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1、一、脱硝技术方案选择20t/h煤粉锅炉，拟配套烟气脱硝De-NOx装置。氮氧化物NOx 根本上可分为三种，一是燃料fuel 型氮氧化物，即化石燃料自身的含氮成分在燃烧过程中生成的氮氧化物；二是热力型thermal氮氧化物，即参与燃烧反响的空气所带来的氮气在燃烧工程中生成的氮氧化物。三是快速型氮氧化物Prompt NOx，为碳氢燃料浓度过高时，燃烧产生的氮氧化物。由于链条锅炉的炉膛温度相对较高，所以燃烧生成的NOx 中，主要是热力型和快速型NOx 占比拟大。目前成熟的烟气脱硝工艺方法主要有选择性催化复原法SCR、选择性非催化复原法SNCR；SCR脱硝效率可达8095%， SNCR脱硝效率为30%
2、60%。如果采用单一的SCR脱硫技术催化剂用量比拟大，因此需配套昂贵的催化剂，投资运行费用较大； SNCR投资与运行费用相对较低，SNCR阻力小，几乎不增加系统阻力。SNCR 存在所谓的反响温度窗口，采用氨作为反响剂，一般情况反响温度9001050 ，但是当复原剂和烟气在良好混合条件下，并且保证一定的停留时间，那么在更低的760950 范围内也可以进行有效程度的脱硝反响。煤粉锅炉原烟气NOx浓度约为500mg /Nm3，根据业主要求，脱硝系统需选择处理工艺简单，投资与运行费用低，稳定、可靠的处理方法，经过处理后烟气中NOX含量250 mg/Nm3，脱硝效率应大于50%。故本方案拟采用成熟技术且
3、投资与运行经济的SNCR法脱硝技术。SNCR常用的复原剂有氨或者尿素，氨可以选用无水氨纯氨与29% 、25% 、19% 等几种浓度的氨水溶液。二、设计依据1原始参数工程名称型号锅炉蒸发量20t/h数量4(台)烟气原始参数烟气量(146)253793 m3/hNOx浓度500mg/Nm3干态、6%O22 工艺指标1设计脱硝效率50%2脱硝后烟气NOx浓度250mg/Nm33氨逃逸15 ppm三、脱硝设计原那么1 脱硝工程总体设计应符合以下要求：a工艺流程合理。b复原剂使用便捷。c方便施工，有利于维护检修。d充分利用厂内公用设施。e节约用地，工程量小，运行费用低。2在脱硝系统能够平安运行、锅炉能够
4、带满负荷稳定运行的前提下运行。3 承包方对系统功能设计、结构、性能、制造、供货、安装、调试、试运行等采用最新国家标准或国际标准，并符合国家和节能减排相关文件的要求。4环境保护、劳动卫生和消防、防雷接地设计采用中华人民共和国最新国家标准。5 提供设计、制造、安装、调试、试运行的标准和标准等清单。列出制造厂家在选用材料、制造工艺、验收要求中所执行的标准清单。具体为但不限于此：GB 13223-2003 火电厂大气污染物排放标准DB11/139-2007 锅炉大气污染物排放标准GB 8978-1996 污水综合排放标准GBJ16-19872001年版 建筑设计防火标准GB 50222-95 建筑内部
5、装修设计防火标准GB 50243-2002 通风与空调工程施工质量验收标准GBJ87-85 工业企业噪声控制设计标准GB/T 16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法GB 50116-1998 火灾自动报警系统设计标准GB 150 -1998 钢制压力容器GB 12268-2005 危险货物品名表HJ/T 76-2001 固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求与检测方法HJ/T 43盐酸萘乙二胺分光光度法GB/T21509-2021?燃煤烟气脱硝技术设备?HJ563-2021 火电厂烟气脱硝技术标准选择性非催化复原法四、烟气脱硝SNCR工艺1 选择性非催化-催化复原
