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      SNCR脫硝系統

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      1.設計原則

      SNCR脫硝工藝系統設計原則包括:

      1)采用尿素作為還原劑;

      2)在鍋爐正常負荷范圍內,采用SNCR改造后,當SNCR入口NOx<320mg/Nm3,保證SNCR脫硝效率72%或保證NOx排放值<90mg/Nm3。以上NOx數據均為標況、干基、6%O2。

      3)脫硝裝置在運行工況下,NH3的逃逸率不高于10ppm(干態,折算到6%O2濃度下);

      4)脫硝裝置對鍋爐效率的影響小于0.5%;

      5)脫硝裝置可用率不小于98%,裝置服務壽命為30年;

      6)脫硝系統檢修時間與鍋爐檢修時間相符合。

      2.設計范圍

      SNCR脫硝工藝部分設計范圍包括:

      1)SNCR脫硝工藝系統:尿素溶液制備系統、尿素溶液儲存及輸送系統、計量分配系統、稀釋水系統、噴射系統、壓縮空氣系統、控制及電氣系統。

      2)主要設備的選型;

      3)設備及管道布置;

      4)保溫油漆及防腐;

      5)設備及材料清冊的編制。

      3.工藝原理

      選擇性非催化還原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下簡稱為SNCR)技術是一種成熟的商業性NOx控制處理技術。SNCR方法主要在850~1150℃下,將含氮的藥劑噴入煙氣中,將NO還原,生成氮氣和水,如下圖所示。


      1516688508961103_副本.jpg

      SNCR反應示意圖

      SNCR在實驗室內的試驗中可以達到90%以上的NOx脫除率。應用在大型煤粉鍋爐上,短期示范期間能達到75%的脫硝率,長期現場應用一般能達到30%~70%的NOx脫除率。SNCR技術的工業應用是在20世紀70年代中期日本的一些燃油、燃氣電廠開始的,在歐盟***從60年代末一些燃煤電廠也開始SNCR技術的工業應用。美國的SNCR技術應用是在90年代初開始的,目前世界上燃煤電廠SNCR工藝的總裝機容量在2GW以上。SNCR 技術應用在垃圾焚燒爐和循環流化床鍋爐上,脫硝率基本都能達到50%以上。

      SNCR技術有如下優點:

      (1)脫硝效果滿足要求:SNCR技術應用在大型煤粉鍋爐上,長期現場應用一般能夠達到50%以上的NOx脫除率。

      (2)尿素多樣易得:SNCR技術中使用的脫除NOx的尿素一般均為含氮化合物,包括氨、尿素、氰尿酸和各種銨鹽(醋酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、草酸銨、檸檬酸銨等)。其中,實際工程應用***廣泛,效果好的是氨和尿素。

      (3)無二次污染:SNCR技術是一項清潔的脫硝技術,沒有任何固體或液體的污染物或副產物生成。

      (4)經濟性好:由于SNCR的反應熱源由爐內高溫提供,不需要昂貴的催化劑系統,因此投資和運行成本較低。

      (5)系統簡單、施工時間短:SNCR技術***主要的系統就是尿素的儲存系統和噴射系統,主要設備包括儲罐、泵、噴槍及其管路、測控設備。由于設備相對簡單,SNCR技術的安裝期短,小修停爐期間即可完成爐膛施工。

      (6)對鍋爐無影響:SNCR技術不需要對鍋爐燃燒設備和受熱面進行改動,也不需要改變鍋爐的常規運行方式,對鍋爐的主要運行參數不會有顯著影響。

      4.工藝系統物流流向

      在SNCR反應裝置所組成的系統中主要包括尿素流、蒸汽流、壓縮空氣流等主要物料流,其流向如下:

      (1)尿素流

      袋裝尿素→尿素溶解罐→尿素溶液儲存罐→尿素溶液和稀釋水混合器→脫硝噴槍→鍋爐爐膛。

      (2)凈煙氣

      鍋爐爐膛→鍋爐省煤器→空氣預熱器入口煙道。

      (3)熱水

      廠內熱源點→尿素溶解罐加熱盤管/尿素溶液儲存罐加熱盤管→冷凝水

      廠內熱源點→伴熱管線→冷凝水

      (4)壓縮空氣

      空氣→空氣壓縮機→干燥器等附屬設備→壓縮空氣儲罐→脫硝噴槍→鍋爐爐膛。

      本公司脫硝采用選擇性非催化還原法(SNCR)的工藝方案,當SNCR入口NOx<320mg/ Nm3,保證SNCR脫硝效率72%或保證NOx排放值<90mg/Nm3。以上NOx數據均為標況、干基、6%O2。

      1、NOx去除率、氨逃逸率

      煙氣中NOx的濃度(干基、標態、6%O2)計算方法為:

      NOx去除率、氨逃逸率.jpg

      式中:

      NOx(mg/Nm3):標準狀態,6%氧量、干煙氣下NOx濃度,mg/Nm3;

      NO(μL/L):實測干煙氣中NO體積含量,μL/L;

      O2:實測干煙氣中氧含量,%;

      0.95:經驗數據(在NOx中,NO占95%,NO2占5%);

      2.05:NO2由體積含量μL/L到質量含量mg/Nm3的轉換系數。

      煙氣中NH3的濃度(干基、標態、6%O2)計算方法為:

      NOx去除率、氨逃逸率1.jpg

      式中:

      NH3:標準狀態,6% O2、干煙氣下NH3濃度,mg/Nm3;

      NH3(μL/L):實測干煙氣中NH3體積含量,μL/L;

      O2:實測干煙氣中氧含量,%;

      0.76:NH3由體積含量μL/L到質量含量mg/Nm3的轉換系數。

      2脫硝裝置可用率

      脫硝裝置的可用率定義:

      脫硝裝置可用率.jpg

      式中:

      A:脫硝裝置統計期間可運行小時數;

      B:若相關的發電單元處于運行狀態,脫硝裝置本應正常運行時,脫硝裝置不能運行的小時數;

      C:脫硝裝置沒有達到NOx排放濃度的性能要求時的運行小時數;

      D:脫硝裝置沒有達到氨的逃逸濃度小于10ppm要求時的運行小時數。SNCR整套裝置的可用率在正式移交后應不小于98%,服務壽命為30年。

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