电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计
电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计

电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计摘要:随着环境污染日益加重,我国对环境保护的重视度不断增加,并拟定了一系列的法规。
我国的电厂以火电站为主,电厂废气排放是空气环境污染的重要因素,特别是控制氮氧化物的排放是电厂废气治理重要环节。
目前主要的控制手段是通过安装烟气脱硝系统,采用选择性催化还原(SCR)来控制烟气中的氮氧化物的含量,本文主要论述了脱硝系统的设计和各种辅助设备的选型。
关键词:脱硝系统;选择性催化还原;系统设计;0引言随着火电站的发展,所带来环境问题也日益严重,特别是有色雾气的产生,给人们敲响了警钟。
有色雾气产生的主要原因是氮氧化物的超标排放,并与空气发生化学反应所产生的,其中氮氧化物其主要来源是煤炭燃烧。
我国电厂70%是火电厂,是主要的氮氧化物的主要排放点,为规范氮氧化物的排放,现国家出台一系列的氮氧化物控制政策,要求所有火电站必须安装脱硝系统。
根据脱硝阶段划分脱硝技术可以分为两类:燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝,但大部分脱硝系统都是选择燃烧后烟气脱硝。
1 SCR烟气脱硝系统的原理SCR烟气脱硝系统是采用选择性催化剂跟烟气中的氮氧化物发生还原反应,将氮氧化物还原成氮气和水。
其主要由还原剂喷撒系统、还原反应器、排放管道和管理控制系统等组成。
脱硝系统流程如图1所示。
脱硝系统一般紧跟锅炉省煤器出口安装,在进入SCR反应器前,先跟催化剂充分混合,然后在一定的温度下在反应器充分发生化学反应。
反应温度一般控制在280-390℃为宜,在此温度下主要有以下几种还原反应:4NO+4NH 3+O 2→4N 2+6H 2ONO+NO 2+2NH 3→2N 2+3H 2O6NO 2+8NH 3→7N 2+12H 2O脱硝系统的是选用氨气作为还原剂,氨气的供给方式主要有三种分别是液氨、氨水、尿素,三种方式各有优缺点,其有确定对比如表1。
图1 SCR脱硝系统结构流程图2 烟道及旁路的设计烟道是烟气进出脱硝系统的通道,在烟道进出口或弯处通常需要增加导流叶片,辅助烟气流通。
脱硝技术的介绍(SCR)

Typical SCR System
四 .催化剂
脱硝的主要反应 4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O 6NO2 + 8NH3 → 7N2 + 12H2O
33
Typical SCR System
催化剂型式
波纹板式
蜂窝式
烟气/氨的混合系统
主要设备:稀释风机
静态混合器、
氨喷射格栅〔AIG
空气/氨混合器
21
Typical SCR System
NH3 喷射栅格A IG
静态混合器
Photo courtesy of Siemens’ Flow Model Tests brochure, 1998.
氨的喷射栅格和静态混合器
4
General
环境中NOX 来源
5
General
火电厂污染物排放标准<GB132232003>
20XX以后的新项目〔第三时段 必须预留烟气脱除氮氧化物装置空间
锅炉NOx最高容许排放浓度〔燃煤:
煤质 NOx最高容许排放浓度 〔mg/NM3>
6
General
NOX 形成机理
A. 热力型 NOX 主要反应 N2+O→NO+N N+O2→NO+O N+OH→NO+H 相关因素 高温环境 燃料与空气的充分混合 无烟煤燃烧中,热力型NOx可到一半以上
44
五. SCR装置的影响
空预器
45
对空预器的影响
