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1、,邹县发电厂335MW机组脱硝介绍,2013年9月,脱硝背景,与发达国家相比，我国燃煤电厂在氮氧化物排放控制方面起步相对较晚，以致氮氧化物排放总量的快速增长抵消了对近年来卓有成效的二氧化硫控制效果。如果不加强对NOX的治理，NOX的排放总量将会继续增长，甚至有可能超过SO2而成为大气中最主要的污染物。GB13223-2011火电厂大气污染物排放标准规定重点地区NOx排放标准：小于100mg/Nm3。脱硝方法：LNB+SCR,脱销总述,邹县发电厂335MW机组脱硝系统由青岛华拓科技股份有限公司设计制造，采用高灰型选择性催化还原烟气脱硝（SCR）工艺，采用液氨为还原剂。采用板式催化剂，催化剂按“2
2、1”模式布置，备用层在最下层，烟气垂直向下通过催化块层。板式催化剂采用不锈钢作为基材，节距应不小于7.0 mm，催化剂通道内的流速不大于5.5m/s。设2台SCR反应器，不设反应器旁路和省煤器旁路。在SCR装置的进口烟道设置灰斗及相应的输灰系统，灰输送至本机组的除灰系统中。脱硝系统烟道设计的瞬间抗爆压力为8700Pa，设计压力为6500Pa。SCR装置的烟道、导流、整流及支撑钢梁等采取防积灰措施，并配置耙式半伸缩蒸汽吹灰器和声波吹灰器。初装2层催化剂时，在锅炉正常负荷范围内，设计条件下SCR入口NOx浓度为450mg/Nm3，性能考核试验时的脱硝效率不低于80%。在催化剂质量保证期期满之前，脱
3、硝效率不低于80%，且NOx排放浓度不超过100mg/Nm3。,脱销总述,初装2层催化剂，在性能考核试验时，烟气脱硝SCR系统（指从锅炉省煤器出口至空预器入口膨胀节之间与SCR系统接口范围内的部分）的整体阻力不大于800Pa，其中两层催化剂设计阻力为400Pa，安装备用层催化剂后的脱硝系统阻力不大于1000Pa。在BMCR工况及烟气中NOx含量为450mg/Nm3时，每台机组的液氨耗量不大于159.5kg/h。在锅炉正常负荷范围内，脱硝装置出口烟气中的氨的浓度不大于2.28 mg/m3（标准状态，干基，过量空气系数为1.4），SO2/SO3转化率不高于1.0%。SCR装置能在锅炉40100%B
4、MCR负荷，且烟气温度在320420条件下持续、安全地运行，同时催化剂能经受5小时内450高温烟气的冲击而不损坏。 喷入反应器烟道的氨气空气混合气为稀释后氨体积浓度小于5%的混合气体。每台锅炉设两台离心式稀释风机，一运一备。稀释风机能够满足锅炉40100%BMCR负荷下的正常运行，并留有一定裕度。每台稀释风机的风量裕度不低于10%，风压裕度不低于20%。稀释风机和氨/空气混合系统布置在SCR反应器本体氨注入口附近。每个氨/空气混合器的供氨管道均分别设置氨气流量测量装置和流量调节阀，根据SCR反应器进、出口NOX、O2浓度、烟气温度等计算氨的注入量，喷氨量的控制是通过喷氨流量阀调节，并通过相应计
5、算实时监测氨/空气混合器内的氨浓度。,烟气催化脱硝化学反应原理,在氮氧化物(NOx)选择催化还原过程中，通过加氨(NH3)可以把NOx转化为氮气(N2)和水(H2O)。主要的化学反应方程式如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2ONO+NO22NH32N2+3H2OSCR方式的不良副反应为SO2的氧化反应和NH3与SO3反应生成NH4HSO4。 SO2的氧化反应随着温度的升高而加剧，同时催化剂对此反应具有催化作用。 NH3与SO3的反应随着烟气温度的降低而加剧，NH4HSO4为粘性物质，会堵塞催化剂孔隙，降低其活性，同时还会下游设备如空预器，除尘器等造成危害。形成硫酸氢铵和硫酸铵的化学方程式
6、如下：NH3+SO2+H2O=NH4HSO42NH3+SO2+H2O=( NH4)2SO4,烟气催化脱硝化学反应,烟气脱硝催化剂的主要成份,TiO2：约75-85%(w/w).,V2O5：0.52.5%(w/w) .,WO3，MoO3：(10%, w/w),SiO2：5%, w/w,脱硝催化剂各组份的作用,以WO3(MoO3)- V2O5/TiO2 为例：TiO2：起载体作用V2O5：催化反应的活性组分，降解NOx，同时会把SO2氧化为SO3。WO3、MoO3：作为结构助剂，提高催化剂的稳定性,确保防止钒出现高温烧结现象。SiO2 ：玻璃纤维，起到粘合作用,催化剂样式,蜂窝,平板,当前流行的成
