SNCR—SCR联合脱硝系统设计

SNCR—SCR联合脱硝系统设计 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 密 级 公开 070383 学 号 毕 业 设 计(论 文) SNCR—SCR联合脱硝系统设计 院(系、部): 机械工程学院 姓 名: 年 级: 07级 专 业: 环境工程 指导教师: 初庆东 教师职称: 讲 师 2011 年 6 月 25 日?北京 I SNCR—SCR联合脱硝系统设计 北京石油化工学院 学位论文授权使用 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 论文《SNCR—SCR联合脱硝系统设计》系本人在北京石油化工学院学习期间创作完成的作品，并已通过论文答辩。 本人系作品的唯一作者，即著作权人。现本人同意将本作品收录于《北京石油化工学院学位论文全文数据库》。本人承诺:已提交的学位论文电子版与印刷版论文的内容一致，如因不同而引起学术声誉上的损失由本人自负。 本人完全同意本作品在校园网上提供论文目录检索、文摘浏览以及全文部分浏览服务。公开级学位论文全文电子版允许读者在校园网上浏览并下载全文。 注:本协议书对于非公开学位论文在保密期限过后同样适用。 院系名称:机械工程学院 作者签名: 学 号:070383 2011 年 06 月 25 日 I SNCR—SCR联合脱硝系统设计 摘 要 十一五计划以来，氮氧化物已经成为我国节能减排政策重点关注的污染物之一。市场上已经有了很多种烟气脱硝技术。其中SNCR/SCR联合脱硝技术是SNCR 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用逸出氨进行催化反应结合起来，从而进一步脱除NO的比较灵活的一种技术 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，特别适合我国国情。 X 本文针对某260 t/h燃煤锅炉，设计一套SNCR/SCR联合脱硝系统。其工艺前端是SNCR，利用稳定化的尿素水溶液减少锅炉内的NO，SNCR产生的不希望的氨副X 产物可以作为还原剂通过催化剂在下游进一步还原NO而得到有效利用，产生的氨X 量足以达到所需剩余NO的还原效率。包括烟气脱硝SCR系统相关的脱氮反应器以及X SNCR一些辅助设备，还有其他管路设备进行了的设计计算。最终达到NO排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 X及任务书的要求。 关键词:选择性非催化还原(SNCR);选择性催化还原(SCR);燃煤锅炉;脱硝 I SNCR—SCR联合脱硝系统设计 Abstract Since the Eleventh Five Year Plan, nitrogen oxides emission reduction policy in China has become the focus of the pollutants. The market already has a variety of flue gas denitrification technology. One SNCR / SCR DeNOx technology combined SNCR reducing agent is injected into the furnace process technology with the use of SCR technology for catalytic reaction of ammonia escaped together, further removal of NOX in a more flexible technology solutions, particularly suited to China's national conditions. In this paper, a 260 t / h coal-fired boiler, the design of a SNCR / SCR combined denitrification system. The front-end process is SNCR, using stable reduction of the urea solution inside the boiler NO, SNCR produce unwanted by-product of ammonia as a X reducing agent by the further reduction in the downstream NO catalyst be effectively X used to produce ammonia in sufficient quantities to achieve the NO reduction X efficiency to be remaining. SCR DeNOx system, including flue gas denitrification reactor and related ancillary equipment, SNCR, and other pipeline equipment for a design calculation. NO emission standards and ultimately the requirements of the X mission statement. Key words: selective non-catalytic reduction (SNCR);selective catalytic reduction (SCR);coal-firedboiler;denitrification; II SNCR—SCR联合脱硝系统设计 目 录 第一章 前 言................................................................................................................. 2 1.1 烟气脱硝的意义 ................................................................................................. 2 1.2 常用的烟气脱硝方法 ......................................................................................... 4 1.3 SNCR—SCR联合脱硝特点及优势 ....................................................................... 9 1.4 小结 .................................................................................................................. 12 第二章 联合SNCR—SCR脱硝系统的布置方式............................................................. 13 2.1 概述 .................................................................................................................. 13 2.2 SNCR布置方式 .................................................................................................. 13 2.3 SCR布置方式 .................................................................................................... 14 第三章SNCR—SCR联合脱硝设计计算 ............................................................................ 17 3.1 设计方案论证及选型 ....................................................................................... 17 3.2 基本设计参数 ................................................................................................... 18 3.3 SNCR的系统计算 ............................................................................................ 19 3.4 SNCR的系统计算的小结 ................................................................................. 