烟气中部分SO2转化成SO3 由于SO3的增加,由此酸腐蚀和酸沉积堵灰程度增加 NH3+SO3+H2O NH4HSO4/<NH4>2SO4 NH4HSO4 沉积温度150~200℃,粘度较大,加剧对空气
某大型供暖锅炉烟气除尘脱硫脱硝系统课程设计

某大型供暖锅炉烟气除尘脱硫脱硝系统课程设计1. 引言供暖锅炉在冬季供应热水和热空气的过程中,会产生大量的烟气。
这些烟气中含有有害物质,如颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等,对环境和人体健康造成威胁。
为了减少污染物的排放,保护环境,需要设计一套高效的除尘脱硫脱硝系统。
本课程设计以某大型供暖锅炉烟气除尘脱硫脱硝系统为例,通过对系统的分析和设计,使学生了解该系统的工作原理、组成部分以及运行参数等内容。
2. 除尘系统设计2.1 除尘原理在供暖锅炉中,燃料在燃烧过程中会产生大量的颗粒物。
为了减少颗粒物对环境的污染,需要采用除尘设备对其进行处理。
常见的除尘原理包括重力沉降、惯性碰撞、电除尘、湿式除尘等。
根据具体情况,可以选择合适的除尘原理和设备来进行设计。
2.2 除尘设备选择根据烟气中颗粒物的性质和浓度,可以选择合适的除尘设备。
常见的除尘设备有布袋除尘器、静电除尘器、旋风除尘器等。
在设计中需要考虑到设备的处理能力、压力损失、维护成本等因素,选择最优的除尘设备。
2.3 除尘系统参数计算在设计过程中,需要计算系统的参数,以保证系统能够满足要求。
常见的参数包括烟气流量、烟气温度、颗粒物浓度等。
通过实际测量或估算,可以得到这些参数,并结合设备性能曲线进行计算。
3. 脱硫脱硝系统设计3.1 脱硫原理燃料中含有硫化物,在燃烧过程中会生成二氧化硫。
为了减少二氧化硫对环境和人体健康的影响,需要进行脱硫处理。
常见的脱硫原理包括湿法脱硫和干法脱硫。
湿法脱硫通过喷浆、吸收剂等方式,将烟气中的二氧化硫转化为硫酸盐。
干法脱硫则通过吸附剂或催化剂直接吸附或催化还原二氧化硫。
3.2 脱硝原理燃料中的氮氧化物是另一个重要的污染物,对大气有害。
为了减少氮氧化物的排放,需要进行脱硝处理。
常见的脱硝原理包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)。
SCR通过在烟气中注入尿素溶液,在催化剂的作用下将氮氧化物还原为无害物质。
SNCR 则通过在高温下注入氨水等试剂,使其与烟气中的氮氧化物发生反应生成无害物质。
东丽1,2,3#炉SCR脱硝方案

南通市高丽有限公司1、2、3#链条炉烟气SCR脱硝工程技术方案无锡雪浪环境科技股份有限公司2014年10月一.项目概况1.1锅炉参数1、2、3#链条炉备注SO2mg/Nm3-----换算后NOx mg/Nm3300粉尘mg/Nm3130O2%14烟气量m3/h40000引风机风量m3/h50000全压Pa3800二.改造目标NO X排放浓度:≤200mg/Nm3三.技术方案3.1工艺说明3.1.1概述为了满足市政府的环保法规,改善周边的大气质量,将对其1-3号燃煤锅炉实施烟气脱硝技术改造。
3台机组的SCR系统公用一套还原剂储存、制备及供应装置,将采用尿素热解制氨或氨水法技术。
3.1.2工程设计的主要特点方案一:尿素热解法制氨1)1-3号炉的烟气脱硝系统采用尿素热解法来制备与供应脱硝还原剂。
2)尿素储存及溶解系统装置为3台机组的SCR系统公用。
3)每台锅炉的SCR系统配备一套尿素溶液热解系统。
4)尿素热解系统通过锅炉热二次风为尿素转换为氨气提供所需能量,并考虑利用厂用蒸汽加热稀释空气的方式来优化系统设计。
方案二(氨水法)1)1-3号炉的烟气脱硝系统采用氨水法来制备与供应脱硝还原剂。
2)氨水储存装置为3台机组的SCR系统公用。
3)每台锅炉的SCR系统配备一套氨水热解系统。