7、熟催化剂有蜂窝式、波纹板式和平板式等。平板式催化剂一般是以不锈钢金属网格为基材负载上含有活性成份的载体压制而成；蜂窝式催化剂一般是把载体和活性成份混合物整体挤压成型；波纹板式催化剂外形如起伏的波纹，从而形成小孔。,波纹,脱硝催化剂运行过程中的活性下降问题,热烧结：在450以上的高温环境, 会引起催化剂活性位 (表面积)烧结, 导致催化剂颗粒增大, 表面积减小, 因而使催化剂活性降低. 碱金属中毒：Na, K等碱金属占据了催化剂酸性中心, 导致反应活性下降. 砷中毒：As2O3扩散进入催化剂表面并堆积在其中的小孔中, 引起催化剂活性降低. 钙中毒：飞灰中游离CaO与SO3反应, 可吸附在催化剂表
8、面, 形成CaSO4, 阻止了反应物向催化剂表面的扩散及进入催化剂内部。,系统流程图,锅炉负荷信号,NOx检测,氨喷入格栅,稀释风,反应器,空预器,净烟气,原烟气,锅炉,液氨蒸发器,氨罐,FIC,12,催化脱硝装置在烟气系统中的布置,脱硝,除尘,脱硫,锅炉,烟囱,脱硫, FGD,除尘, ESP,脱硝, SCR,除尘, ESP,NOx,飞灰,SO2,空预器,空预器,烟气催化脱硝反应器,流程介绍：液氨从液氨槽车直接送入液氨储槽，再经过蒸发槽蒸发为气态氨后通过氨缓冲槽和输送管道进入锅炉区，通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器，SCR反应器设置于空气预热器上游，气氨进入SCR反应器的上方，通
9、过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合，混合后，烟气通过反应器内触媒层进行还原反应，并完成脱硝过程。脱硝后的烟气再进入空气预热器继续进行热交换。,系统流程,液氨储存及供应系统,液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机2、储氨罐5、液氨蒸发器6、液氨泵2、氨气缓冲罐5、稀释风机、混合器、氨气稀释槽1、废水泵3等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，再送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气，经氨气缓冲槽来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中，经水的吸收由废水泵排入排
10、水槽，再送至废水处理厂处理。,1) 卸料压缩机2卸料压缩机抽取储氨罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。 2) 储氨罐5储槽上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀。储槽还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到机组DCS，当储槽内温度或压力高时送到机组DCS报警。储槽有防太阳辐射措施，四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当储槽槽体温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。 3) 液氨供应泵2液氨进入蒸发槽，可以使用压差和液氨自身的重力势能实现；也可以采用液氨泵来供应。如选择液氨泵应选
11、择专门输送液氨的泵；为保证氨的不间断供应，氨泵应采用一用一备。 4) 液氨蒸发器6液氨蒸发所需要的热量采用蒸汽加热(表面式)来提供热量。蒸发槽上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时，则切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度检测器，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力，蒸发槽也装有安全阀，可防止设备压力异常过高。,氨区流程图,液氨贮罐容积 99.5m3，卧式3000x13000mm，工作压力：1.9 MPa,共5台。 液氨蒸发器 汽化能力：700kg/h，消耗蒸汽：0.38t/h加热方式：蒸汽水浴VSWP-NH3-700，4台，2台供一二期。,5) 氨气