23 3.5 SCR的系统计算 .............................................................................................. 24 3.6 催化剂的选型 ................................................................................................... 28 3.7 SCR塔的设计计算 ............................................................................................ 32 3.8氨区的设计 ........................................................................................................ 34 第四章 SNCR—SCR联合脱硝系统的设备选型.............................................................. 36 4.1氨区的设备选型 ................................................................................................ 37 4.2 氨气与烟气混合用风机的选型 ........................................................................ 40 第五章 经济分析与运行维护 ......................................................................................... 47 5.1 经济分析与评价的原理 .................................................................................... 47 5.2工程概算 ............................................................................................................ 47 5.3 系统运行 ........................................................................................................... 52 5.4 系统维护 ........................................................................................................... 52 第六章 结论与展望 ......................................................................................................... 54 6.1 结论 .................................................................................................................. 54 6.2 展望 .................................................................................................................. 54 1 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 第一章 前 言 1.1 烟气脱硝的意义 随着我国经济的发展，在能源消费中带来的环境污染也越来越严重。其中，大气烟尘、酸雨、温室效应和臭氧层的破坏已成为危害人民生存的四大杀手。燃煤烟气所含的烟尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质是造成大气污染、酸雨和温室效应 [1]的主要根源。在我国，二氧化硫、氮氧化物等有害物质主要是由燃煤过程产生的。 防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。随着现代工业生产的发展和生活水平的提高，大气污染成了人们十分关注的问题。 二氧化硫是大气的重要污染源之一，其污染危害甚大，故七十年代中，研究烟气脱硫技术被许多国家列为防治大气污染的重点，相继建成了一些工业规模的实用的处理装置，与此同时，对大气污染中的另一个大问题，即氮氧化物NOx的污染问题，人们也开始了防治技术的研究和开发。NOx在阳光的作用下会引起光化学反应，形成光化学烟雾，从而造成严重的大气污染。七十年代以来NOx的大气污染问题已被日益重视，人们发现:人体健康的伤害、高含量硝酸雨、光化学烟雾、臭氧减少以及其他一些问题均与低浓度NOx有关系，而且其危害性比人们原先设想的要大得多。 氮氧化物是引起酸雨、光化学烟雾等破坏地球生态环境和损害人体健康的一系列问题的主要污染物，也是目前大气环境保护中的重点和难点。NO经化学反应形成NO、O3和光化学烟雾。NO对人眼睛和呼吸器官有强烈的刺激，严重时发生肺水22 肿造成致命危险，另外，NO通过气相反应形成酸雨，对农作物、森林、地下水和2 建筑物等会产生极大的危害;当臭氧浓度过高时，可刺激粘膜，扰乱中枢神经，引起支气管炎和头痛;光化学烟雾带有刺激性、腐蚀性，能伤害人眼睛并导致呼吸系统的疾病，烟雾中还有致癌物质。而燃煤发电厂是目前NOx排放的一个重要来源之一。因此，如何有效地消除燃煤发电厂产生的NOx已成为目前环境保护中一个令人关注的重要课题。随着我国经济实力的增强，耗电量也将逐步加大。 目前，我国已经开展了大规模的烟气脱硫项目，但烟气脱硝还未大规模的开展。有研究资料表明，如果继续不加强对烟气中氮氧化物的治理，氮氧化物的总量和在大气污染物中的比重都将上升，并有可能取代二氧化硫成为大气中的主要污染物。 矿物燃料燃烧产生大量烟气中所含氮氧化物(NO)的排放是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重空气污染问题的主要原因之一。近年来我国NO污染的范围 2 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 和程度已相当严重。因而烟气脱氮技术的发展是继烟气脱硫之后所面临的又一亟待解决的重大课题。 尽管近几年来我国的火电机组单位发电量的NOx排放量有所下降，但是同发达国家的排放水平比较，我国的火电NOx排放水平仍然很高。从图1-1中可知我国2002年的单位火电NOx的排放水平仍然高于美国、日本、德国等发达国家的1985年的单位排放量水平。 [1]表1-1 中国火电十年间每年NOx总排放量 年份 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 281.4 198.6 327.1 359.3 350.3 360.5 430.0 469.0 497.5 536.8 NOx排放量 [2]图1—1各国氮氧化物排放量比较 随着我国经济的发展，作为我国主要能源的煤的消耗量将越来越大，由此可见， X将对我国大气环境造成严今后电力工业NOX排放量将十分巨大。如果不加强控制，NO 重的污染。迫于环境保护的压力我国将面临巨大的氮氧化物排放治理的挑战。环境污染已是电力工业发展的一个制约因素。电力工业必须解决和环境的协调发展问题，才能真正促进经济的繁荣，造福于人类。 3 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 1.2 常用的烟气脱硝方法 目前，降低火电行业NOx排放量的方法主要有燃烧中控制和烟气脱氮。 燃烧中控制是指通过采用低NOx燃烧器，优化配风，加燃尽风，烟气回燃等手段来减少锅炉燃烧产生的NOx。该控制法的优点是投资少、见效快。但这种方式受炉膛工况影响大，与运行水平有很大关系，而且，会在一定程度上降低燃烧效率，使得不完全燃烧热损失增加。烟气脱氮法主要有电子束法、吸附法、液体吸收法、微生物法、选择性非催化法(SNCR)和选择性催化法(SCR)。现将其各种方法的原理，优、缺点综述如下: 1.2.1 电子束法 电子束照射法脱硫脱氮技术是一种物理与化学相结合的高新技术，是在电子加速器的基础上逐渐发展起来的，已引起了国内外专家的广泛重视。电子束照射法是利用电子加速器产生的高能等离子体氧化烟气中的SO2和NOx等气态污染物。经电子束照射，烟气中的SO和NOx接受电子束而强烈氧化，在极短时间内(约十万分之一2 秒)被氧化成硫酸和硝酸，氧化后的酸与加入的氨反应生成(NH4)2SO4和NHNO3的微细粉粒，粉粒经捕集器回收作农肥，净化气体经烟囱排入大气。 但电子束照射法仍有不少缺点如: (1)能量利用率低，当电子能量降到3eV以下后，将失去分解和电离的功能，剩余的能量将浪费掉; (2)电子束法所采用的电子枪价格昂贵，电子枪及靶窗的寿命短，所需的设备及维修费用高昂; (3)设备结构复杂，占地面积大，X射线的屏蔽与防护问题不容易解决。