4)氨水热解系统通过锅炉热二次风为氨水转换为气氨提供所需能量,并考虑利用厂用蒸汽加热稀释空气的方式来优化系统设计。
3.1.3设计范围方案一(尿素热解法)(1)尿素溶液制备与供应系统尿素溶液制备与供应系统包括:尿素储存间、斗式提升机、尿素溶解罐、尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵、尿素溶液循环装置等,3台机组公用一套。
尿素溶解罐和尿素溶液储罐现场制作。
尿素储存间及尿素溶液储罐能够满足电厂3台机组满负荷连续运行5天所需的尿素耗量。
(2)尿素热解制氨及氨喷射系统尿素热解制氨系统包括:高温稀释风机、尿素溶液计量分配装置、尿素热解室、蒸气加热器、氨喷射系统等。
电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化

电厂锅炉 SCR烟气脱硝系统设计优化摘要:随着环境压力的逐步加大,垃圾焚烧发电厂增加脱硝装置已势在必行。
文章对火电厂的SCR烟气脱硝系统结构做了简要的介绍,分析了监控系统的结构特点,然后简单讨论了脱硫与脱硝技术的特点,指出为降低设备投资和运行成本,简化工艺,消除二次污染,增加企业效益,适合提出一种火电厂烟气一体化脱硫脱硝系统及方法。
关键字:电厂锅炉;SCR烟气脱硝系统;设计;优化1、火电厂的SCR烟气脱硝系统结构介绍火电厂的SCR烟气脱硝系统,包括锅炉和省煤器,所述锅炉的出口连接有省煤器,所述省煤器的出口连接脱硝器,所述脱硝器连接空预器,所述空预器的出口通过除尘器连接脱硫装置,所述脱硫装置的出口连接烟囱;所述空预器的空冷入口上连接有送风机,所述空预器的空冷出口连接至锅炉;所述省煤器与脱硝器间的管路上连接有液氨存储及卸料系统、以及监控系统[1]。
2 、SCR基本原理SCR法以氨气为还原物,以氨储罐、盛放催化剂的容器以及还原剂为主要的反应装置。
烟气中氮氧化物是重要的大气污染物之一,其主要组成成分是一氧化氮和二氧化氮,其中一氧化氮的比例最大,可达93%,因此脱硝反应通常都是以一氧化氮、氨气还有氧气为反应物,生成氮气和水。
除了以上主要反应以外,还会产生一些有害物质,烟气中的二氧化硫、氨和氧气反应生成硫酸铵等有害物质。
催化剂在这些反应中可以起到提高活性、加快反应速度的作用,尤其是对于一氧化氮的还原反应有着非常明显的作用;来自烟气的氧气在这些反应中起到很大的作用,整个反应都需要有氧气源源不断地供应才能维持反应持续进行。
SCR技术中想要保证反映的顺利进行,就必须要将SCR区域温度控制在290~430 ℃,温度过高过低都不可以,过低会导致反应物硫酸铵产生结晶现象,进而覆盖在催化剂表面,降低催化剂的活性,而温度过高则会造成催化剂高温烧结进而失活,降低脱硝效率[2]。
3、工艺流程SCR工艺系统流程主要由贮氨、混氨、喷氨、反应塔(催化剂)系统、烟道及控制系统等组成。
电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化

电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化摘要:近年来,我国SO2和NO X的排放量不断增加,区域性大气污染日趋明显。
随着电厂污染物排放标准的日趋严格,脱硝技术将成为各大电力企业,尤其是火电厂的新关注点。
我国的能源结构决定了在较长的时间内不会改变以火电为主的格局。
选择性催化还原(SCR)法脱硝技术是我国火电企业目前应用最广泛的锅炉烟气脱硝技术之一,也是国际上火电企业使用的主流技术,我国已经投运和在建的火电厂烟气脱硝装置大多采用的是SCR脱硝装置。
本文对电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计优化进行了相关探讨。
关键词:SCR;烟气脱硝系统,优化1 SCR烟气脱硝系统技术原理SCR又叫做选择性催化还原技术。