6、法 SNCR指利用复原剂在非催化剂的情况下，在950，有选择性地与烟气中的氮氧化物NOx，主要是NO 和NO2发生化学反响，生成无害的氮气和水，从而脱除烟气中NOx 的方法为选择性非催化复原法SNCR。在300400这一温度范围内、在催化剂作用下，利用复原剂，有选择性地与烟气中的氮氧化物NOx，主要是NO 和NO2发生化学反响，生成无害的氮气和水，从而脱除烟气中NOx 的方法为选择性催化复原法SCR。2 脱硝复原剂的选择指烟气脱硝工艺中用于脱除NOx 的物质。适用于SNCR 工艺的复原剂一般是一些含氮的氨基物质，包括液氨、氨水、尿素等。SNCR脱硝根本的复原剂有三种：尿素、氨水、液氨。假设复原
7、剂使用液氨，那么优点是脱硝系统储罐容积可以较小，复原剂价格也最廉价；缺点是氨气有毒、可燃、可爆，储存的平安防护要求高，需要经相关消防平安部门审批才能大量储存、使用；另外，输送管道也需特别处理；需要配合能量很高的输送气才能取得一定的穿透效果。假设复原剂使用氨水，氨水有恶臭，挥发性和腐蚀性强，有一定的操作平安要求，但储存、处理比液氨简单；由于含有大量的稀释水，储存、输送系统比氨系统要复杂；喷射刚性，穿透能力比氨气喷射好，但挥发性仍然比尿素溶液大，应用在墙式喷射器的时候仍然难以深入到大型炉膛的深部，因此一般应用在中小型窑炉上。需要配套雾化极高的精密喷嘴。复原剂采用尿素，尿素不易燃烧和爆炸，无色无味，
8、运输、储存、使用比拟简单平安；挥发性比氨水小，在炉膛中的穿透性好；效果相对较好，脱硝效率高，适合于工业窑炉脱硝。本方案设计采用袋装颗粒状尿素作脱硝复原剂。3 工艺原理向温度约950的炉膛中喷入尿素，分解得氨，氨气与烟气充分混合并与烟气中NOx反响，脱除烟气中的NOx。1脱硝化学反响方程式脱硝反响方程式：NO+CO(NH2)2 +1/2O2 2N2 + CO2 + H2O其主要过程分为几个局部：l 从喷射器中射出的尿素溶液与烟气混合l 尿素溶液中水的蒸发l 尿素中分解出 NH3l NH3再分解为 NH2以与自由基2脱硝反响的温度窗:SNCR温度范围为90010503当温度超过1090时，尿素被分
9、解为氨，并发生以下副反响:4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 生成新的NOx，脱硝效率下降。4烟气脱硝采SCR脱硝工艺SCR反响温度范围3004004 SNCR脱硝工艺流程说明1反响剂的配置和储存采用尿素作吸收剂时，将袋装尿素倒入尿素溶解罐内搅拌制成为10%质量浓度的溶液，尿素溶液泵将尿素溶液输送到尿素溶液储罐内储存备用。2吸收剂的稀释、计量与混合稀释水压力控制模块DWP的典型设计由2台全流量的多级不锈钢离心泵，一组双联过滤器、压力控制阀和压力/流量仪表等组成。供反响器稀释用的工艺水中总固形物要低，过滤后水中悬浮物应低于50mg/L。3反响剂喷入的测量喷射区测量( IZM) 模块是用来
10、测量锅炉每个喷射区喷入的反响剂浓度和流量。每个IZM 模块包括1 台化学计量泵、1台水泵、1 个管道静态混合器和1 个现场控制盘、区段隔离阀和流量计、控制阀等。IZM模块通常设计成含有与中央控制模块和局地顺序逻辑控制(PLC)f等控制系统相响应的化学反响剂的流量和区段压力阀。通过该控制系统IZM 模块，可随出口NOx 浓度、锅炉负荷、燃料质量等变化来调整反响剂参加量和反响活性。根据锅炉容量、处理前后NOx浓度和所要求的NOx去除率， SNCR系统一般可采用15组IZM模块，并联合安装在一个滑动底板上。4反响剂的分配和喷入部位混匀的尿素稀释液从IZM 模块输送到装在临近锅炉的分配模块上。每个分配
