【正文】 降低氨耗量。 采用液氨法和氨水法制備還原劑具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、維護(hù)方便等特點(diǎn)，但液氨和氨水都是有毒物質(zhì)，其運(yùn)輸和儲(chǔ)存都屬于重大危險(xiǎn)源，具有較大的安全風(fēng)險(xiǎn) 。在較大城市、人口密集、和靠近飲用水源的地方，越來越多的電廠脫硝系統(tǒng)開始傾向于選用安全的尿素作為還原劑。 尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)利用高溫空氣 或煙氣作為熱源，將霧化的尿素水溶液迅速分解為氨氣，低濃度的氨氣作為還原劑進(jìn)入煙道與煙氣混合后進(jìn)入 SCR反應(yīng)器，在催化劑的作用下將氮氧化物還原成無害的氮?dú)夂退? 袋裝尿素顆粒儲(chǔ)存于尿素儲(chǔ)備間，由斗提機(jī)輸送到溶解罐里，用去離子水將干尿素溶解成質(zhì)量濃度 40%~60%的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲(chǔ)罐。尿素溶液經(jīng)由循環(huán)傳輸裝置、計(jì)量分配裝置、霧化噴嘴等以霧化狀態(tài)進(jìn)入絕熱分解室內(nèi)高溫下分解，生成 NH H2O和 CO2，分解產(chǎn)物通過氨氣噴射格柵噴入脫硝系統(tǒng)前端煙道 。 ： 使用安全的尿素，且易于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，無危險(xiǎn)源建設(shè)、運(yùn)行、管理的困擾；占地面積小，周圍不需要大距離的防火安全間距；與尿素水解相比，投資與運(yùn)行費(fèi)用相當(dāng)，但不需要壓力容器，安全性更高；精確計(jì)量，調(diào)節(jié)控制容易，響應(yīng)速度更快；分解完 全，熱解爐能將尿素溶液完全分解為還原劑；熱源可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇性的組合。 表 1 天然氣成分 天然氣成分 單位體積含量 CH4% C4H6 % C3H8 % C4H10 % C5H12 % CO2 % N2 % H2S mg/ Nm3 He % 表 2 煙氣脫硝裝置入口煙氣參數(shù) 項(xiàng) 目 單位 數(shù)值 煙氣量 kg/ s 548198 SCR 入口煙氣溫度 ℃ 354130 SCR 前煙氣靜壓 Pa 3114 煙氣成分 O2 % N2 % Ar % SO2 % 0 H2O % CO2 % NOX ppmvd 25 (15 %O2) 性能要求 本項(xiàng)目煙氣脫硝裝置主要性能要求見表 3主要性能要求 ： 序號(hào) 名 稱 單位 數(shù)值 1 NOX 脫除率 % ≥ 50 2 NH3 逃逸率 ppm ≤ 3 ppm 3 SO2/ SO3 轉(zhuǎn)化率 % ≤ 1 % 4 催化劑壽命 h ≥ 24 000 5 脫硝裝置壓力損失 Pa ≤ 250 工藝流程 目前常用的脫硝技術(shù)可分為燃燒過程中脫硝和燃燒后煙氣脫硝 ,燃燒過程中脫硝是在燃燒過程 中抑制 NOX 生成 ,主要有分級(jí)燃燒、燃料再燃、濃淡偏差燃燒、低過剩空氣燃燒和煙氣再循環(huán)等 。經(jīng)比較分析 ,本項(xiàng)目脫硝方案選用 SCR 法煙氣脫硝工藝 ,由于項(xiàng)目所在地位于北京市四環(huán)之內(nèi) ,綜合考慮還原劑的消耗量和不同還原劑的運(yùn)輸和安全成本 ,本項(xiàng)目還原劑選用20 %(質(zhì)量 ) 濃度的氨水。