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脱硝工艺组成

脱硝工艺组成
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编辑时间 : 2020-07-28
详细介绍:

    烟气脱硝采用SNCR+SCR工艺系统主要由尿素溶液制备系统、计量分配系统、喷射系统、脱硝SCR反应器、烟道系统、吹灰系统等组成。

    尿素溶解罐进水至一定水位并加热,定量袋装尿素由螺旋输送机输送至尿素溶解罐,人工拆包倒入尿素螺旋输送机进料斗,溶解为10的尿素溶液,通过尿素输送泵输送至尿素溶液储罐备用;10的尿素溶液经计量分配系统定量送入喷射系统,完成炉内SNCR脱硝,雾化后的尿素液滴在热解炉内分解,生成的分解产物为NH3、H2O和CO2,分解产物经由SCR的氨喷射系统进入脱硝烟道。

    5.4.1、尿素溶液制备系统

    尿素为固体颗粒物,不易燃烧和爆炸,运输、存储与氨水相比简单、、方便。

    SNCR系统包括螺旋输送机上料机、尿素溶液配制罐、尿素溶液循环输送泵、尿素溶液储罐、尿素溶液输送泵、背压控制阀、计量和分配装置、喷枪等。

    SNCR系统的工艺流程为:干尿素储存于尿素储藏间,采用人工拆袋的方式,经上料机将尿素颗粒输送至尿素溶液配制罐,用除盐水将固体尿素溶解成10质量浓度的尿素溶液,通过尿素溶液循环输送泵输送到尿素储罐备用。尿素储藏间储存容积满足锅炉BMCR工况,在设计条件下运行24小时的消耗量。

    尿素溶液通过尿素溶液输送泵增压输送到每台锅炉附近的计量分配模块,供每台锅炉的喷枪使用,在锅炉炉膛处设置喷枪,尿素溶液通过循环管道回到尿素储罐,在回到储罐以前,设置背压控制阀,以保持循环管道内的尿素溶液压力。整个尿素溶液输送管道和阀门采用不锈钢材质,尿素溶液管道采用电伴热,保证输送管道内的尿素不结晶。

    其,螺旋输送机、尿素溶液配制罐、尿素溶液循环输送泵、尿素储罐、尿素溶液输送泵等为3台锅炉的SNCR系统。

    SNCR系统的主要设备包括:

    螺旋输送机

    尿素通过螺旋输送机将尿素颗粒输送至尿素溶液配制罐。

    尿素溶液配制罐

    本项目在室内设置1个尿素溶液配制罐。罐体采用304不绣钢制造。溶解罐采用加热系统启动使溶液的温度保持在合理的温度,防止特定浓度下的尿素结晶。另设搅拌器使尿素更好地溶解、混合。

    尿素溶液输送泵

    尿素溶液输送泵为不锈钢本体,碳化硅机械密封的离心泵,每台尿素溶液配制罐设两台泵,一用一备,并列布置。溶液给料泵将尿素溶液打至尿素储罐。

    尿素储罐

    本项目在室内设置1个尿素储罐,用于尿素溶液的存储,采用加热系统使溶液的温度保持在合理的温度,防止特定浓度下的尿素结晶。罐体采用不锈钢制造。储罐装有液面、温度显示仪、人孔、梯子、通风孔。

    尿素溶液循环装置

    脱硝装置设置1套尿素溶液供应与循环装置。每套循环管路为锅炉的脱硝装置供应尿素溶液。每套尿素溶液循环装置包含2台全流量的多级离心泵(流量按正常需要量的120选取,互为备用)。

    5.4.2、计量分配系统

    计量分配装置

    计量及分配装置用于控制锅炉每个喷射区的还原剂流量,每台锅炉配置1套计量分配系统,计量分配系统就近布置在喷射系统附近锅炉平台上。模块管道、管件及阀门均采用SS304不锈钢制造。每层喷枪采用独立的流量和压力控制系统,为复杂的应用情况提供所需的高水平的控制。该装置需通过对机组的实时工况(如锅炉负荷水平、燃料或燃烧状况、NOx及O2浓度等)进行分析,打开或关闭某层尿素喷枪,或调整某层喷枪尿素溶液的流量。

    每台反应器配置1台SCR计量分配模块。模块管道、管件及阀门均采用SS304不锈钢制造。

    5.4.3、喷射系统

    还原剂溶液喷射雾化系统是整个脱硝系统的关键部位,决定脱硝效率的高低。该系统包括还原剂喷射喷枪、连接高压软管、阀门等组成。脱硝喷嘴、喷枪的良好性能是保证脱硝效率高及运行费用、氨逃逸、热损耗低的关键。

    我们设计采用新型耐磨脱硝喷枪,本喷射器具有以下特点:

    ①雾化颗粒非常细小:雾滴平均直径为50~70μm,确保100蒸发,保证不湿底;

    ②使用寿命长:喷枪材质采用高强度的耐磨合金材料制作,材质不低于310S,耐热温度搞到1360℃。喷枪使用寿命不少于5年,喷嘴不少于3年。

    ③不用冷却风:普通脱硝喷枪需要借助冷却风对枪体冷却保护,而空气压缩机耗能非常高,俗称电老虎。新型耐磨脱硝喷枪不需要冷却风保护,节省了电能,为企业节约了成本。

    ④喷雾覆盖面积大:喷雾直径可达3~4米,更有利于烟气降湿调质;

