為 SCR脫硝系統(tǒng)的還原劑。還應在后期工作中向危險化學品使用登記機構(gòu)進行登記注冊，取得危險化學品使用登記證。但液氨和氨水都是有毒物質(zhì)，其運輸和儲存都屬于重大危險源，具 有較大的安全風險。在脫硝還原劑制備工藝的選擇上應充分比較安全性、經(jīng)濟性、系統(tǒng)維護方便性及環(huán)保要求等方面的因素。 還原劑選擇 脫硝 SCR 工藝的還原劑為氨氣，一般通過液氨蒸發(fā)或由氨水、尿素間接制備獲得。通常在燃煤鍋爐高粉塵段布置中多采用板式和 蜂窩式催化劑，而且本工程的燃燒煤中含灰量不大，板式和蜂窩式催化劑均可以采用。但由于蜂窩催化劑與煙氣接觸的邊界較多，因而比板式催化劑更容易堵塞。高粉塵含量時選擇大節(jié)距的結(jié)構(gòu)，以減少催化劑被粉塵堵塞的發(fā)生。 蜂窩式催化劑的相鄰蜂窩孔隙的中心距，即節(jié)距。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(jié)構(gòu)也較小。蜂窩式催化劑的比表面積比板式催化劑大。 表 不 同型式催化劑的特性比較 比較項目 板式 蜂窩式 波紋型 基材成型 不銹鋼金屬網(wǎng)板 整體擠壓成型 陶瓷纖維 或玻璃纖維 比表面積 ○－ ○ ○＋ 通流面積 ○＋ ○ ○－ 活性系數(shù) ○－ ○ ○＋ 抗堵塞性 ○＋ ○－ ○－ 抗粉塵沖刷性 ○ ○－ ○＋ 吹灰器頻率 ○＋ ○－ ○－ 壓力損失 ○－ ○ ○＋ 抗 SO2/SO3轉(zhuǎn)化率 ○＋ ○ ○ 抗熱沖擊性 ○＋ ○ ○－ 單位體積模塊重量 ○－ ○ ○＋ 中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 27 頁 整 體脫硝效率 ○＋ ○＋ ○＋ 被其他催化劑替換 ○＋ ○ ○－ 備注： ○＋ 性能好； ○性能尚可； ○－ 性能差。波紋型催化劑也存在上下兩個催化劑籃子之間的縫隙容易積灰的問題。其壁厚小，重量最輕，比表面積最大，內(nèi)部微孔多，單位體積的活性最高，相同脫硝效率下的催化劑體積最小。 波紋型：波紋狀催化劑是目前市場占有份額最低的一種催化劑 (約占 5%)，多用于燃氣機組。適用于燃煤鍋爐的催化劑節(jié)距約為 ～ ，比表面積大（ 410 m2/m3～ 539 m2/m3），單位體積的催化劑活性高，相同脫硝效率下所用催化劑的體積較小，適合于灰含量較低且粘性小的環(huán)境。但因其比表面積?。?280 m2/m3～ 350m2/m3），單位體積的催化劑活性低，中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 26 頁 要達到相同的脫硝效率，需要安裝較多體積的催化劑。 催化劑的結(jié)構(gòu)、形狀隨它的用途而變化，根據(jù)催化 劑的外觀形狀，可分為平板型、蜂窩型與波紋狀等三種（圖 41）： 圖 51 三種型式的催化劑 平板型：板式催化劑以金屬板網(wǎng)為骨架，以 TiMoV 為主要活性材料，采取雙側(cè)擠壓的方式將活性材料與金屬板結(jié)合成型。 處于氧化態(tài)的金屬元素如釩、鉬、鎢都可以對反應起到催化作用， SCR催化劑的載體可以是氧化鈦、沸石、氧化鐵或活性炭。由于采用了催化劑，可以使 NOx 與氨之間的化學反應在較低的溫度下進行，并且可以獲得更高的還原劑利用效率。本工程推薦采用在鍋爐省煤器與空預器之間引接煙道，送風機室支架上方布置 SCR脫硝裝置的方案。 《火力發(fā)電廠煙氣脫硝設計技術規(guī)程》征求意見稿中提出“對要求脫硝效率≥ 40%的機組，宜采用 SCR 煙氣脫硝工藝。由于催化劑用量減少， 聯(lián)合 SNCR/SCR 技術更適合含灰量高，脫硝效率要求較高的情況。在 SNCR 反應過程中產(chǎn)生的氨泄漏可以作為部分或全部的下游 SCR 反應的還原劑，因此 SNCR 過程無需考慮氨泄漏的問題，相對于獨立的 SNCR 可以進一步提高其 NH3/NOx 摩爾比，這樣就進一步提高了 SNCR 過程的脫硝效 率。 SNCR/SCR混合煙氣脫硝技術是集合了 SCR與 SNCR技術的優(yōu)勢而發(fā)展起來的一種比較高效的煙氣脫硝技術，在 SNCRamp。上述反應溫度可以在 300～ 400℃之間進行，該溫度相當于省煤器與空氣 預熱器之間的煙氣溫度。 SCR 反應器通常布置在鍋爐省煤器和空氣預熱器之間（高含塵區(qū)布置）。 SNCR 技術的原理是在鍋爐內(nèi)適當溫度（一般為 900～ 1100℃）的煙氣中噴入尿素或氨等還原劑，將 NOX還原為無害的 N H2O。 脫硝方案選擇 系統(tǒng)選擇 目前電廠脫硝方法主要有選擇性催化還原法（ SCR）和非選擇性催化還原法（ SNCR）以及在二者基礎上發(fā)展起來的 SNCR/SCR 聯(lián)合煙氣脫硝技 術。本次脫硝改造工程，為了達到國家要求的 排放標準，首先考慮進行鍋爐燃燒器改造，經(jīng)與哈爾濱鍋爐有限公司、煙臺龍源電力技術股份有限公司、甘肅宏發(fā)電力工程技術有限公司等聯(lián)系配合后得出：鍋爐燃燒器改造后，鍋爐出口 煙氣 NOX 質(zhì)量濃度 排放值大約中國 鋁業(yè)股份有限公司 蘭州分公司 自備電廠 脫硝改造工程 可行性研究報告 可行性研究設計階段 第 24 頁 300mg/Nm3。擬建廠區(qū) 屬建筑抗震有利地段。因此， 可以認為擬選廠址處于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造相對穩(wěn)定的地塊，適宜建廠。 區(qū)域內(nèi)的斷裂帶距離廠址較遠（一般均大于 20km ），對廠址穩(wěn)定性影響不大。新構(gòu)造運動主要表現(xiàn)為振蕩性抬升，加上大通河、湟水河不斷下切，逐漸形成了河流兩岸的多級階地，其中 Ⅳ 級階地高出現(xiàn)代河床 100～ 130m。以 廠址 為中心 150km半徑范圍內(nèi)，廠址以北為龍首山、圖蘭泰山，以南為西傾山，以西為日月山、扎馬日根山，以東為六盤山廣大地域。 廠區(qū)場地土對混凝土結(jié)構(gòu)具有強腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具中腐蝕性；灰場場地土對混凝土結(jié)構(gòu) 具強腐蝕性，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋具強腐蝕性。 廠區(qū)地下水條件 廠區(qū)地下水受渠水、灌溉水、地層透鏡體的影響，條件十分復雜，一般潛水