運(yùn)氨槽車運(yùn)來的 20 %濃度的氨水通過氨水卸載泵卸載到氨水儲(chǔ)罐中儲(chǔ)存 ,氨水儲(chǔ)罐中的氨水經(jīng)氨水計(jì)量泵送到蒸發(fā) / 混合器中被從催化劑層后抽取的再循環(huán)高溫?zé)煔庹舭l(fā)并與再循環(huán)煙氣混合后通過噴氨 格柵均勻的噴入到余熱鍋爐催化劑層上游 。 主要設(shè)備選型 本項(xiàng)目余熱鍋爐煙氣脫硝裝置主要設(shè)備有氨水卸載泵、氨水儲(chǔ)罐、氨水計(jì)量泵、蒸發(fā) / 混合器、噴氨格柵、煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)、催化劑等。 運(yùn)行情況 本項(xiàng)目脫硝裝置 隨主機(jī)整體工程于 2020 年 3月上旬建成后于 3 月底和 4 月初對(duì)單個(gè)設(shè)備進(jìn)行了調(diào)試 ,并于 2020 年 4 月 13 日鍋爐機(jī)組啟動(dòng)后對(duì) 1 爐脫硝裝置進(jìn)行了整體啟動(dòng)和調(diào)試 ,脫硝裝置一次啟動(dòng)成功運(yùn)行 ,各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到設(shè)計(jì)值 ,脫硝效率達(dá)到了 %。到目前為止 ,本項(xiàng)目?jī)膳_(tái)機(jī)組脫硝裝置均運(yùn)行良好 .如果機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)按 3 500 h計(jì)算 ,兩臺(tái)機(jī)組每年可減排 NOX 約 30818 t ,可有效控制 NOX 排放 ,保護(hù)環(huán)境?；谠O(shè)計(jì)條件和性能要求 ,本脫硝裝置的主要費(fèi)用包含初建費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用、運(yùn)行人員管理費(fèi)用等 ,各項(xiàng)費(fèi)用說明如下。對(duì)于水耗 ,本脫硝裝置使用 20 %濃度氨水 ,通常不消耗水 ,此處不計(jì)算水耗 。對(duì)于催化劑消耗 ,考慮到催化劑化學(xué)壽命為 24 000 h ,每隔 6～ 7 年更換一層為消耗材料 ,本經(jīng)濟(jì)分析將此項(xiàng)列入運(yùn)行費(fèi)用。運(yùn)行人員管理費(fèi)用包含脫硝裝置運(yùn)行維護(hù)人員的工資、福利等。 表 5 經(jīng)濟(jì)分析表 項(xiàng)目 單位 技術(shù)參數(shù) 數(shù)值 備注 煙氣量 kg/ s 548198 SCR 入口煙氣溫度 ℃ 354130 NOX 濃度 ppmvd 25(15 %O2) NOX 脫除效率 % 50(15 %O2) SO2/ SO3 轉(zhuǎn)化率 % 1 NH3 逃逸率 ppm 3 催化劑耗量 m3 31 24 000 小時(shí) 初建費(fèi)用 初建總費(fèi)用 萬元 含首裝催化劑 折算年均初建費(fèi)用 萬元 / 年 運(yùn)行費(fèi)用 年利用小時(shí) 數(shù) h/ 年 3 500 年氨水消耗量 t/ 年 年氨水消耗費(fèi)用 萬元 / 年 年電耗量 kWh/ 年 210 000 年電耗量費(fèi)用 萬元 / 年 年折算催化劑費(fèi)用 萬元 / 年 年總運(yùn)行費(fèi)用 萬元 / 年 設(shè)備維護(hù)費(fèi)用 萬元 / 年 運(yùn)行人員管理費(fèi)用 萬元 / 年 24 平均年總消耗費(fèi)用 萬元 / 年 年發(fā)電量 kWh/ 年 700 000 000 折算每度電脫硝用 分 / kWh 工程應(yīng)用重點(diǎn)考慮 燃?xì)庥酂徨仩t SCR 法煙氣脫硝與常規(guī)火電廠燃煤鍋爐或工業(yè)鍋爐 SCR 法煙氣脫硝工藝原理相同 ,但由于余熱鍋爐脫硝用的催化劑布置在余熱鍋爐爐內(nèi) ,工程設(shè)計(jì)還是有較大區(qū)別 ,對(duì)于余熱鍋爐脫硝在工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。