上述原 [3]因限制了电子束法的实际应用和推广。 1.2.2 吸附法 吸附法是利用吸附剂对NOx的吸附量随温度或压力的变化而变化的特点，通过周期性地改变操作温度或压力，控制NOx的吸附和解吸，使NOx从气源中分离出来，属于干法脱硝技术。根据再生方式的不同，吸附法可分为变温吸附法和变压吸附法。常用的吸附剂有杂多酸、分子筛、活性炭、硅胶及含NH3的泥煤等。 吸附法脱氮技术净化效率高，不消耗化学物质，设备简单，操作方便。但是由于吸附剂吸附容量小、需要的吸附剂量大、设备庞大、需要再生处理，而且为间歇 4 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 操作，投资费用较高，能耗较大。 1.2.3 液体吸收法 液体吸收法是利用碱性溶液等吸收净化废气中的NOx。常见吸收剂有:水、NaOH、Ca(OH)2NH4OH、Mg(OH)2、稀HNO3等。采用氧化吸收法、吸收还原法及络合吸收法等可提高NOx的吸收效率。氧化吸收法是利用氧化剂如O2、O3、Cl2、ClO2、HNO3、KMnO4、NaClO2、NaClOH2O2等先将NO部分氧化为NO，再用碱液吸收。还原吸收法应用还原2 剂将NOx还原成N2，常用还原剂有(NH4)2SO4、(NH4)HSO3、Na2SO3等。液相络合吸收法主要利用液相络合剂直接同NO反应，从而将NO从烟气中分离出来。生成的络合物在加热时又重新放出NO，从而使NO能富集回收。目前研究过的NO络合吸收剂有FeSO4、Fe(?)-EDTA和Fe(?)-EDTA-Na2SO4等。 吸收法工艺过程简单，投资较少，吸收剂来源广泛，又能以硝酸盐的形式回收利用废气中的NOx。但是NOx去除效率低，能耗高，吸收废气后的溶液，易造成二次污染。 1.2.4 微生物法 微生物法处理烟气脱氮就是利用微生物的生命活动将NOx转化为无害的无机物及微生物的细胞质。由于该过程难以在气相中进行，所以气态的污染物先经过从气相转移到液相或固相表面的液膜中的传质过程，可生物降解的可溶性污染物从气相进入滤塔填料表面的生物膜中，并经扩散进入其中的微生物组织。然后，污染物作 [8]为微生物代谢所需的营养物，在液相或固相被微生物降解净化。 微生物法目前还处于实验阶段，且存在着明显的缺点，例如填料塔的空塔气速、烟气温度反硝化菌的培养、细菌的生长速度和填料的堵塞等等问题都有待于解决。 1.2.5 选择性催化还原(SCR) 此法在国外已得到广泛应用。实践证明，应用此法可在较低的温度下取得较高的NO去除效率，去除率可达80~90%。SCR法应用最广的是氨选择催化还原法，即利用氨作为还原剂注入含NO的烟道气中，通常是气体热交换器的上游，NO在催化剂的作用下被还原为分子N和水。SCR系统主要由反应器、催化剂、氯贮存罐和氯喷射器等组成。 具体反应式如下: 4NO+4NH+O?4N+6HO 3222 5 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 6NO2+8NH?7N2+12HO 32 4NH+5O?4NO+6HO 322 [6]4NH+3O?2N2+6HO 322 影响SCR法去除NOx的因素有如下几个方面: (1)烟气的温度:SCR法的适宜温度为300至400?，当烟气的温度不在此范围时，处理效率将会大幅度降低。 (2)催化剂的活性:SCR法所用的催化剂是有效元素Pt、Pa系贵金属和V、Cr、Mg、Fe、Ctl、Z、Co、Ni等的氧化物、盐及其混合物。催化剂的组成和活性对SCR法的处理效率影响很大。 (3)硫酸铵的生成:由于烟气中存在三氧化硫，未催化反应的NH通过反应器后形成硫酸铵。 图1—2 SCR反应原理图 图1—3 SCR系统图 6 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 图1—4 SCR反应器实体剖图 1.2.6 非选择性催化还原(SNCR) SNCR工艺主要技术特点是工程造价低，占地面积小，适用于老厂改造，新炉可依锅炉设计加以配合，脱硝效率更高。工艺的主要不足之处就是脱硝效率低，大型燃煤机组通常在(25,40,)氨逃逸量较大以及还原剂耗量相对较高。因此SNCR工艺的设计与运行过程中，如何实现以尽可能少的脱硝还原剂达到尽可能高的NOx脱除率，同时保证较低的氨逃逸，将是SNCR工艺的关键。 SNCR工艺投资省，是一性价比比较高的脱硝技术，但是因为其低的脱硝率以及环保法规的日趋严格，限制了SNCR工艺的推广与应用。目前研究在还原剂中增加添加剂来拓宽SNCR工艺的反应温度窗是SNCR技术发展的一个热点。 在非选择性催化还原过程中，尿基或氯基类化合物作为还原剂将NO转化为N。但是，反应通常发生在较高的温度下(900-1000?)，能够产生一个很高的活化能， [4]从而避免使用催化剂。 主要反应式如下: 4NH+6NO?5N+6H 322 8NH+6NO?7N+12H 3222 可竞争的反应有: 4NH3+5O2?4NO+6H2 4NH3+3O2?2N2+6H2 (1)操作温度:SNCR法仅适用于比较狭窄的反应温度范围，还原剂必须注入最 7 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 佳温度区，以确保反应(1)和(2)占主导;如果温度超过1100?，反应(3)和(4)将变得很重要;如果温度低于所希望的区问，NH与NO则不能发生还原反应或反应不完全，造成氯残留量增加，引起大量的氨泄漏。 还原剂与烟气的混合状态:还原剂注入以后与烟气的快速混合也非常重要(2) 由于锅炉的负荷不同，最适宜温度的位置在锅炉中也有变化。因此只有在多个部位注入且各部位的注入量不同，才能获得最优结果。另外，由于烟气在炉顶的停留时间很短，不可能使物料与烟气完全混合，会出现分层现象导致总还原率下降。 图1—5 SNCR结构示意图 SNCR烟气脱硝工艺过程是由下面四个基本过程完成: 接收和储存还原剂;还原剂的计量输出、与水混合稀释;在锅炉合适位置注入稀释后的还原剂;还原剂与烟气混合进行脱硝反应。 SNCR系统采取模块方式进行设计、制造，主要由还原剂循环模块、还原剂的水稀释模块、还原剂计量模块、还原剂均分模块、还原剂注入器等模块化组件构成。 8 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 图1—6 SNCR系统流程图 1.3 SNCR—SCR联合脱硝特点及优势 联合SNCR—SCR烟气脱硝技术不是选择性催化还原法工艺与选择性非催化还原法工艺的简单组合，它是结合了SCR技术高效、SNCR技术投资省的特点而 [6]发展起来的一种新型工艺。 SCR和SNCR都是通过在烟气中加入氨或尿素溶液等还原剂，在一定温度下，与烟气中的氮氧化物(NO)发生还原反应，生成无害的氮气和水，不同之处在于X 前者有催化剂的参与，而催化剂的参与降低了反应窗的温度并提高了反应效率。 联合SNCR-SCR工艺具有2个反应区，通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统，首先将还原剂喷入第一个反应区炉膛，在高温下，还原剂与烟气中NO在没有催X化剂参与的情况下发生还原反应，实现初步脱氮。然后未反应完全的还原剂进入混合工艺的第二个反应区SCR反应器，在有催化参与的情况下进一步脱氮。 混合SNCR—SCR工艺主要的改进就是省去了SCR工艺设置在烟道的复杂氨喷射隔栅系统，并大幅度减少了催化剂的用量。 1.3.1联合SNCR—SCR脱销特点 与单一的SCR工艺和SNCR工艺相比，混合SNCR—SCR工艺具有以下一些优点。 9 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 (1)脱硝效率较高 单一的SNCR工艺脱硝效率低，而混合SNCR—SCR工艺获得与SCR工艺一样高的脱硝率(80%以上)。 (2)催化剂用量小 SCR工艺由于脱硝催化剂的使用，大大降低了反应温度并提高了脱硝效率，但是，由于催化剂非常昂贵，一般占整个SCR工艺总投资的1/3左右，并且由于需要 [19]定期更换，运行费用也很高。 混合法工艺由于首先采用了SNCR工艺初步脱硝，降低了对催化剂的依赖。与SCR工艺相比，混合工艺的催化剂用量可以大大减少，如下图所示: 图1—7 脱硝效率比较图 由图1—7中可以看出，混合脱硝工艺中，当SNCR阶段脱硝效率为55%，而要求总脱硝效率为75%时，混合法工艺与SCR工艺相比可节省50%的催化剂;当 [7]要求总脱硝效率为65%时，SCR阶段催化剂的用量可节省70%左右。 (3)SCR反应塔体积小，空间适应性强 由于混合法工艺催化剂用量少，通过对锅炉烟道、扩展烟道、省煤器或空气预热器等进行改造来布置SCR反应器，大大缩短了反应器上游烟道长度。它与单一的SCR工艺相比，不需要复杂的钢结构，节省了投资且不受场地的限制。 (4)脱硝系统阻力小 由于混合法工艺的催化剂用量少，SCR反应器体积小，其前部烟道较短因此，与传统SCR工艺相比，系统压降将大大减小，减少了引风机改造的工作量，降低了运行费用。 10 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 (5)减少SO2向SO3的转化，降低腐蚀危害 催化剂的使用虽然有助于提高脱硝效率，但也存在增强SO想SO转化的副作23用，而烟气中的SO含量的增加，将生成更多的NHHSO。