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220t/h煤粉汽锅高浓度 NOx烟气SCR脱硝工程设想及利用

由来: 河北新中金环境科学股分无限卡厂家 原作者:梁 磊 敲定时间日期:2019-06-27 11:20:42
 择要: 取得联系 220 t/h 煤粉汽锅尾气 SCR 脱硝建筑工作事列,特定浅论了氨水存贮及提前录取标准、氨水蒸发器标准、SCR 呈现器等制作工艺施工工艺及相干配置挑选材料选择,阐发了标准旋转优秀成效十分实惠性。优秀成效标记,SCR 呈现器入口处 NO x 好品格质量质量密度为 782~796 mg/Nm 3 ,NH 3 /NO x 摩尔比值 0. 93 时,出入口可降下来 71~88 mg/Nm 3 ,脱硝恳求效力都可以达到 88. 9%~91. 0%,肇事氨好品格质量质量密度为 0. 8~1. 3mg/Nm 3 ,SCR 法除高好品格质量质量密度 NO x ,都可以只不过知足健康排放口恳求,若用作火电站低好品格质量质量密度 NO x 的法除,实惠盈利能力强烈,均可为相同建筑工作建议及借助生产商对比。
 
最近几年来,雾霾气候频发,严峻影响了人们的糊口。环保排放规范日趋严酷,燃煤电厂汽锅发生的NO x 占煤熄灭发生总量的 40%以上,NO x 的管理势在必行。SCR 脱硝工艺成熟,脱硝效力高,在燃煤电厂已获得大范围利用。SCR 脱硝工艺遍及接纳液氨减压加热获得气态氨复原剂 [1-4] ,液氨是有毒化学品,出产场合跨越 10 t 时,按 GB18218—2009 《严重危险源辨识》中划定属于严重危险源,其运输和储存均有严酷请求,且利用资历证书审批难度愈来愈大。为消弭液氨存储及运输可以或许带来的危险,接纳低品质浓度氨水加热蒸发制取气态氨工艺,在都会电厂中逐步代替液氨法而获得推行。SCR 脱硝工艺用于低品质浓度 NO x (<450 mg/Nm 3 )脱除的相干报道较多 [5-9] ,而用于高品质浓度 NO x(>500 mg/Nm 3 ) 脱除的研讨较少。本文以 220 t/h煤粉汽锅烟气 SCR 脱硝工程为例,选用 20%的氨水加热蒸发获得气态氨,复原烟气中高品质浓度NO x ,获得较好利用成果。
 
1 工程概略
江苏某电厂新建 220 t/h 煤粉汽锅,烟气含有大批的 NO x 无害成份,按有关情况评估请求,需配套烟气脱硝拆卸,工艺参数如表 1 所示。原烟气NO x 品质浓度为 800 mg/Nm 3 摆布,脱硝后需降至100 mg/Nm 3 以下,脱硝效力需达到 87. 5%以上,知足 GB13223—2011 《火电厂大气净化物排放规范》的排放请求。
220 t/h 汽锅工艺参数
         今朝,用于燃煤汽锅烟气脱硝的支流工艺有SNCR (挑选性非催化复原) 和 SCR (挑选性催化复原) 2 种。SNCR 工艺[10-12] 是直接或直接接纳气态氨与烟气中的 NO x 在 850~1100 ℃炉内低温区发生脱硝反映,脱硝效力受汽锅品种、布局、烟气温度、反映逗留时辰等身分影响较大,合用于 NO x 品质浓度不高的燃煤轮回流化床汽锅烟气脱硝。煤粉汽锅与轮回流化床汽锅比拟,炉膛出口省去了旋风分手器,烟气低温段逗留时辰较短,脱硝反映时辰缺乏 0. 5 s,脱硝效力较低,不适合选用 SNCR 脱硝工艺。SCR 脱硝工艺[13-14] 是在省煤器出口 320~420 ℃的中温区,氨与烟气中的 NO x 在催化剂感化下发生脱硝反映,公道安排催化剂层,分配复原剂放射量,脱硝效力可以或许达到 90%以上。是以,本工程选用 SCR 脱硝工艺,复原剂为 20%氨水溶液,经蒸发器改变为气态氨后,喷入 SCR 反映器入口烟道,紧缩氛围接自厂内仪用紧缩氛围气源,SCR反映器接纳 3+1 形式设想,预留 1 层催化剂的地位。
氨水储存及保送体系
2 工艺体系
         SCR 脱硝工艺首要包含氨水储存及保送体系、氨水蒸发体系和 SCR 反映器等,体系装备、管道、阀门、仪表等需按照烟气工况前提或介质特征公道选型选材。
 
