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1、脱硝系统工艺介绍本工程采用选择性催化还原法（SCR）脱硝技术。SCR脱硝技术是指在催化 剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水，从而 去除烟气中的NOx。选择性是指还原剂NH3和烟气中的NOx发生还原反应， 而不与烟气中的氧气发生反应。化学反应原理4 NO + 4 NH3 + O2 - 4 N2 + 6 H2O6 NO2 + 8 NH3 + O2- 7 N2 + 12 H2O1.4.1 SCR工艺流程还原剂 （氨） 用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中；液态氨在注入 SCR 系 统烟气之前经由蒸发器蒸发气化；气化的氨和稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入 SCR反应器上游
2、的烟气中；充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂 的作用下发生反应，去除 NOx。xNHNOx脱硝反应过程示例图SCR 工艺系统主要由脱硝反应器、烟道系统、氨储存制备供应系统、氨喷射系统、吹灰系统等组成。SCR 工艺流程图1.4.2 脱硝反应器本工程每台锅炉配置2台脱硝反应器，反应器的截面尺寸为ll.05mxll.02m, 每台脱硝反应器设计成21 层催化剂布置方式，在设计煤种及校核煤种、锅炉 最大连续出力工况（BMCR）、处理100%烟气量、1层催化剂条件下脱硝效率不 小于50%， 2 层催化剂条件下脱硝效率不小于 80%。卖方提供一层催化剂。其中 上层为预留层。烟气经过与氨气均匀混
3、合后垂直向下流经反应器，反应器入口设 置气流均布装置，反应器主要由里面布置的催化剂、催化剂支撑梁、反应器壳体、 密封板等组成。在反应器内，还原剂（液氨）在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物反应生 成无害的氮和水，从而去除烟气中的 NOx。（1）催化剂呼市热电厂2x350MW锅炉燃用的煤质含灰量较高，且灰中SiO2含量较高， 飞灰具有相当大的磨损力。SCR入口烟气中烟尘浓度45.8g/Nm,选择抗堵灰性 能好的催化剂。本工程根据锅炉飞灰的特性选择板式催化剂，板式催化剂是以不锈钢金属网作为中心支撑体，再在外面覆盖上催化剂活性成分。板式催化剂抗烟气中的灰粒 子的冲刷和堵塞的能力较强，在同等活性下，有较
4、低的so2氧化率，较低的烟气 阻力等特点。本工程每台锅炉配置2台脱硝反应器，每台脱硝反应器设计成21层催化剂 布置方式，其中上层为预留层。每层含有5x8个模块。模块之间和与反应器壁之 间采用密封板密封。催化剂采用模块结构，规格统一、具有互换性，以减少更换 催化剂的时间。催化剂设计考虑燃料中含有的微量元素可能导致的催化剂中毒。 在加装新的催化剂之前，催化剂体积满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸率 等的要求。催化剂模块为采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊。（2）反应器壳体和钢结构反应器壳体是包含催化剂的外部结构，主要由框架钢结构、钢板焊接而形成 密闭的空间。为了防止烟气的散热，在反应器内外护
5、板之间布置保温材料。为支撑催化剂，在每层催化剂的下面布置有支撑钢结构梁，将催化剂模块成 排布置在支撑梁上。在反应器的入口设置气流均布装置，反应器内部易于磨损的部位设有防磨措 施。内部各种加强板及支架均设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿 措施。在反应器壳体上设置更换催化剂的门、人孔门和安装声波吹灰器的孔。（3）烟道系统烟道分为反应器入口烟道和出口烟道二部分。入口烟道从锅炉尾部 BK 柱至反应器入口为止。在入口烟道上布置有氨喷射 装置、管式混合器、烟气导流板和灰斗等。烟道的截面尺寸为3mx7.5m，材料 为碳钢。出口烟道从反应器出口至锅炉尾部BK柱为止。在出口烟道上布置有烟气导 流板等。
6、烟道的截面尺寸为3.67mx8.16m，材料为碳钢。由于没有反应器旁路，故没有烟道挡板等设备，本工程烟道系统比较简单。（4）氨储存制备供应系统 液氨用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨储罐中；液态氨在注入 sCR 系统烟气之前经由蒸发器蒸发气化，并经过缓冲罐稳压后供应反应器脱硝使用，这 部分工作都是在氨储存制备供应系统内完成的。氨储存制备供应系统主要由卸料压缩机、液氨储罐、氨气蒸发槽、氨气缓冲 槽及氨输送管道等，并备有氮气吹扫系统。a、卸料压缩机设计两套卸料压缩机，一用一备。卸料压缩机抽取液氨储罐中的氨气，经压 缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。在选择压缩机排气量时，考虑液氨储罐内 液氨的饱和气