    ⑤优异的抗堵性:喷嘴孔径可达6.3mm,能适应不同水质的要求;

    ⑥喷嘴可更换:喷嘴与枪体采用螺纹连接,喷嘴需要更换时,不需要连同枪体一体更换,节省维护费用。

    5.4.4、烟道系统

    本项目设SCR烟道分为反应器入口烟道、出口烟道两部分。

    入口烟道从锅炉省煤器前至反应器入口为止。在入口烟道上布置有管式混合器、烟气导流板等。

    出口烟道从反应器出口至省煤器前为止。烟道设计温度360℃运行温度300〜410℃,烟道材质为Q345;钢制焊接烟道,各接口续焊接,保证漏风率小于2。烟道按原烟道设计,保证灰尘在烟道内不会沉积,且在烟道低位设置清灰门,烟道外部设加固肋。根据烟道载荷计算设置钢制支架(固定、滑动、限位)。

    在烟道的适当位置设置补偿器。烟道应根据可能发生的差运行条件(例如:温度、压力、流量等)进行设计。烟道设计应能够承受如下荷载:烟道自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。烟道应是具有气密性的焊接结构,所有非法兰连接的接口都应进行连续焊接,保证烟道严密。

    烟道应在适当位置配有足够数量和大小的人孔门,以便于烟道(包括膨胀节)的维修和检查以及清除积灰。另外,人孔门应与烟道壁分开保温,以便于开启。烟道的设计应尽量减小烟道系统的压降,其布置、形状和内部件(如导流板和转弯处导向板)等均应进行优化设计。

    为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内,特别要注意考虑烟道系统的热膨胀,热膨胀应通过膨胀节进行控制。

    5.4.5、脱硝SCR反应器

    (1)SCR反应器本体

    SCR反应器壳体是包含催化剂支架的外部结构,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,是由框架钢结构、钢板焊接而形成密闭的空间。系统运行时,烟气经过与尿素分解成的氨气均匀混合后,垂直向下流经反应器,在反应器内,还原剂(氨气)在催化剂的作用下与烟气的氮氧化物反应生成无害的氮和水,从而去除烟气的如NOX。

    本项目的SCR反应器采用钢制塔焊接结构,其强度设计充分考虑烟温、积灰、烟气沉力等因素(同时考虑自重、风雪荷载、地震荷载、灰尘积累、催化剂层和保温的重量等要载荷)。

    SCR反应器布置在锅炉房外墙的出口烟道心线方向,设计成垂直放置,烟气由上而下流动,使被飞灰堵塞的可能性减到小。

    反应器入口弯头和大小头均设置气流均布装置,对气流进行梳理:反应器截面按照合理的烟气流速(催化剂入口烟气流动条件)设计。烟气进入催化剂进行脱氮反应,还原剂在反应器入口垂直烟道内布罝,采用喷氨混合技术,保证混合效果。烟道和反应器之间采用金属补偿器断开,吸收热膨胀量,保证反应器能够自由伸缩。

    反应器应设置足够大小和数量的入孔门(该入孔门大小应满足更换催化剂的要求),用于人员维护检修;反应器设计须考虑内部催化剂维修及更换所须的起吊装置。每层催化剂上方均设置声波吹灰系统;设置用于测试和调试用传感器孔。

    对于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,同时须考虑热膨胀的补偿措施。

    反应器配有可拆卸的催化剂测试元件。

    反应器出口设有放灰口,用于事故放灰。反应器设有要的检修平台和爬梯,平台、爬梯要求用花纹板,并符合相关规范标准要求。

    反应器外壳及烟道保溫采用:超细玻璃棉+0.5mm厚压型钢板护板,保证设备外表温度不高于50℃。

    (2)催化剂

    a、催化剂选择具有成功运行业绩、国内知名品牌产品:东方凯特瑞、天河环境;

    b、催化剂寿命≥3年,氨逃逸<3PPM,SO2/SO3转化率<1,脱硝工程引起的烟气压降尽可能小,安装一层催化剂时系统阻力<400Pa、安装二层催化剂时系统阻力<600Pa。

    c、催化剂能满足烟气温度不高于410℃的情况下长期运行,同时催化剂能承受运行温度450℃不少于15小时的考验,而不产生任何损坏;

    d、催化剂按照“1+1”模式布置(在反应器内布置一层,并预留一层);催化剂采用普通金属催化剂,反应温度范围为300〜410℃催化剂形状采用蜂窝式。

    e、催化剂采用模块化设计,以减少更换催化剂的时间,催化剂各层模块规格统一、具有更换性,催化剂模块采用钢结构框架,并便于运输、安装、起吊;

    f、催化剂模块设计应有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;

    g、催化剂设计应考虑燃料含有的任何微量元素可能导致的催化剂毒和烟气碱性氧化物、硫化物等对催化剂的腐蚀失效影响;

    h、合理选择催化剂的节距,设置吹灰系统,可以保证及时清理积灰;

    I、催化剂技术规格书:


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