12、缓冲罐5从蒸发器蒸发的氨气流进入氨气缓冲槽，通过调压阀减压成一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。液氨缓冲槽应满足为SCR系统供应稳定的氨气，避免受蒸发槽操作不稳定所影响。缓冲槽上设置有安全阀保护设备。 6) 氨气稀释槽1氨气稀释槽为一定容积水槽，水槽的液位由满溢流管线维持，稀释槽设计连结由槽顶淋水和槽侧进水。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽低部进入，通过分散管将氨气分散入稀释槽水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。7) 稀释风机喷入反应器烟道的氨气为空气稀释后的含5%左右氨气的混合气体。氨气是爆炸性气体，因此空气将氨稀释时，要避免接近爆炸限度(15.7%)。稀释
13、风机应按每台机组两台100%容量(一用一备)设置。,8) 氨气泄漏检测器（27个）液氨储存、供应系统、反应装置以及其他可能发生氨气泄漏的区域周边设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并送420mA至DCS显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，送一路至主厂房的火灾报警系统报警，并送一路在机组控制室DCS会发出警报，操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。电厂液氨储存及供应系统应采取措施与周围系统作适当隔离。9) 排放系统在氨制备区设有排放系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，将氨气系统紧急排放的氨气经由氨气稀释槽吸收成氨废水后经废水泵排放至排水槽，再送至废
14、水处理厂处理。10) 氮气吹扫系统液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。本系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲槽等都备有氮气吹扫管线。在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫，防止氨气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。,卸料压缩机,储氨罐,液氨供应泵,液氨蒸发器,氨气缓冲罐,氨气稀释槽及泄漏检测器,SCR反应器,1.反应器本体包含反应器壳体、反应器主支撑钢结构、壳体内部所包含的支撑结构、灰斗、催化剂、烟气整流装置、密封装置等。设置两台反应器。催化剂数按“21”布置。即每个反应器设有两层催
15、化剂，预留一层空间为备用层。烟气竖直向下流动，反应器入口设气流均布装置，在空预器进口烟道接入 反应器和反应器进出口烟道，均安装有导流板。导流板的作用一方面是减少烟气涡流产生，避免烟气阻力增大，另一方面是与整流层共同作用使烟气流场均匀分布，则烟气与氨气、催化剂均匀接触，从而保证脱硝效率。为了使反应器内的烟气均匀流过催化剂层，在烟气进口处设置了导流板, 在催化剂层的上方设整流装置。反应器内的催化剂框架底部，设有烟气密封的结构。反应器本体有足够的强度, 可充分地承受催化剂重量、自重和内部压力等负荷。反应器会因烟气温度升高而引起热膨胀。所以在支承反应器的钢支架上, 设有可滑动的支座，以消除膨胀引起的内
16、应力。对于反应器内部易于磨损的部位设置有防磨措施。反应器外部设有保温层，由于催化还原反应为放热反应，烟温略有提高，考虑到沿程散热损失，进入空预器时烟气温度基本不变，温度偏差可以控制在3-5内,SCR反应器,2.氨气混合系统：氨和空气在混合器和管路内充分混合,再将此混合物导入氨气分配总管内。氨气喷雾系统含供应函箱、喷雾管格子和喷嘴等。每一供应函箱安装一个节流阀及节流孔板,可使氨气混合物在喷雾管格子达到均匀分布。氨气混合物喷射配合NOX 浓度分布靠雾化喷嘴来调整。喷射系统具有良好的热膨胀性、抗热变形性和和抗振性。氨喷射孔不集灰。因其处于锅炉的高含尘区域的因素，所选用的材料为耐磨材料或充分考虑防磨措施加以保护。在进氨装置分管阀后应设有氮气预留阀及接口，在停工检修时用于吹扫管内氨气。氨喷射系统应采用国外进口。3.催化剂层SCR脱硝反应器垂直布置，用于放置和固定催化剂模块。催化剂模块之间、SCR脱硝反应器的尺寸可以确保任何厂家生产的催化剂都能装入。采用板式催化剂，平板式催化剂应整体成型。采用模块化设计以减少更换催化剂的时间和工作量。采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊。根据锅炉飞灰的特性合理选择节距大小并设计有防堵灰措施以确保催化剂不堵灰。同时，催化剂设计应尽可能的降低压力损失。催化剂模块设计有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。,