这种技术是当前行业内比较成熟的一种脱硝技术,是一种炉后脱硝技术,最早是在日本兴起的,主要是利用向烟气中喷入氨气(NH3)作为还原剂在金属催化剂存在的条件在,在300~400℃较低的温度条件,将NO X还原为N2和H2O。
SCR法是目前应用最广的脱硝工艺,技术成熟、可靠性高、脱硝效率可在50~90%间灵活设计,因此也叫做选择性还原法,当前世界上使用较多的SCR技术使用的脱硝还原剂通常包括尿素、液氨,氨水三种。
其中使用尿素制氨的方法最安全,其投资、运行总费用最高;纯氨的运行、投资费用最低,液氨属于重大危险源,存储安全要求高。
氨水介于两者之间。
在这种脱硝技术中,最常用的催化剂大多需要载体,载体一般都是TiO2,以V2O5或V2O5-WO3或V2O5-MoO3为活性成分,载体的形式有三种,比如蜂窝式、板式、波纹式。
2 SCR脱硝系统运行典型故障2.1氨气供应不足某电厂2台机组同步安装SCR烟气脱硝装置,间隔约半年相继投运。
首台机组投运时,即出现SCR反应区氨气流量偏低现象,脱硝装置氨耗量增加时,氨气母管压力迅速降低;2台机组全部投运后,氨气流量不足现象更加突出,氨流量调节阀全开,氨气流量不足200m3/h(标准状态,本文凡与体积相关数值均已换算至标准状态),不到设计流量的一半。
SCR脱硝-技术方案设计2-采用低温板式催化剂
SCR烟气脱硝技术方案(采用低温催化剂)2016年9月12日一设计概述1.1 设计背景本设计方案为****玻璃科技玻璃窑烟气SCR脱硝处理项目。
1.1.1烟气参数(1)烟气流量:73000Nm3/h(工况);37000m3/h(标况)(2)烟气温度:248~260℃;(3)氮氧化物含量:2769~2948 mg/m³(4)SO2含量:226~738 mg/m3(5)O2浓度:10~11.7%1.1.2烟气排放指标:氮氧化物含量:50 mg/Nm³(《省工业窑炉大气污染物排放标准》DB37/2375-2013)1.2 SCR烟气脱硝技术介绍1.2.1SCR工艺原理:选择性催化还原法(SCR)是指在催化剂的作用下,在锅炉排放的烟气中均匀地喷入氨气,从而将烟气中的NO*还原生成N2和H2O。
SCR 是一个连续的化学工艺过程,其中含氮还原剂例(如氨气)加入到含NO*的烟气中。
主要的化学反应如下:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O (1.2-1)4NH3+ 2NO2+O2→3N2+6H2O (1.2-2)4NH3+ 6NO→5N2+6H2O(1.2-3)8NH3+ 6NO2→7N2+ 12H2O(1.2-4)烟气中的NO *主要是由NO 和NO 2组成的,其中NO *总量的95%为NO ,其余的5%基本上为NO 2。
所以脱硝反应的主要化学反应方程式是(1.2-1),它的反应特性如下:① NH 3和NO 的反应摩尔比为1左右;② 脱硝反应中离不开O 2的参与;③ 最为典型的反应温度窗口:300℃~400℃;除了以上提及的化学反应方程式,其实脱硝反应中还存在着有害反应,具体如下:SO 2被氧化成SO 3的反应:32222SO O SO →+(1.2-5)NH 3的氧化反应:O H NO O NH 2236454+−→−+ (1.2-6)O H N O NH 22236234+−→−+ (1.2-7)催化剂的选择性成分为NO*的还原反应提供了很高的催化活性。
烟气脱硝(SCR)技术及相关计算
2021/6/21
10
脱硝反应器的总括图 (垂直流型)
NH3 喷嘴 (AIG) 催化剂框架结构
导叶片 整流器(缓冲层)
催化剂层
预留层
吹灰器 2021/6/21
催化剂载卸设备
烟气
11
2、液氨存储及供应系统