NHHSO的黏结性很34444强，在烟气温度较低时，会堵塞催化剂并对下游设备造成腐蚀。 混合法由于减少了催化剂的用量，将使这一问题得到一定程度的遏制。 (6)省去SCR旁路的建造 机组频繁启，停且长期低负荷运行或超负荷运行时，都可能由于排烟温度的不适宜而缩短催化剂的寿命。为此，SCR工艺一般需要设置旁路系统，以避免烟温过高或过低对催化剂造成的损害。而旁路的设置又增加了初投资，并对系统控制和场地面积等也提出了更高的要求。 混合SNCR—SCR工艺由于催化剂用量大大减少，因此，可以不再设置旁路系统，从而降低了控制系统的复杂程度和对场地的要求，减少了初期投资，简化了控制 (7)催化剂的回收处理量减少 脱硝系统目前所用催化剂寿命一般为2~3年。催化剂所用材料中的VO有剧25毒，大量废弃的催化剂会造成二次污染，必须进行无害化处理。混合法工艺催化剂用量小，可大大减少废弃催化剂的处理量。 (8)简化还原剂喷射系统 为了为了获得高效脱硝反应，要求喷入的氨与烟气中的NOX有良好的接触并要求在催化反应器前形成分布均匀的流场、浓度场和温度场，为此，单一的SCR工艺除必须设置复杂的氨喷射格栅(AIG)及其控制系统外，还往往需要在多处安放掺混设施、加长烟道以保证AIG与催化剂之间有足够远的距离等措施，以达到上述要求。而混合工艺的还原剂喷射系统布置在锅炉炉墙上，与下游的SCR反应器距离很远，因此，无需再加装混合设施，也无需加长烟道，就可以在催化剂反应器入口获得良好还原剂与NOX的混合及分布。 (9)加大了炉膛内还原剂的喷入区间，提高了SNCR阶段的脱硝效率 单纯的SNCR工艺为了满足对氨逃逸量的限制，要求该工艺还原剂的喷入点必须严格选择在适宜反应的温度区域内。而在混合SNCR—SCR技术中，SNCR过程中形成的氨泄漏是作为SCR反应的还原剂来设计的，因此，对SNCR阶段氨逃逸 11 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 的问题的考虑可以大大放宽。相对于独立的SNCR工艺，混合工艺氨喷射系统可布置在适宜的反应温度区域稍前的位置，从而延长还原剂的停留时间。在SNCR过程中未完全反应的氨将在位于下游的SCR反应器被进一步利用。混合工艺的这种安排，有助于提高SNCR阶段的脱硝效率。目前，混合工艺的SNCR阶段的脱硝效率已经可以达到55,以上。 (10)可以方便地使用尿素作为脱硝还原剂 由于液氨在运输和使用过程中存在诸多不安全因素，更多的SCR开始寻求其他安全的替代还原剂。尿素制氨系统成为SCR工艺一个主要的发展方向，如北京高碑店厂以及石景山电厂都采用尿素热解制氨系统，然而由于该系统需要复杂和庞大的尿素热解装置，投资费用大。 而混合法工艺通过直接将尿素溶液喷入炉膛，直接利用锅炉的高温，将尿素溶液分解为氨，从而省去了热解装置，既方便又安全。 (11)减少N2O的生成 NO是一种能破坏臭氧层的物质。SCR工艺中，由于催化剂的作用，烟气的2 NO被脱除的同时，烟气中的NO会增加，这是SCR工艺无法避免的问题。混合2 SNCR—SCR工艺由于催化剂用量小，因此，可以使生成的NO较SCR工艺少。 2 1.4 小结 在目前脱硝方法中，SCR 与SNCR 技术已日趋成熟，各有各自的优缺点: SCR 具有更高的脱硝速率，但其昂贵的催化剂和一切催化剂相关设备，使得SCR 造价很高;SNCR 由于没有了催化剂的作用，它的脱硝效率没有SCR 的高，但也省去了催化剂和某些设备的费用，其性价比很高。美国电力行业的业主认为，脱硝的最终的目标不是得到最低的NOx 排放，而是以最低成本使排放符合政策法规的要求。由于SNCR 成本较低，改造方便，适合与其它脱硝方法联合使用，因此特别适宜发展中国家使用。对于我国来说，从NOx 控制的环保政策和技术上来说，都是刚刚起步，走一条节约型、适度控制的环保道路是符合中国国情。所以本次毕业设计研究选择SCR —SNCR联合脱硝系统更加符合我国自身情况。本次设计选技术SCR—SNCR联合脱硝系统。 12 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 第二章 联合SNCR—SCR脱硝系统的布置方式 2.1 概述 联合SNCR-SCR烟气脱硝技术不是选择性催化还原法工艺与选择性非催化还原法工艺的简单组合，虽然也是经过串联而成的连接方式，但是其工作原理与简单的串联有不同之处。 整体布置方式如下图: 图2—1 SNCR-SCR烟气脱硝技术整体布置 2.2 SNCR布置方式 选择性非催化还原技术SNCR与SCR 技术原理相同，都是利用还原剂还原烟气中的氮氧化物，是目前旧机组脱硝技术改造时主要采用的脱硝技术。一般可获30%,65%的NOx 脱除率，所用的还原剂一般为氨、氨水和尿素等。与SCR 技术相比不同的是，SNCR 是利用炉内的高温驱动氨基与NOx 的选择性还原反应，不需要昂贵的催化剂和体积庞大的催化塔。 SNCR 的系统是由还原剂储藏部分、还原剂溶液配置或还原剂蒸发部分、 系统喷射部分以及自动控制系统等组成的。 SNCR 工艺流程由4部分组成:1.反应剂的接收和储存;2.反应剂的计量 13 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 稀释和混匀;3.稀释的反应剂喷入锅炉合适的部分;4.反应剂与烟气的混合。 [8]其工艺流程图见图。 图2—2 SNCR流程布置 由此可见，SNCR就是在锅炉的温度适宜区域，进行喷射还原剂。前置氨或者 [11]尿素混合配比及喷射系统，流程简单。 2.3 SCR布置方式 SCR系统根据反应器安装位置的不同，有三种布置方式。 图2—3高含尘烟气段布置 2.3.1 高含尘烟气段布置 这种布置的优点是进入反应器烟气的温度达300 ,500?，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性，烟气不需要加热可获得好的NOX净化效果。 但催化剂处于高尘烟气中，寿命会受到下列因素影响: 1)飞灰中K, Na, Si, As会使催化剂污染或中毒; 14 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 2)飞灰磨损反应器并使蜂窝状催化剂堵塞; [9]3)若烟气温度过高会使催化剂烧结或失效。 2.3.2 低含尘烟气段布置 图2—4低含尘烟气段布置 反应器至于湿式FGD系统之这一种布置的优点是催化剂不受飞灰的影响。若SCR 后，催化剂还不会受SO3等气态毒物的影响，但由于烟气温度较低，一般需要气一气换热器或采用燃料气燃烧的方法将烟气温度提高到催化剂还原反应所必须的温度。并且国内没有运用经验，国外可供参考的工程实例也比较少。 2.3.3 尾部烟气段布置 这一种布置的优点是: (1)锅炉烟气经过除尘脱硫后，可以采用更大烟气流速和空速，从而使催化剂的消耗量大大的减少; (2)氨的逃逸量是最少的，并且不会腐蚀构筑物(烟囱采用防腐烟囱); (3)不会产生SO，防止二次污染。 3 但其缺点是: (1)一定要设置烟气再热系统，增加了投资和运行成本; (2)很难找到符合反应条件的催化剂。 15 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 图2—5尾部烟气段布置 [12]在工业应用中常采用第一种布置方法。 本次设计采用高含尘烟气布段，以满足烟气进入SCR反应器得到适宜的温度。 16 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 第三章 SNCR—SCR联合脱硝设计计算 3.1 设计方案论证及选型 3.1.1 项目执行标准 [14](1)《火电厂大气污染物排放标准》GB13223—2003。 (2)《大气污染物综合排放标准》GB 16297-1998。 3.1.2 项目概况 (1)建设项目:本设计是对额定蒸汽量260t/h 的大型锅炉进行设计，以实现烟 气脱硝，达标排放。 (2)所进行改造的锅炉的基本简介:进行改造的锅炉为大型燃煤锅炉，使用的 33煤种为褐煤，锅炉烟气量大约为200000Nm/h，其中含氮氧化物约500m/h，排放 3标准为75m/h。 (3)设计方案:将SCR与SNCR进行联合，完成预定的脱硝目标。先将还原剂喷入到炉膛适当的位置，让还原剂与烟气充分混合，在适当的温度下发生还原反应，还原烟气中的氮氧化物。然后溢出的还原剂进入SCR通过催化剂进行第二次还原反应，如有需要继续喷加还原剂。已达到经济实用的脱硝方法。需要通过计算得出还原剂的 [12]喷射用量及在炉膛中的喷入位置。 