2. 1 氨水储存及保送体系
         氨水储存及保送体系如图 1 所示,20%氨水溶液由罐车运至氨水罐四周,经卸氨泵送至氨水罐。斟酌体系 5 天的氨水用量,氨水罐规格设想为 4. 5m×5 m。卸氨泵选用氟塑料泵,流量 80 m 3 /h,扬程 15 m,1 h 内可将氨水罐注满。N5 为氨水入口,设在罐体底部,若设想太高,卸氨进程中,氨水震动较大,挥发出大批气态氨,罐体内压力增大,短时辰内不能泄压,发生罐体收缩变形乃至可以或许粉碎罐体的危险。氨水罐设排污口 N1 和人孔门 M,便于罐体洗濯和检验。N2、N3 为磁翻板液位计接口,液位旌旗灯号经 DCS 体系处置后,数值显现于LCD 画面上,可长途监控。氨水罐顶部 N6 为呼吸阀接口,用于均衡罐体内气体分压。氨水罐出口毗连氨水保送泵,选用立式多级离心泵,304 不锈钢材质,流量 1 m 3 /h,扬程 100 m,共 2 台,1 用 1备,接纳变频器节制完成流量调理。氨水保送泵入口管路设球阀和 Y 型过滤器,球阀用于泵体切换,Y 型过滤器为 30 目,可过滤大颗粒杂质。氨水保送泵出口设电动调理阀,阀体两侧设球阀,同时设置旁路管道,可完成电动调理阀在线检验。2 台氨水保送泵出口共用 1 根母管,母管上设压力表、回流管道、电磁流量计及宁静阀,调理为必然流量的氨水进入蒸发器。氨水罐、管道、阀门、过滤器、流量计、压力表等均为 304 不锈钢材质。
氨水蒸发体系
2. 2 氨水蒸发体系
         氨水蒸发体系如图 2 所示,20%氨水进入双流体喷枪,在压力 0. 6~0. 8 MPa 感化下,雾化成粒径为 30~70 μm 的液滴,由上至下喷入蒸发器内,与蒸发器下部逆流而上的 70~130 ℃汽锅一次风打仗蒸发出气态氨。蒸发出的气态氨进入缓冲罐,压力不变在 0. 1~0. 2 MPa,与浓缩风机供应的氛围在夹杂器中浓缩为 5% (体积分数) 的夹杂气体,送至喷氨格栅,喷入 SCR 反映器入口烟道。浓缩风机设 2 台,1 用 1 备,风量 3000 Nm 3 /h,全压6000 Pa。蒸发器缓和冲罐均设有温度和压力测点,温度经由进程一次风供应量调剂,确保蒸发器内温度节制在 40~60 ℃,压力跨越 0. 3 MPa 时,主动堵截氨水供应。SCR 脱硝反映气态氨用量约 122 kg/h,蒸发器的气化才能按体系用氨量设想,留有必然余量。氨水蒸发进程中每小时发生约 487 kg 废水,含有少许未蒸发完整的氨从蒸发器底部排入废池塘,经废水泵送至废水处置体系。废池塘按 1 天的储量设想,规格为2 m×2 m×3 m,接纳公开式钢筋混凝土布局。废水泵设 2 台,1 用 1 备,泵壳及叶轮均为高份子聚乙烯材质。
 