11、模块由流量计、平衡阀和与自动控制系统连接的调节器组成。控制系统能精确地控制流入每个喷射器的反响剂量和雾化空气或蒸汽流量。分配模块也包括为控制尿素喷入过程用的手动阀、压力表和不锈钢连接管等。供反响剂至多个喷射器的每个IZM模块只设1 个分配模块。对于大容量锅炉要将多个喷射器安装在锅炉的几个不同部位，且能通过IZM 模块进行独立操作或联合操作。应对反响剂喷入量和喷入部位进行控制，使SNCR系统对锅炉负荷变动和维持氨的逃逸量具有可操作性。喷射区数量和部位由锅炉的温度场和流场来确定。应用流场和化学反响的数值模拟来优化喷射部位。典型的设计是设二层或多层喷射区,每个区设与几个喷射器。本工程喷射器布置在煤粉
12、锅炉遮掩脚附近温度区间在约950位置。5反响剂与烟气的混合喷射器有墙式和枪式2 种类型。墙式喷射器在特定部位插入锅炉内墙，一般每个喷射部位设置1个喷嘴。墙式喷嘴应用于短程喷射就能使反响剂与烟气到达均匀混合的小型锅炉和尿素SNCR系统。由于墙式喷嘴不直接暴露于高温烟气中，其使用寿命要比喷枪式长。枪式喷射器由1 根细管和喷嘴组成,可将其从炉墙深入到烟流中。喷枪一般应用于烟气与反响剂难于混合的氨喷SNCR系统和大容量锅炉。在某些设计中喷枪可延伸到锅炉整个断面。喷枪可按单个喷嘴或多个喷嘴设计。后者的设计较为复杂，因此，要比单个喷嘴的喷枪和墙式喷嘴价格贵些。因喷射器忍受着高温和烟气的冲击，易遭受侵蚀、腐
13、蚀和结构破坏，因此，喷射器一般用不锈钢或合金钢制造，且设计成可更换的。除此以外，喷射器常用空气、蒸汽和水进行冷却。为使喷射器最少地暴露于高温烟气中，喷枪式喷射器和一些墙式喷嘴也可设计成可伸缩的。当遇到锅炉启动、停运、季节性运行或一些其他原因SNCR 需停运时，可将喷射器退出运行。反响剂用专门设计的喷嘴在有压下喷射，以获得最正确尺寸和分布的液滴。用喷射角和速度控制反响剂轨迹，尿素喷射系统通过双流体喷嘴用载体流，如空气或蒸汽，与反响剂一起喷射。有高能和低能两种喷射系统。低能喷射系统利用较少和较低压力的空气，而高能系统需要大量的压缩空气或蒸汽。大容量锅炉的氨或尿素系统一般均采用高能喷射系统。高能喷射
14、系统因需装备较大容量空压机、制造巩固的喷射系统和消耗较多的电能，其制造和运行费用均较昂贵。6SNCR 脱硝的优点SNCR 脱硝技术占地面积小、对锅炉改造的工作量少、施工安装周期短、节省投资，较适合于老厂改造。但由于SNCR脱硝效率较低，SNCR可以协同低NOx燃烧器改造或简易SCR等其他脱硝方式，在优化投资本钱的前提下以期获得满意的脱硝效率。5脱硝效率的影响因素1温度对反响的影响烟气脱硝SNCR法，温度适应范围较小。如果反响温度太低，反响速度急剧下降，氨逃逸增加，脱硝效率随之下降，达不到脱硝的效果。如果反响温度太高，尿素分解，生成新的NOx，系统效率下降。2摩尔比对NOx转换的影响SNCR脱硝
15、，复原剂与氮氧化物摩尔比值NSR一般控制在 1.5的范围内比拟适宜，并且应随锅炉负荷的变化而变化。6 脱硝指标在锅炉50%100%BMCR负荷下，NSR不超过保证值1.5时，脱硝装置含SNCR在性能考核试验时的NOx排放指标不大于100mg/Nm3；锅炉蒸发量单台： 20t/h 脱硝不运行时NOx含量 500mg/Nm3干态、6O2 脱硝运行时NOx含量 250mg/Nm3干态、6O2 尿素总用量袋装75kg/h 储藏日用量 9吨5天计、4台 雾化介质 空气 尿素输送 连续运行7 系统组成与功能说明脱硝工程主要包括：复原剂的储存与制备、输送设备、计量分配与喷射系统等。复原剂储存与制备系统实现尿素的