3.1.2 设计前分析 1 煤质分析:褐煤(见表3-1、表3-2): 表3—1 煤质和灰分分析 项 目 设计煤种 校核煤种 备注 全 水 分 Mt , 14.0 10.4 水 分 Mad , 10.00 4.50 工业分析 灰 分 Aar , 12.00 16.77 挥发分 Var , 27.00 24.00 固定碳 FCar , 47.00 48.83 干燥无灰基挥发分 Vdaf, 36.49 32.96 发热量 Qnet,ar MJ/kg 23.42 22.12 17 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 碳 Car , 61.45 58.33 元素分析 氢 Har , 3.61 3.42 氮 Nar , 0.71 0.68 氧 Oar , 7.80 9.77 全硫 St,ar , 0.43 0.63 可磨性指数 HGI 56 53 35.09 49.90 二氧化硅 SiO, 2 三氧化二铁 12.47 6.36 FeO, 23 三氧化二铝 16.41 34.70 灰成分分析 AlO, 23 氧化钙 CaO , 22.56 2.27 氧化镁 MgO , 1.34 0.62 0.64 1.61 氧化钛 TiO, 2 0.30 0.78 氧化钾 KO , 2 0.27 0.20 氧化钠 NaO, 2 6.90 1.51 三氧化硫 SO, 3 表3—2 煤质微量元素含量 项目 单位 数据(设计参考) 催化剂适用范围(暂定) F Ppm 25 60 CI % 0.018 0.1 As Ppm 0.4 12.5 3.2 基本设计参数 锅炉的蒸汽量:260t/h 3锅炉的烟气量:200000Nm/h 3锅炉烟气中NOx 的浓度:500mg/m 3锅炉排放烟气中NO的浓度:300mg/m X 锅炉的热效率为89.12% 18 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 3.2.1 流程设计 SNCR系统主要设备都模块化进行设计，主要有尿素溶液储存与制备系统，尿素溶液稀释模块，尿素溶液传输模块，尿素溶液计量模块以及尿素溶液喷射系统组成，如图3—1所示。 图3—1尿素区流程示意图 作为还原剂的固体尿素，被溶解制备成质量浓度为50,的尿素溶液，尿素溶液经尿素溶液输送泵输送至计量分配模块之前，与稀释水模块输送过来的水混合，尿素溶液被稀释为10%的尿素溶液，然后在喷入炉膛之前，再经过计量分配装置的精确计量分配至每个喷枪，然后经喷枪喷入炉膛，进行脱氮反应。 3.3 SNCR的系统计算 (1)锅炉输入的热量的计算 QB (3—1) QHHVm,，Bfuel 式中: Q—锅炉的输入热量，单位:MJ B HHV—燃料的高热值[]，单位:MJ/kg M——最高的燃料消耗率，单位:kg/h fuel 选用的煤种为褐煤，褐煤含碳量60%,77%，密度约为1.1~1.2kg，挥发成分大于40%，无角质层厚度，发热值约为23.0,27.2MJ/kg 19 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 6根据锅炉的热效率为89.12%，水的汽化热是2.26×10J/kg，水的比热容为4.2 3×10J/kg估计，每产生1吨的水蒸气需要耗煤120kg的煤(即一吨标煤煤可以产7.8吨的蒸汽)，则: QHHVm,，Bfuel = 2531200， =780000MJ (2)系统的容量因子CF 锅炉容量因子是用来衡量锅炉平均每年配合使用SNCR系统的量。 tSNCRCF, (3—2) SNCR365days 式中， CF —SNCR系统容量因子 sncr tSNCR系统运行时间，单位h ——SNCR SNCR系统是随锅炉的运行而运行，锅炉在冬季运行时间长，夏季运行时间短，综合考虑，则: tSNCR CF,SNCR365days 4800 ,36524， ,0.548 (3)锅炉系统容量因子CF: plant actualmfuel (3—3) CF,plantmaxmfuel 式中: Cfplant——锅炉的系统容量因子 Actua m—实际燃煤量，单位kg/h fuel Maxm——最大燃煤量，单位kg/h。 fuel 在实际生产过程中，并不是满负荷运行，所以实际燃煤量要比满负荷运行时小，所以估计实际运行的平均燃煤量为280000kg/h，则 actualmfuel CF,plantmaxmfuel 20 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 280000 ,312000 ,0.897 (4)SNCR系统容量因子CFSNCR tSNCRCF, (3—4) SNCR365days式中， CF——SNCR系统容量因子 sncr t——SNCR系统运行时间，单位h SNCR SNCR系统是随锅炉的运行而运行，锅炉在冬季运行时间长，夏季运行时间短， 综合考虑，则: tSNCR CF,SNCR365days 4800 ,36524， ,0.548 (5)过路系统的整个系统容量因子CF total (3—5) CFCFCF,,totalplantsncr ,，0.8970.548 ,0.492 (6)NO去除率的计算 X NONO,XXinout (3—6) ,,NOXNOXin式中， NO的去除率; ,XNOX3----锅炉烟气中的NO的浓度，单位mg/m NOXXin3-----锅炉排放烟气中的NO的浓度，单位mg/mNOX Xout 根据设计条件，得: NONO,XXinout ,,NOXNOXin 500300, ,500 21 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 ,0.4 (7)还原剂与NO的化学当量比NSR X ，，20.7NO，,,xNOinX，， (3—8) NSR,NOxin 25000.70.4，，，,, ,500 ,0.80056 (8)还原剂与NO的实际化学计量比ASR X 下图(3-1)示出了NSR与NOx 去除率的关系[22]，当NSR大于1.5的时候，NOx 的去除率变化不是很大，根据计算和下图(3-1)示，调整NSR，取NSR=1.5。 图3—2 ASR关系图 NSR (3—9) ASR,SRT 式中，SR—喷入试剂中尿素溶液的当量系数，当还原剂为尿素溶液时，SRTT取1.0，则: NSR ASR,SRT 1.5 ,1.0 22 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 (9)还原剂利用率U ,NOx (3—10) U,NSR 0.4, 1.5 ,0.267 (10)还原剂喷入量m NOqNSRM,,,,,xNOinx (3—m,MSRNOTX 11)式中，M—尿素的摩尔质量，单位mol/kg; —NO的摩尔质量，这里用NO的摩尔质量，烟气中的氮氧化物只要MXNOX 形式是NO，所以用NO的摩尔质量 3 q—锅炉的烟气量;单位m/h 得: NOqNSRM,,,,,xNOinx m,MSRNOTX 5002000000.40.817，，，， ,301.0，7 ,，1.810/mgh (11)还原剂的体积流率v m (3—12) v,, 3式中，—尿素的密度，单位g/cm; , m v,, 71.810/，mgh ,30.167/gcm 53 ,，1.0710/cmh 3.4 SNCR的系统计算的小结 通过对SNCR系统的设计计算，我们已经得除了脱硝效率以及还原剂的逃逸 23 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 率。这样经过SNCR脱硝以后烟气将进入SCR进行第二次脱硝，而且在进入SCR后脱硝所使用的还原剂将绝大部分来源于SNCR反应中逃逸的还原剂。但是为了以防还原剂分布不均等原因，本次设计还将加设喷氨系统，如出现不均匀及其他特殊状况即使进行喷氨，以保证正常脱硝的进行。 3.5 SCR的系统计算 3入口烟气量约为Q=200000Nm3/h;NOx浓度300mg/m烟气入口温度T=367.8?，多数催化剂在此温度范围内有足够的活性。 基本的设计计算: 锅炉的蒸汽量:260t/h 3锅炉的烟气量:200000Nm/h 功率 B=60MW MW 反应器烟道入口处NOX浓度 NO=295mg/Nm?; Xin 反应器烟道出口处NOX浓度 NO75mg/Nm?; =Xout 反应摩尔比常数 ASR=0.803。 3.5.1 SCR反应器的设计计算 (1) NO去除率计算 X NONO,XXinout (3—,100%,，NOXNOXin 13) 29575, ,，100%295 ,75% (2)烟气流动率的计算 qQT(460)，quelB (3—q,fluegas,(460700)'，FnSCR 24 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 14) 333式中，—烟气的流动速率，ft/min。