2. 3 SCR 反映器
         SCR 反映器首要由收支口烟道、反映器及催化剂等构成,如图 3 所示。省煤器出口烟气温度360 ℃摆布,为 SCR 脱硝反映较为抱负的温度。省煤器出口烟气经烟道进入 SCR 反映器,烟道上部设 3 层喷氨格栅,喷氨格栅为主管毗连支管,支管散布喷嘴,5%气态氨与烟气开端夹杂,经反映器上部的整流器散布平均后,NO x 与 NH 3 在催化剂感化下发生脱硝反映。催化剂接纳 3+1 形式设想,预留 1 层催化剂层的地位。催化剂为蜂窝式模块布局,规格为 1910 mm×970 mm×1300 mm,每层共21 个模块,7 行 3 列矩阵式安排,摆放于反映器外部的支持梁上。反映器规格为 6950 mm×5990 mm×12 120 mm,空塔烟气流速约 4. 6 m/s,烟道截面尺寸为 6950 mm×1840 mm,烟气流速约 15 m/s。反映器及烟道本体均接纳 6 mm 厚钢板建造,Q345B 材质,接纳表里复合粗大支持增强,全体牢固于钢布局框架上。为弥补运转进程中发生的热位移,避免反映器和烟道给钢架和根本增添额定载荷,反映器与省煤器和氛围预热器之间的毗连烟道均设低温金属收缩节。SCR 反映器中烟气粉尘含量较高,属高尘区,大批粉尘淤积可以或许梗塞催化剂通道,障碍 NO x 、NH 3 和 O 2 达到催化剂活性外表,增添体系阻力,下降脱硝效力。每层催化剂上方约0. 5 m 处均设 2 台声波吹灰器,可按时在线清灰。反映器收支口均设在线监测,对烟气中的 NO x 、颗粒物、氧含量、温度、压力、流量等及时在线监测,出口同时设氨阐发仪,对烟气中的逃逸氨品质浓度及时在线监测,便于体系操纵节制。
 
3 运转成果
         SCR 体系操纵简略,运转较为不变,表 2 为随机抽取 2016 年某日上午运转值班的数据记实。
SCR 反映器
         由表 2 可见,20%氨水流量为 684 L/h,NH 3 /NO x 摩尔比约 0. 93,原烟气 NO x 品质浓度在 782~796 mg/Nm 3 时,脱硝后可降至 71 ~ 88 mg/Nm 3 ,知足 环 保 排 放 及 设 计 要 求。脱 硝 效 率 稳 定 在88. 9%~91. 0%,逃逸氨[15] 品质浓度仅为 0. 8~1. 3mg/Nm 3 ,远小于 HJ562—2010 《火电厂烟气脱硝工程手艺规范挑选性催化复原法》中划定的逃逸氨品质浓度很是大许可值 2. 5 mg/Nm 3 的规范。
运转数据
4 运转经济性阐发
         以年运转时辰 6000 h 计,SCR 脱硝体系经济性如表 3 所示。SCR 脱硝运转用度首要包含氨水、电耗、野生及装备折旧,此中氨水用度为 301. 9 万元/a,约占总运转用度的 66%。电厂增设 SCR 脱硝拆卸,每一年电价补贴约 300 万元,节俭 NO x 排污费约 172 万元,对消运转本钱,年综合收益 14. 8万元。经计较,NO x 脱除单元本钱约 3. 2 元/kg。
 
         若原烟气 NO x 品质浓度下降一半,氨水用度每一年可节俭 150 余万元。是以,对 NO x 品质浓度不高的燃煤电厂增设脱硝拆卸,经济效益更加明显。
运转用度
5 竣事语
         氨水蒸发制取气态氨作为 SCR 脱硝复原剂,不存在液氨储存及运输可以或许带来的宁静隐患,蒸发热源取自汽锅一次风,蒸氨后随氨气进入烟道,不额定耗损热能。高品质浓度 NO x 的脱除可接纳增设脱硝催化剂层数的体例知足环保排放请求,但体系阻力增添,需充实斟酌原有引风机余压可否知足SCR 脱硝体系总阻力请求。催化剂安排在高尘区,磨损较大,亚微米颗粒物笼盖催化剂外表活性位点,金属、金属氧化物及三氧化二砷易形成催化剂中毒,下降了催化剂活性,限制了催化剂利用寿命[16] ,安排在除尘器以后的高效新型低温脱硝催化剂的研制及开辟将成为将来研讨的标的目的。
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