7、压，液氨卸车流量，液氨管道阻力及卸氨时气候温度等。b、液氨储罐储罐的总容量设计能满足 2 台锅炉 BMCR 工况、在设计条件下每天运行24 小时、连续运行 7 天的消耗量。采用 2 台液氨储罐。储罐上安装有流量阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀等，并装有温度计、压 力表、液位计、液位变送器等。储槽有防太阳辐射的遮阳盖，四周安装有工业水 喷淋管线及喷嘴，当储罐本体温度过高时，自动启动淋水装置降温。储罐排风孔 经密闭系统通到稀释槽，对氨气进行吸收以降低氨气味的发散。c、液氨供应泵液氨进入蒸发槽，一般使用压差重力势能来实现。由于呼和浩特冬季天气温 度太低，氨气的饱和压力不足以为系统通过足够的流动压头。在
8、冬季的时候，需 通过蒸发器提高液氨储罐的压力，来保证反应所需的氨气量的供给。d、液氨蒸发槽设置2套液氨蒸发槽，液氨蒸发槽按在BMCR工况下2x100%容量设计。液氨蒸发所需要的热量采用蒸汽加热来提供热量。蒸发槽上装有压力控制阀 将氨气压力控制在一定范围，当出口压力过高时，切断蒸汽的供给。在氨气出口 管线上装有压力测量装置，使氨气至缓冲槽维持适当压力及温度。蒸发槽也装有 安全阀，以防止设备压力异常过高。e、氨气缓冲槽与液氨蒸发槽相对应，设置 2套氨气缓冲槽，与液氨储罐组成2套制氨系统。每一套组成一个单元为两台锅炉供氨，供氨系统一运一备。从蒸发槽来的液氨储 罐进入氨气缓冲槽，通过调压阀减压到一定压
9、力，再通过氨气输送管线送到锅炉 侧的脱硝系统。氨气缓冲槽能为 SCR 系统稳定供氨气，且能避免蒸发槽操作不 稳定所带来的影响。每套缓冲槽也设置有安全阀保护。f、氨气稀释槽氨区设置一个氨气稀释槽，设有槽顶淋水和槽侧进水，水槽液位由满溢流管 控制。液氨储存及供应系统各处排出的氨气由管线汇集，从稀释槽底部进入，通 过分散管将氨气分散引入稀释槽水中，利用大量水来吸收正常操作排放的氨气及 瞬时安全阀动作的排放的氨气。槽顶通风管出口的最大氨浓度小于200PPm，以 避免氨气味的发散。g、废水池和泵在氨制备区设有排水系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭 系统，氨气被稀释槽内的水吸收后排放至废水池
10、，再经由废水泵送到酸碱池去中 和。h、氨气泄漏检测器液氨储存及供应系统周边设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气 中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室发出警报，提醒 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。氨气泄漏检测器的数量及其布置位置见有关图纸，并负责将氨泄漏及火灾报 警和消防控制系统纳入全厂消防报警系统。i、氮气吹扫系统为了保持液氨储存及供应系统的严密性，在本系统的卸料压缩机、液氨储罐、 液氨蒸发槽、氨气缓冲槽等处，都备有氮气吹扫管线。在液氨卸料及检修之前， 通过氮气吹扫管线对相应管道进行严格的氮气吹扫，防止氨与系统中残余的空气 形成爆炸混合物造成
11、危险。（5）氨喷射系统 氨喷射系统包括由气化的氨与稀释空气混合，通过喷氨格栅喷入 SCR 反应 器上游的烟气中这一工艺过程。a、稀释风机氨在空气中的体积浓度达到525%时，会形成II类可燃爆炸性混合物。为 保证注入烟道的氨与空气混合物的安全，除控制混合器内氨的浓度远低于其爆炸 下限外，还保证氨在混合器内均匀分布，喷入反应器入口烟道的氨气为空气稀释 后体积浓度V3%左右氨气的混合气体。所选择的风机满足脱除烟气中NOx最大 值的要求，并留有一定的余量。稀释风机按 2 台 100容量设置（1 运 1 备）。b、氨/空气混合器 为了保证氨气与稀释空气均匀混合，每台锅炉采用 2 台静态混合器，混合器为隔板式。c、氨喷射格栅氨气的注入采用格栅式，在管道上布置很多喷嘴，以保证喷入烟道内的氨与 烟气均匀分配和混合。在喷射格栅的入口每一区域分配管道上设有手动流量调节 阀，以调节个个区域氨气的分配。d、吹灰系统SCR 反应器采用声波吹灰器，每台反应器安装一套声波吹灰系统。每一层 催化剂设置3台吹灰器，一台锅炉共装有12台声波吹灰器。吹灰控制纳入机组 DCS 系统。