(1 ft=0.028m) qfluegas 3—燃料体积流量，据资料褐煤的值为547ft/min—MMBtu/hr qquel 5T—入口处烟气温度，F(1?) ,，F329 —反应器预设个数 n'SCR 得: ，，，547570(460720)3 qmh,,，3.17105/fluegas，，(460700)1 547570(460720)，，， ,(460700)1，， 53 ,，3.1710/mh (3)反应器数量计算 Qn,SNCRqfluegas (3—15) 式中， —反应器个数 nSCR 得: Qn,SCRqfluegas 200000, 317000 ,,0.631 (4)理论氨逃逸率 得: slipASR,,(0.8) ,,(0.8030.8) ,0.003 (3—16) 25 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 (5)理论催化剂体积计算 Tadj,，，，，，，2.81,VolQslipNOScatalystBadjsdjXadjadjnSCR (3—17) 式中， Vol3catalyst—理论催化剂体积，ft ,adj—调整效率，得: ,,,，，0.2809(1.058)adj ,，，0.2869(1.0580.8) ,1.133 slipsdj—调整氨逃逸率，得: slipslip,,，1.2835(0.0568)sdjsdj ,，，0.2835(0.05670.003) ,1.28 NOXadj—调整NO浓度，得:X NONO,，，0.1542(0.3208)XadjXin ,，，0.1524(0.32080.71) ,1.08 S3 adj—调整硫含量，S—烟气中硫含量 ，mg/Nm，得: SS,，，0.9636(0.0455)adj ,，，0.9636(0.04550.27) ,0.9759 Tadj—调整温度，F， 得: ,52T,,，，，，15.16(0.03937720)(2.7410720)adj ,52,,，，，，15.16(0.03937720)(2.7410720) ,1.068 26 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 得: Tadj,，，，，，，2.81,VolQslipNOS catalystBadjsdjXadjadjnSCR 1.068,，，，，，，2.811331.1331.281.080.9759(6)理论催化剂断面面积计算 2 3,17.2m得: q740052 (3—18) A,,,7.17mcatalyst16，6016，60(7)反应器断面面积计算 得: 2 (3—19) A,1.15A,1.15，7.17,8.25mSCRcatalyst 设反应器长L=3m，则: W—反应器宽，得: A8.25SCR (3—20) w,,,2.75ml3 催化剂层数计算，得: Vol17.2catalyst n (3—21) ,,,2.54layerhA'，3.1，0.305，7.17layercatalyst 取圆整层为3层。 单层催化剂高度计算，得: (3— 22) Volcatalysth,，0.305layernA， layercatalyst 17.2 ,，0.30537.17， ,1.1m (8)反应器催化层数计算 27 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 nnn,，totallayerempty (3—23) ntotal式中， —催化剂总层数 nempty —预留催化剂层数，取1 得: nnn,，totallayerempty ,，31 ,4 反应器总高度计算，得: hnChC,，，()SCRtotal1layer2 ,，，，4(1.51.1)2 ,12.4m 3.6 催化剂的选型 催化剂是SCR技术的核心。它们一般被做成板型和蜂窝型，并且组合成尺寸约为2X1X1m?的模块。许多化学反应都发生在催化剂上。催化剂的寿命决定SCR系统的运行成本。催化剂的使用寿命取决于催化剂活性的衰减速度。催化剂的失活主要有催化剂中毒和物理影响两个方面的原因。 (1)SCR 反应的催化剂发展的三个阶段 第一阶段是Pt, Rh 和Pd 等贵金属类的催化剂,通常以氧化铝等整体式陶瓷作为载体, 是SCR 反应中最早使用的催化剂. 其特点是有较高的活性且反应温度较低, 但缺点是对NH3 有一定的氧化作用. 因此, 在八九十年代以后逐渐被金属氧化物类催化剂所取代, 目前仅应用于低温条件下以及天然气燃烧后尾气中NOx的脱除. 第二阶段是金属氧化物类催化剂, 主要包括V2O5(WO3), FeO, CuO , 23CrOx ,MnOx ,MgO ,MoO3NiO 等金属氧化物或其联合作用的混合物, 如水滑石中提取出来的Co-Mg-Al, Cu-Mg-Al 和Cu-Co-Mg-Al 等.通常以TiO,AlO, ZrO, SiO 和22322 28 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 活性炭(AC) 等作为载体, 这些载体主要作用是提供大的比表面积的微孔结构, 在SCR 反应中所具有的活性极小. 当采用这一类催化剂时, 通常以氨或尿素作为还原剂. 而NOx的吸附作用很小.当采用活性反应机理通常是氨吸附在催化剂的表面, 炭作为载体的时候, 通常采用Mn2O3,V2O5作为活性组分, 特点是其最佳反应温度通常比较低, 大约在100 ?, 200 ?之间, NOx的最高转化率能达到90% 以上. 当采用SiO 和AlO 或载体的形式主要有活性炭颗粒、蜂窝陶瓷以及活性炭纤维. 223其混合物作为催化剂载体的时候, 脱硝活性通常不如使用TiO时候的高, 这主要2 归因于其比表面的差异以及对氨的氧化作用不同所造成的, 特别是硅基颗粒对氨的氧化作用比较强. 当使用ZrO 作为载体的时候, 通常采用碳氢化合物作为还原2 剂, 且其担载不同的金属氧化物的时候其最佳活性温度区间通常高于300?. 第三阶段是沸石分子筛型, SCR 过程中应用的沸石类催化剂主要是采用离子交换方法制成的金属离子交换沸石. 通常采用碳氢化合物和氨作为还原剂. 所采用的沸石类型主要包括Y-沸石、ZSM 系列、M F I和发光沸石(MOR) 等, 特别是Cu-ZSM-5, 国外学者的研究工作较多. 可用于离子交换的金属元素主要包括Mn, Cu, Co, Pd, V, Ir, Fe 和Ce 等. 这一类催化剂的特点是具有活性的温度区间较高, 最高可以达到600 ?.同时, 这类催化剂也是目前国外学者研究的重点, 但是工业应用方面还不多. 另外，钒类催化剂最早应用于石油化工SO 和氨的氧化以及乙烯氧化制醋酸等2 过程中. 目前, 在工程应用中使用最多的是VO/TiO 类催化剂. 在以具有锐钛矿252 结构的TiO作为载体的钒类催化剂中, 以化学组成来说, 通常有几种不同类型, 2 分别是VO- WO/TiO,VO-MoO/TiO和VO-2WO-MoO/TiO等, 其中尤以VO 2532253223322 [6]5-WO/TiO 研究以及应用较多, 而单一活性成分的VO/TiO 则较少应用. 32252 实际上这几类催化剂并没有明显的分类,Pt, Pd 等贵金属元素已经引入到沸石类催化剂中.如Pt/ZSM-5 , Pt-U SY (Ultra Stab le Y zeo lite)和Pd/ZSM-5等. (2)催化剂的结构类型 [13] SCR催化剂可以分为两种型式—平行流式和填充床式。其分类如图所示 29 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 图3—3催化剂类型示意图 目前，国外发达国家应用最多的是平行流式催化剂(简称平流式)，又有两种型式: 蜂窝型和板型，见下图所示。表列出了蜂窝形催化剂与板形催化剂主要性能对比。 表3—1蜂窝形催化剂与板形催化剂主要性能对比 项次 比较项目 平板状 蜂窝状 说明 1 活性 良 良 TiO基体 22 抗飞灰磨耗性 优 一般 平板型适用于 高粉尘烟气 3 康阻塞性 优 一般 平板型几何形 状较少弯曲 4 压差 良 一般 — 5 体积 一般 蜂窝状空间面积需多电体积 大 6 使用寿命 良 良 — 图3—4催化剂层图 30 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 本工程催化剂层反应温度为367.8?，因此选用在该温度下活性较高的VO25作为活性组分，载体则采用脱硝活性高且比表面积大的TiO。 2 现有催化剂生产厂家如下: (1)美国Cormetech。为美国Corning和日本三菱合资企业，主要生产蜂窝式催化剂。 (2)德国Argillon。由西门子化身而来，世界上唯一一个同时生产蜂窝式和板式催化剂的厂家。 (3)德国巴斯夫。主要生产蜂窝式催化剂。 (4)丹麦托普索。主要生产波纹板式催化剂。 (5)日本BHK。隶属日立造船，生产板式催化剂。 (6)中国东方锅炉厂。生产板式催化剂。 经考证各厂商产品的性价比，以及本工程生产设计的特点，最终选用国产板式催化剂。目前大量购买，单价在3.5-4万/立米左右。 该催化剂单模块尺寸为0.5m×0.275m×1.1m,如图1所示。考虑到本工程SCR装置无旁路系统，因此催化剂选型应以安全可靠为前提，并充分考虑锅炉运行可能出现的各种情况，保障不出现因催化剂运行故障而引起锅炉停炉的情况。同时，为了便于催化剂的更新更换，催化剂层采用由单一模块组成的大模块设计，如图3—5所示。具体大模块加装按设计要求而定。 图3—5 用于小型设备的单一模块 31 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 图3—6 单一模块组成的大模块 3.7 SCR塔的设计计算 塔内装有四层塔盘，选用63a工字钢(参数见表1)搭架构成，用于安装催化剂。塔体每层塔盘安有一层钢筋操作平台，共4层。平台宽1m，包角180?，材料 3C45，密度7.85×103mg/Nm。 表3—2工字钢每米重量表 2型号 尺寸(mm) 截面面积(m) 理论重量 (kg/m) h b d t r1 63a 630 176 13 22 7.5 154.9 121.6 3塔体表面附有100mm保温层，保温材料密度为300kg/Nm。塔体采用不锈钢材 t料附加量为3mm, =163MPa。按GB150.JB4710，《化工机械制图》下。 [,] 塔体设计压力:P=0.837MPa(负压)。 壳体焊缝系数:=0.85。 , 塔高的计算 H,h，hSCR1 式中: H—SCR反应塔全高，m h—主反应器高,m SCR h—底座高,m 1 32 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 得: H,h，hSCR1 ,12.4，2 ,14.4m其中:底座高参照《化工设备设计全书塔设备设计》 塔长的计算: 为方便安装和调试在反应器两个方向共留1.5m. (3-24) L,l，1.5 式中，L塔体长度,m — 得: L,l，1.5 ,3，1.5 ,4.5m 塔宽的计算: W,w，1.5 式中，—塔体宽度，m W 得: W,w，1.5 ,2.75，1.5 ,4.25m 33 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 塔体厚度计算 PW, ,t2[,],,P 式中， —塔体厚度，m , —塔体设计压力，MPa P L—塔体宽度，m —壳体焊缝系数 , 得: PW,,t,,2[],P 0.837，15.5, 2，163，0.85,0.837 ,0.047m 经厚度附加量并圆整，名义厚度为50mm。 本设计系统中还包括液氨的存储装置、以及泵与鼓风机等相关辅助设备，本章将对这些装置设备作简单设计及选型。根据计算所得压损和流量分别选用不同管路的引风机。 3.8氨区的设计 本次设计由于使用SNCR剩余逃逸的氨，所以氨用量很少。在此处加设氨检测器，如果混合比例达到目标要求，则不需加氨。如果不符合则加入氨气。 容器体积计算 (3-25) Tank Volume,qtsol 3式中， —容器体积，Nm Tank Volume 34 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 —SCR系统运行天数，通常按14天的储量计算 t 得: Tank Volumeqt, sol ,，，0.0431424 3,14.448Nm 采用两个液氨储罐，则每个储罐有效容积为 14.448'3 Tank7.224Nm,,2 液氨储罐直径的计算 '4Tank，D (3-26) ,,H 式中， D—液氨储罐直径，m H—液氨储罐高，取H=5m 得: '4Tank，D,,H 47.224，, 3.145， ,1.356m圆整为 D=1.36m。 35 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 第四章 SNCR—SCR联合脱硝系统的设备选型 火电厂烟气脱硝系统一般采用尿素为还原剂，系统主要由尿素溶液储存与制备、尿素溶液输送、尿素溶液计量分配以及尿素溶液喷射等设备组成。以液氨和氨水为还原剂的脱硝系统一般适用于中小型锅炉，尿素溶液储存和制备系统，宜将尿素制备成质量浓度为50%的尿素溶液储存。尿素溶液的总储存容量宜按照不小于所对应的脱硝系统在BMCR 工况下5d(每天按24h 计)的总消耗量来设计。尿素溶解设备宜布置在室内，尿素溶液储存设备宜布置在室外。设备间距应满足施工、操作和维护的要求，结合电厂所在地域条件考虑尿素溶液管道的保温。 尿素筒仓应至少设置一个，应设计成锥形底立式碳钢罐，并设置热风流化装置和振动下料装置，以防止固体尿素吸潮、架桥及结块堵塞。尿素溶解罐应至少设置一座，采用不锈钢制造。 尿素溶解罐应设有人孔、尿素或尿素溶液入口、尿素溶液出口、通风孔、搅拌器口、液位表、温度表口和排放口等。尿素溶解罐和尿素溶液储罐之间应设置输送泵，输送泵可采用离心泵。尿素溶液储罐应设两座，并设伴热装置。 尿素溶液储罐宜采用玻璃钢(FRP)或不低于304 的不锈钢制造。尿素溶液储罐的开口应有人孔、尿素溶液进出口、通风孔、液位表、温度表口和排放口。尿素溶液储罐外壁应设有梯子、平台、栏杆和液面计支架。 在喷入锅炉前，尿素溶液应与稀释水混合稀释，稀释后的质量浓度不得大于10%。稀释混合器宜采用静态混合器。稀释用水宜采用除盐水。每台锅炉宜配置一套稀释系统。尿素溶液稀释系统应设置过滤器。每台锅炉应设计两台稀释水泵，一台运行，一台备用。流量设计裕量应不小于10%，压头设计余量应不小于20%。 多台锅炉可共用一套尿素溶液输送系统。尿素溶液输送泵宜采用多级离心泵。每套输送系统应设计两台输送泵，一台运行，一台备用。输送系统应设置加热器。加热器的功率应能满足补偿尿素溶液输送途中热量损失的需要。尿素溶液输送系统应设置过滤器。尿素溶液计量分配系统每台锅炉宜配置一套计量分配系统。 计量分配系统应设置空气过滤器。尿素溶液喷射系统尿素 SNCR 是在锅炉炉膛高温区域(850~1250?)喷入尿素溶液。喷射系统应尽量考虑利用现有锅炉平台 36 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 进行安装和维修。多喷嘴喷射器应有足够的冷却保护措施以使其能承受反应温度窗口区域的最高温度，而不产生任何损坏。多喷嘴喷射器应有伸缩机构，当喷射器不使用、冷却水流量不足、冷却水温度高或雾化空气流量不足时，可自动将其从锅炉中抽出以保护喷射器不受损坏。每台锅炉应设置一套炉膛温度监测仪。宜结合常用煤种及运行工况进行SNCR 计算流体力学和化学动力学模型试验，以确定最优温度区域和最佳还原剂喷射模式。 尿素SNCR 工艺的主要设备有:尿素溶解罐、尿素溶液循环泵、尿素溶液储罐、供料泵、稀释水泵、背压控制阀、计量分配装置、尿素溶液喷射器等。材料应根据经济、适用的原则选择，满足脱硝系统的工艺要求。 通用材料应与燃煤锅炉常用材料的选择一致。对于接触腐蚀性介质的部位，应择优选取耐腐蚀金属或非金属材料。金属材料宜以碳钢材料为主。对金属材料表面可能接触腐蚀性介质的区域，应根据脱硝系统不同部位的实际情况，衬抗腐蚀性和磨损性强的非金属材料。当承压部件为金属材料并内衬非金属防腐材料时，应考虑非金属材料与金属材料之间的粘结强度，且承压部件的自身设计应确保非金属材料能够长期稳定地粘结在基材上。 防腐蚀和磨损的非金属材料主要选用玻璃鳞片树脂、玻璃钢、塑料、橡胶、陶瓷等。 4.1氨区的设备选型 [14]4.1.1反应物的流量计算 反应物的流量计算 NOQASRMXinBreagentm, (4—1) reagentMNOX 式中， —反应物消耗速率，kg/hr mreagent —反应物的分子量，取17.03g/mol Mreagent —NO的分子量，取46.01g/mol M2NOX 得: 37 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 NOQASRMXinBreagentm,reagentMNOX 5000.0011560000.80317.03，，，，, 46.01 ,23.1/hrkg 液氨的流量计算: mreagent (4—2) m,solCsol 式中， —液氨的流量，lb/hr(1lb=0.454kg) msol —液氨的质量分数，% Csol 得: mreagentm,solCsol 23.1, 0.996 ,23.2kg/hr 液氨的体积流量计算: msol (4-3) ,,qsolsol,sol 式中， —液氨的体积流量， qsol —液氨的密度，20?时为0.610258kg/L ,sol ,—液氨的体积系数，1.13 sol 得: 38 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 msolq,,solsol,sol 23.21.130.001，，, 0.610258 3,0.043Nm/hr 4.1.2 液氨的存储与供应系统 本脱硝系统使用的液氨氨含量?99.6%，残留物含量?0.4%(重量法)。液氨储存和供应系统包括液氨卸料压缩机、液氨储槽、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽及氨气稀释槽、废水泵、废水池等。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槽内,储槽输出的液氨于液氨蒸发槽内蒸发为氨气, 经氨气缓冲槽送达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排放氨气稀释槽中,经水的吸收排入废水池,再经由废水泵送至废水处理厂处理。 (1)卸料压缩机 卸料压缩机为往复式压缩机,压缩机抽取液氨储槽中的氨气,经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨槽车中。 (2)液氨储槽 共设计两个储罐。一个液氨槽可供应一套SCR 机组脱硝反应所需氨气两周。储槽上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀做为储槽液氨泄漏保护所用。储槽四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴,当储槽槽体温度过高时自动淋水装置启动,对槽体自动喷淋减温。 (3) 液氨蒸发槽 液氨蒸发槽为螺旋管式。管内为液氨管外为温水浴,以蒸气直接喷入水中加热至40 ?,再以温水将液氨汽化,并加热至常温。蒸气流量受蒸发槽本身水浴温度控制调节。在氨气出口管线上装有温度检测器,当温度低于10 ?时切断液氨进料,使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。蒸发槽也装有安全阀,可防止设备压力异常过高。 (5)氨气缓冲槽 从蒸发槽蒸发的氨气流进入氨气缓冲槽,通过调压阀减压,再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。 39 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 (6) 氨气稀释槽 氨气稀释槽为立式水槽。