SNCR脱硝系统

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产品介绍

1.设计原则

SNCR脱硝工艺系统设计原则包括:

1)采用尿素作为还原剂;

2)在锅炉正常负荷范围内,采用SNCR改造后,当SNCR入口NOx<320mg/Nm3,保证SNCR脱硝效率72%或保证NOx排放值<90mg/Nm3。以上NOx数据均为标况、干基、6%O2。

3)脱硝装置在运行工况下,NH3的逃逸率不高于10ppm(干态,折算到6%O2浓度下);

4)脱硝装置对锅炉效率的影响小于0.5%;

5)脱硝装置可用率不小于98%,装置服务寿命为30年;

6)脱硝系统检修时间与锅炉检修时间相符合。

2.设计范围

SNCR脱硝工艺部分设计范围包括:

1)SNCR脱硝工艺系统:尿素溶液制备系统、尿素溶液储存及输送系统、计量分配系统、稀释水系统、喷射系统、压缩空气系统、控制及电气系统。

2)主要设备的选型;

3)设备及管道布置;

4)保温油漆及防腐;

5)设备及材料清册的编制。

3.工艺原理

选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下简称为SNCR)技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。SNCR方法主要在850~1150℃下,将含氮的药剂喷入烟气中,将NO还原,生成氮气和水,如下图所示。


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SNCR反应示意图

SNCR在实验室内的试验中可以达到90%以上的NOx脱除率。应用在大型煤粉锅炉上,短期示范期间能达到75%的脱硝率,长期现场应用一般能达到30%~70%的NOx脱除率。SNCR技术的工业应用是在20世纪70年代中期日本的一些燃油、燃气电厂开始的,在欧盟国家从60年代末一些燃煤电厂也开始SNCR技术的工业应用。美国的SNCR技术应用是在90年代初开始的,目前世界上燃煤电厂SNCR工艺的总装机容量在2GW以上。SNCR 技术应用在垃圾焚烧炉和循环流化床锅炉上,脱硝率基本都能达到50%以上。

SNCR技术有如下优点:

(1)脱硝效果满足要求:SNCR技术应用在大型煤粉锅炉上,长期现场应用一般能够达到50%以上的NOx脱除率。

(2)尿素多样易得:SNCR技术中使用的脱除NOx的尿素一般均为含氮化合物,包括氨、尿素、氰尿酸和各种铵盐(醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等)。其中,实际工程应用最广泛,效果好的是氨和尿素。

(3)无二次污染:SNCR技术是一项清洁的脱硝技术,没有任何固体或液体的污染物或副产物生成。

(4)经济性好:由于SNCR的反应热源由炉内高温提供,不需要昂贵的催化剂系统,因此投资和运行成本较低。

(5)系统简单、施工时间短:SNCR技术最主要的系统就是尿素的储存系统和喷射系统,主要设备包括储罐、泵、喷枪及其管路、测控设备。由于设备相对简单,SNCR技术的安装期短,小修停炉期间即可完成炉膛施工。

(6)对锅炉无影响:SNCR技术不需要对锅炉燃烧设备和受热面进行改动,也不需要改变锅炉的常规运行方式,对锅炉的主要运行参数不会有显著影响。

4.工艺系统物流流向

在SNCR反应装置所组成的系统中主要包括尿素流、蒸汽流、压缩空气流等主要物料流,其流向如下:

(1)尿素流

袋装尿素→尿素溶解罐→尿素溶液储存罐→尿素溶液和稀释水混合器→脱硝喷枪→锅炉炉膛。

(2)净烟气

锅炉炉膛→锅炉省煤器→空气预热器入口烟道。

(3)热水

厂内热源点→尿素溶解罐加热盘管/尿素溶液储存罐加热盘管→冷凝水

厂内热源点→伴热管线→冷凝水

(4)压缩空气

空气→空气压缩机→干燥器等附属设备→压缩空气储罐→脱硝喷枪→锅炉炉膛。

本公司脱硝采用选择性非催化还原法(SNCR)的工艺方案,当SNCR入口NOx<320mg/ Nm3,保证SNCR脱硝效率72%或保证NOx排放值<90mg/Nm3。以上NOx数据均为标况、干基、6%O2。

1、NOx去除率、氨逃逸率

烟气中NOx的浓度(干基、标态、6%O2)计算方法为:

NOx去除率、氨逃逸率.jpg

式中:

NOx(mg/Nm3):标准状态,6%氧量、干烟气下NOx浓度,mg/Nm3;

NO(µL/L):实测干烟气中NO体积含量,µL/L;

O2:实测干烟气中氧含量,%;

0.95:经验数据(在NOx中,NO占95%,NO2占5%);

2.05:NO2由体积含量µL/L到质量含量mg/Nm3的转换系数。

烟气中NH3的浓度(干基、标态、6%O2)计算方法为:

NOx去除率、氨逃逸率1.jpg

式中:

NH3:标准状态,6% O2、干烟气下NH3浓度,mg/Nm3;

NH3(µL/L):实测干烟气中NH3体积含量,µL/L;

O2:实测干烟气中氧含量,%;

0.76:NH3由体积含量µL/L到质量含量mg/Nm3的转换系数。

2脱硝装置可用率

脱硝装置的可用率定义:

脱硝装置可用率.jpg

式中:

A:脱硝装置统计期间可运行小时数;

B:若相关的发电单元处于运行状态,脱硝装置本应正常运行时,脱硝装置不能运行的小时数;

C:脱硝装置没有达到NOx排放浓度的性能要求时的运行小时数;

D:脱硝装置没有达到氨的逃逸浓度小于10ppm要求时的运行小时数。SNCR整套装置的可用率在正式移交后应不小于98%,服务寿命为30年。

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