目前常用于煙氣脫硝的噴氨混合裝置主要有渦流混合裝置、靜態(tài)混合器和噴氨格柵。靜態(tài)混合器混合距離較小 ,但引起的煙氣阻力大 。 （ 2） 噴氨裝置的位置 根據(jù)余熱鍋爐結(jié)構(gòu)型式 ,噴氨裝置可布置在鍋爐入口喇叭口段 ,也可布置在爐內(nèi)催化劑前的換熱模組之間。噴氨裝置布置在爐內(nèi)催化劑前的換熱模組之間時(shí) ,對(duì)噴氨裝置的材料要求較低 ,氨分布易于調(diào)整 ,能較好的滿足機(jī)組負(fù)荷波動(dòng)的影響 ,但要求噴氨裝置與催化劑之間有一定的混合距離 ,加長(zhǎng)了爐內(nèi)煙道。 （ 3） 催化劑選型 催化劑從其型式上主要分為平板式、波紋板式和蜂窩式 ,不同類型的催化劑有其各自的特點(diǎn) ,燃?xì)庥酂徨仩t的煙氣條件較好 ,煙氣比較清潔 ,適合于選用比表面積大、活性高的催化劑。綜合比較 ,催化劑可優(yōu)先選用波紋板式或蜂窩式。最初由美國(guó)的 Exxo rl公司發(fā)明，并于 1974年在日本成功的工業(yè)化應(yīng)用。一般 SNCR技術(shù)脫硝率約 30一 50％。這種技術(shù)的不足之處就是 NOx的脫除效率不高，氨逃逸比較高。但對(duì)于中小型機(jī)組或老機(jī)組改造，由于它在經(jīng)濟(jì)性能方面的優(yōu)勢(shì)，仍不 失其吸引力。通常在爐膛內(nèi)噴射還原劑，但還原 NOX的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感，反應(yīng)溫度窗口的選擇是 SNCR還原 NOx效率高低的關(guān)鍵之一，溫度窗口取決于煙氣組成、煙氣速度梯度、爐型結(jié)構(gòu)等差數(shù)。 SNCR工藝技術(shù)的關(guān)鍵就在于，還原劑噴入系統(tǒng)必須盡可能地將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效溫度窗區(qū)域內(nèi)，即盡可能的保證所噴入的還原劑在合適的溫度下與煙氣進(jìn)行良好的混合，這樣一方面可以提高還原劑利用率，另外一方面可以控制獲得較小的氨 逃逸。 SNCR 的缺點(diǎn)是脫硝效率相對(duì)較低，通常大型鍋爐的 SNCR 脫硝效率在 40%以下。 SNCR脫硝技術(shù)在中小型工業(yè)鍋爐中的應(yīng)用 以廣州某紡織印染有限公司 75T／ h燃煤鍋爐 SNCR脫硝改造 工藝選定 對(duì)于 NOx的減排控制， 可以根據(jù) Nox的產(chǎn)生過程，采用鍋爐燃燒優(yōu)化調(diào)整和燃燒后尾部煙氣處理 (SNCR)相結(jié)合的方式對(duì)煙氣中的含氮?dú)怏w進(jìn)行凈化處理。反應(yīng)的停留時(shí)間、反應(yīng)區(qū)內(nèi)的溫度、基線 NO。 （ 2） 保證脫硝效果的措施采用新型還原劑注入器，使用壓縮空氣作為霧化介質(zhì)，液滴尺寸合理、分布均勻，與煙氣中的 NO。 （ 1） 還原劑制備儲(chǔ)存系統(tǒng)還原劑：脫硝系統(tǒng)采用固體尿素顆?，F(xiàn)場(chǎng)配制成的 40％ (wt)尿素水溶液作為還原劑，經(jīng)稀釋后的尿素溶液噴入鍋爐煙氣中進(jìn)行脫硝反應(yīng)。 尿素溶解熱源：尿素在水溶液中的溶解過程屬于吸熱過程，在溶解過程中需要吸收大垃的熱量。 它的 主要設(shè)備包括：臺(tái)斗式提升機(jī)、尿