液氨存储及供应系统包括氨压缩机、液氨储罐、 液氨蒸发器、气氨罐废水箱、废水泵、废水坑 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 将液氨由槽车输入液氨储罐内,储槽输出的液 氨在液氨蒸发器内蒸发为气氨,气氨经稀释后 供入脱硝系统。
2021/6/21
12
NH3 储存和供给系统
NH3 稀释罐
液氨卸料装置
2021/6/21
NH3 蒸发器
液氨储存罐
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锅炉SCR脱硝系统装置的基本流程图
锅炉
NH3 混合器
蓄压器
NH3 喷注
NH3液化罐
脱硝反应器
蒸发器
空气预热器 静电除尘器
换热器 增压风机
烟囱
脱硫系统
SAH
引风机
送风机
2021/6/21
氮氧化物(NOx)一般包括NO 、NO2 、 N2O 、 N2O3 、 N2O4 、 N2O5 等,但是大气主要污染物还是NO 和NO2 。
火力发电厂燃煤锅炉燃烧烟气中(脱硝前)的氮氧化物 NOx主要包括NO、NO2,其中NO约占NOx排放总量 的95%(体积浓度),NO2约占NOx排放总量的5%(体积 浓度)。
4NO + 4NH3 + O2→ 4N2+ 6H2O (1) 2NO2 + 4NH3 + O2→ 3N2 + 6H2O (2)
(完整版)SNCR+SCR脱硝方案
100t/h循环流化床锅炉烟气脱硝工程技术方案(SNCR+SCR)目录1 项目概况 (3)2 技术要求 (3)2.1设计原则 (3)2.2设计依据 (3)2.3设计规范 (4)3 工作范围 (8)3.1设计范围 (8)3.2供货范围 (8)4 技术方案 (8)4.1技术原理 (8)4.2工艺流程 (11)4.3平面布置 (15)4.4控制系统 (15)7 技术培训及售后服务 (16)7.1技术服务中心 (16)7.2售前技术服务 (17)7.3合同签订后的技术服务 (17)7.4技术培训 (17)7.5售后服务承诺 (18)1 项目概况现有100t/h循环流化床锅炉2台。
据《GB13223-2011火电厂大气污染物排放国家标准》,NOx排放浓度必须满足当地环保要求,拟采用SNCR+SCR脱硝技术实施脱硝。
本脱硝系统设计脱硝处理能力锅炉最大工况下脱硝效率不小于80%,脱硝装置可用率不小于98%。
本项目工程范围包括脱硝系统的设计、设备供货、安装、系统调试和试运行、考核验收、培训等。
2 技术要求2.1 设计原则本项目的主要设计原则:(1)本项目脱硝工艺采用“SNCR+SCR”法。
(2)本项目还原剂采用氨水。
(3)烟气脱硝装置的控制系统使用PLC系统集中控制。
(4)锅炉初始排放量均在400mg/Nm3(干基、标态、6%O2)的情况下,脱硝系统效率不低于80%。
(5)NH3逃逸量控制在8ppm以下。
(6)脱硝设备年利用按3000小时考虑。
(7)脱硝装置可用率不小于98%。
(8)装置服务寿命为30年。
2.2 设计依据锅炉参数:锅炉类型:流化床锅炉出口热水压力:1.6MPa烟气量:100t/h锅炉烟气量:260000m3/hNOx含量:400mg/Nm3NOx排放要求:小于100mg/Nm3排烟温度:150℃烟气中氧含量:8~10%2.3 设计规范国家和地方现行的标准、规范及其他技术文件见下表:3 工作范围3.1 设计范围烟气脱硝系统成套设备与界区外交接的公用工程设施(如水、电、气等),由业主提供,设备及系统所需的公用工程设施(水、电等)由业主引至界区外1米处,系统内除因增加脱硝系统而引起的锅炉相关设备的改造需由锅炉厂家配合设计和核算外,其他所有设备、管道、电控设备等全部由卖方设计并供货。
scr脱硝毕业设计
scr脱硝毕业设计SCR脱硝毕业设计:净化空气,保护环境近年来,环境污染问题日益严重,大气污染成为全球关注的焦点。
而氮氧化物是大气污染的主要成分之一,对人类健康和生态环境造成了严重威胁。
为了减少氮氧化物的排放,SCR脱硝技术应运而生。
一、SCR脱硝技术的原理和工艺流程SCR脱硝技术,即选择性催化还原脱硝技术,通过在一定温度下将氨水或尿素溶液喷入烟气中,利用催化剂的作用将氮氧化物转化为氮气和水,从而达到减少氮氧化物排放的目的。
SCR脱硝技术的工艺流程主要包括:烟气净化、氨水制备、催化剂注入和脱硝反应四个步骤。
首先,烟气经过除尘器和脱硫装置的处理,去除颗粒物和二氧化硫等污染物。
然后,制备氨水,通过合成氨的方法制备含有一定浓度的氨水。
接下来,将制备好的氨水与烟气混合,并喷入SCR反应器中,与催化剂发生反应。
最后,经过脱硝反应后的烟气经过除雾器处理,去除水蒸气和氨水颗粒,最终排放出去。
二、SCR脱硝技术的优势和应用领域SCR脱硝技术相比其他脱硝技术具有许多优势。
首先,选择性催化还原反应可以在较低的温度下进行,能够更好地适应烟气的特性。
其次,SCR脱硝技术对烟气中的氮氧化物具有高度的选择性,可以将其转化为无害的氮气和水。
此外,SCR脱硝技术操作简单,运行稳定可靠,能够适应不同规模和类型的燃煤、燃气锅炉以及工业生产过程中的氮氧化物排放控制。
SCR脱硝技术在电力、钢铁、化工等行业得到广泛应用。
特别是在火力发电厂中,燃煤锅炉是氮氧化物排放的主要来源,SCR脱硝技术可以有效减少排放量,达到国家和地方的排放标准。
此外,SCR脱硝技术还可以应用于工业炉窑、石化装置等领域,帮助企业合规排放,保护环境。
三、SCR脱硝毕业设计的关键问题和解决方案在进行SCR脱硝毕业设计时,需要解决一些关键问题。
首先,需要确定烟气中的氮氧化物浓度和特性,以确定合适的催化剂和工艺参数。
其次,需要选择合适的催化剂载体和催化剂配方,以提高脱硝效率和催化剂的使用寿命。
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电厂锅炉SCR烟气脱硝系统设计
发表时间:2016-12-15T16:24:15.933Z 来源:《电力设备》2016年第20期作者:张军
[导读] 随着火电站的发展,所带来环境问题也日益严重,特别是有色雾气的产生。
(兰州西固热电有限责任公司发电部)
摘要:随着环境污染日益加重,我国对环境保护的重视度不断增加,并拟定了一系列的法规。
我国的电厂以火电站为主,电厂废气排放是空气环境污染的重要因素,特别是控制氮氧化物的排放是电厂废气治理重要环节。
目前主要的控制手段是通过安装烟气脱硝系统,采用选择性催化还原(SCR)来控制烟气中的氮氧化物的含量,本文主要论述了脱硝系统的设计和各种辅助设备的选型。
关键词:脱硝系统;选择性催化还原;系统设计;
0引言
随着火电站的发展,所带来环境问题也日益严重,特别是有色雾气的产生,给人们敲响了警钟。
有色雾气产生的主要原因是氮氧化物的超标排放,并与空气发生化学反应所产生的,其中氮氧化物其主要来源是煤炭燃烧。
我国电厂70%是火电厂,是主要的氮氧化物的主要排放点,为规范氮氧化物的排放,现国家出台一系列的氮氧化物控制政策,要求所有火电站必须安装脱硝系统。
根据脱硝阶段划分脱硝技术可以分为两类:燃烧过程控制和燃烧后烟气脱硝,但大部分脱硝系统都是选择燃烧后烟气脱硝。
1 SCR烟气脱硝系统的原理
SCR烟气脱硝系统是采用选择性催化剂跟烟气中的氮氧化物发生还原反应,将氮氧化物还原成氮气和水。
其主要由还原剂喷撒系统、还原反应器、排放管道和管理控制系统等组成。
脱硝系统流程如图1所示。
脱硝系统一般紧跟锅炉省煤器出口安装,在进入SCR反应器前,先跟催化剂充分混合,然后在一定的温度下在反应器充分发生化学反应。
反应温度一般控制在280-390℃为宜,在此温度下主要有以下几种还原反应:
4NO+4NH 3+O 2→4N 2+6H 2O
NO+NO 2+2NH 3→2N 2+3H 2O
6NO 2+8NH 3→7N 2+12H 2O
脱硝系统的是选用氨气作为还原剂,氨气的供给方式主要有三种分别是液氨、氨水、尿素,三种方式各有优缺点,其有确定对比如表1。
图1 SCR脱硝系统结构流程图
2 烟道及旁路的设计
烟道是烟气进出脱硝系统的通道,在烟道进出口或弯处通常需要增加导流叶片,辅助烟气流通。
烟道材料选择应考虑烟气的温度、酸碱性、材料强度、材料热变形。
烟气在整个系统的温度一般在200-600℃,一般选用5-6mm的钢板,在整个系统中必须增加充足的固定和支撑板,防止震动。
由于反应器使用催化剂不同,所需的反应温度也不相同,且锅炉在不同功率负荷下产生的烟气温度也不稳定。
为保证烟气在进入反应器是的温度,需要在烟气入口前增加旁路设置,用于控制烟气进入系统的温度。
还可以更具需求是否增加反应器旁路,来降低能耗提升系统使用寿命,但需要增加先期投资。
3 还原剂混合器设计
烟气脱硝的效果是由烟气是否与还原剂的充分混合成都是决定的,保证该过程的是部件还原剂混合器。
目前使用最多的混合器是格栅喷氨,将整个区域分格,在每格内都有催化剂喷射枪,将还原剂与烟气均匀混合。
另外为是烟气与还原剂充分混合,需要足够的混合空间。
该空间的大小根据整个脱硝系统的大小来设计,太小混合不充分,太大会增加系统能耗和投资,增加成本。
烟气脱硝率的控制是通过控制还原剂喷撒量来控制的,一般来说检测烟气中氮氧化物的含量,根据氮氧化物的总量来确定还原剂的使用量。
一般还原剂/氮氧化物的比值控制在0.7-1.0之间。
4SCR反应器的设计
SCR反应器是整个脱硝系统的核心,催化剂和氮氧化物在反应器中发生还原反应,其机构由钢制壳体、烟气入口、催化剂布置架、导流装置等。
4.1反应器壳体
SCR反应器的壳体需要考虑到烟气和催化剂混合气体的通过速度、壳体强度、放震动性、隔热性能等,通常采用箱式结构。
4.2催化剂的设计
目前使用较多的催化剂有以下三种类型:蜂窝型、折板型、波纹板型。
其成分如表2所示
催化剂在反应器中一般摆放2-4层,一般选则摆放三层,还要预留空间,目的是当烟气进入反应器催化剂层时分布更均匀。
另外还需要考虑催化剂层的间距,方便人员的检修更换。
4.3吹灰器的类型设计
在烟气中含有大量的粉尘,在经过反应器反应后会有大量粉尘覆盖在催化剂上,会对还原反应造成影响,造成氮氧化物的泄漏。
吹灰器的作用是清除附着在催化剂上粉尘,一般采用空气或者蒸汽对催化剂进行清扫,频率为1次/月,清扫时间根据工作状态来定,一般为5-
10min。
跟吹灰器配合工作的还有灰斗,作用是收集吹飞的灰尘。
5 还原剂的存储、装卸料
5.1系统液氨的存储
液氨属于化工原料,脱硝系统中液氮的存储需要能承受空气压力的专用液氨存储罐,同时储存罐上需要配置流量阀、逆止阀、紧急关闭阀、温度计、压力表等。
还需配备氨气泄漏检测装置和储存罐喷淋降温系统,当氨气泄漏或罐体温度过高时能快速报警。
5.2液氨的使用
在系统运行过程中,需要通过蒸发槽将液氨汽化,在通过缓冲槽缓冲,才能与烟气混合进行脱硝反应。
在SCR系统卸料维修前时应将整个系统的氨气进行吹扫,保证系统内无残余氨气才能进行拆卸维修。
5.3还原剂在仓库的存储
脱硝所使用的还原剂如液氮、氨水、尿素属于化工原料,原料的存放、运输都需要遵照化工原料使用规范运行。
存储地点最好原理人员聚集区,且通风良好,并定期接受有关部门的安全检查。
6 结论
目前我国的脱硝技术处于刚起步阶段,尚且没有技术产权,系统设计、运行、监管都缺乏经验。
目前已投产的火电机组所使用的脱硝系统都是使用的国外技术。
通过对国外烟气脱硝系统进行分析研究,将成熟的设计理论结合国内电厂锅炉的特性,对脱硝系统进行优化,以提高各电厂氮氧化物排放的控制力度,降低氮氧化物对空气的污染。
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