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽低部进入,通过分散管将氨气分散入稀释槽水中,利用大量水来吸收安全阀排放 的氨气。 (7) 氨气泄漏检测器 液氨储存及供应系统周边设有六只氨气检测器,以检测氨气的泄漏,并显示大 在机组控制室会发出警报,操作气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时, 人员采取必要的措施,以防止氨气泄漏的异常情况发生。 (8)系统排放 液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统,将经由氨气稀释槽吸收成氨废水后排放至废水池,再经由废水泵送至废水处理站。 (9)氮气吹扫 液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。基于此方面的考虑本系统的卸料压缩机、液氨储槽、氨气温水槽、氨气缓冲槽等都备有氮气吹扫管线。在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫,防止氨气泄漏和与系统中残余的空气混合造成危险。 4.1.3 喷氨的方式 液氨储罐中的液氨通过蒸发器被减压蒸发输送到氨气缓冲罐中，后经注射喷嘴被注入喷氨格栅中，与原烟气混合。喷氨格栅采用135根管道进行喷氨，并采用多组手动阀门集中布置构成阀门站。 静态混合器是由若干个波纹板构成。其作用是使氨和烟气充分混合，均匀分布。 4.2 氨气与烟气混合用风机的选型 4.2.1 气量的计算 氨气与烟气混合用风机的气体量等于烟气量家喷氨格栅喷出气体量，则风机鼓风量为: 40 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 Qqq,，''wsol (4—4) ,，30578046107 3,306391/Nmh 3则氨气混合用的风机气体量为3060911 Nm/h。 4.2.2 风压的计算 (1)管速的计算 3 已知反应器烟道入口处烟气流量 q’=3057804Nm/h; 2 烟道横截面积A=15.5×4=62m。 1 则烟道内气体流速为 q' (4—5) v,A1 得: q'v,A1 3057804, 62 ,49319/ms ,13.7/ms 则: 0.25 (4—6) RRoKv'(),,,1212得: 0.25RRoKv'(),1212,, 0.25,，，14.5(0.1513.7) ,17.36Pa [14](2)管道沿程摩擦压力损失的计算 以大气压为760mmHg(101325Pa)，温度为20?的空气为标准状态。查《大气 污染控制工程》钢板风管的K为0.15。 41 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 3 1)管段1-2:据Q=3057804Nm/h，v=13.7m/s。查《全国通用通风管道计算表》1-21-2得:动压为1533.2Pa，Ro=14.5Pa 1-2 0.25RRoKv'(),12, 0.25,，，14.5(0.1513.7) ,17.36Pa L =5600mm 1-2 则: ,,,pRLl12, 17.365.6,， 97.22, 3 2)管段2-3:据Q= Q=3063911Nm/h，v=13.73m/s。查《全国通用通风管2-3W2-3道计算表》得:动压为1533.2Pa，Ro=13.06Pa 2-3 则 : 0.25RRoKv'(),2323,, 0.25,，，13.06(0.1513.7) ,15.6Pa L = 4400mm —23 则: ,,,pRLl2—3 =4.415.6， =68.64 管段2-3中还装有喷氨格栅和静态混合器，压损分别为20Pa和16Pa。 则管段2-3的压损为51.6Pa。 3 3)管段3-4:据Q=3063911Nm/h，v=4.0m/s。查《全国通用通风管道计算3-43-4表》得:动压为130.66Pa，Ro=1.2Pa。 3-4 则 42 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 0.25RRoKv'(),343434,,, 0.25,，，1.2(0.154.0) ,1.05Pa L = 4850mm —34 则: ,,,pRLl2—3 =1.054.85， =5.09 管段3-4中设有催化剂层，压损为900Pa，则管段3-4的压损为905.9Pa。 3 4)管段4-5:据Q=3063911Nm/h，v=8.0m/s。查《全国通用通风管道计算4-54-5表》得:动压为522.6Pa，Ro=4.7Pa。 4-5 则 0.25RRoKv'(),454545,,, 0.25,，，4.7(0.158.0) ,4.9Pa L= 6320mm —45 则: ,,,pRLl2—3 =6.324.9， =30.97 (6)局部压力损失计算 1)管段1-2 管道设计为圆形，α=90?，查《大气污染控制工程》附录十一得ζ=0.09。 1500v,2 3600，，0.4, ,0.83m/s 43 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 2v,,p,,m2 2 ,0.09，1.2，0.83,2 ,0.037Pa ,pm式中 —局部压力损失，Pa; ζ —局部压损系数; v —异形管件处管道断面平均流量，m/s; 2)管段2-3 管道弯度α=90?:查《大气污染控制工程》ζ=0.09 2-3 2,v,,p,m,232 2 0.0913.711.22,，，, 22.52,Pa 3)管段3-4 管道弯度α=90?:查《大气污染控制工程》表8-16 ζ=0.09 2-3 2,v,,p,m34,2 2,，，, 0.0912.291.22 18.13,Pa )管段4-5 4 2个90?弯头，R/d=1，查《大气污染控制工程》附录十一得ζ=0.29。 2,v,,p,m2 2 20.2913.951.22,，，，, 233.52,Pa (6)综上，总压损为 97.22+68.64+905.9+30.97+4.9+0.037+22.52+18.13+233.52=1381.34Pa。 44 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 4.2.3 风机的选型 根据以上计算所得风量与风压选择山东鲁能电力设备厂生产的加速静叶可调 [10]轴流式风机，风机性能如表所示。 表4—1 风机性能 2风机型号 流量(Nm/h) 出口风压(Pa) 外形尺寸(m) 参考价格(元) 4—72 3100000 800—1400 7.5 4.5 3.0 20万 4.2.4 吹灰管的设计 每层催化剂排布10根吹灰管，距催化剂层400mm处平行布置。欲留催化剂层装欲留吹灰管，共四层。 即40根吹灰管。吹灰管采用可伸缩式吹灰管，清洗介质为水蒸气，驱动方式采用模块平衡支架和齿轮驱动。 4.2.5 液氨泵的选型 3 氨槽置放于6m高处，用泵将液氨打入液氨蒸发器内。根据流量1.07Nm/h，选择上海高创泵业的FSB型氟塑料合金离心泵。 FSB型氟塑料合金泵由泵体，叶轮，合盖，密封件，支架，泵轴，边轴器，吊紧螺栓，螺母，底板组成。泵体由左右两边连接部分内埋钢质法兰圈各一只模压塑料合成金制成。合盖右边一侧内埋一只不锈钢(1Cr18Ni9Ti)模压塑料合金而成。叶轮采用接轴连接方法，金属轴为优质钢精加工后外包塑料合成金模压而成，使叶轮与金属接轴牢固地结为一体，保证轴根与叶轮后部承受随旋转时的扭矩力，这样介质浸湿部分为塑料合金。机械密封采用WB2型、ST型不用冷却水可调式端面密封技术，由碳化硅、高纯度氧化铝陶瓷、填充四氟、石墨等材料制成。 泵的综合性能指标见表: 45 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 表4—2 泵的综合性能 型号 流量Q扬程H(Nm) 转速n轴功率(kw) 气余量(Nm) 效率(%) (Nm/h) (r/min) 25FSB—10L 1.5 10 2900 1.5 4.5 29 46 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 第五章 经济分析与运行维护 5.1 经济分析与评价的原理 设计是科学研究与工程应用的桥梁，是科技转化为生产力的途径，是新的技术研究成败的关键。设计过程本身也是技术与经济相结合的过程，在设计中需要对技术方案进行技术经济计算与分析评价，从经济上对技术进行优化，以期得到更完美的技术。因此，重视技术经济指标分析，比较不仅能使工程造价最低，也是促进生产力发展的一个重要动力。 经济分析与评价的目的是追求费用最小或者效益最大。 (1)费用最小化原则 在满足功能目标(特定需要)的前提下，追求所支出的全生命(服务)期费用最小。特别是像脱硝除尘这类以环境保护、提高环境质量、维护生态效益、提高人民生活质量、维持经济和社会的可持续性发展为基本任务的工程项目，往往是以满足 [4]服务)期费用最小为原则上述功能目标为前提的，这样的项目应以追求生命(。 项目的服务期费用包含了与项目有关的一切费用，如项目的前期费用、建设期费用(含制造、购买、建设、安装、试运行等)、生产期运营费用以及工程寿命期结束时的拆除费用。 (2)经济效益最大化原则 效益最大化就是指工程全服务期的效益是最大化的。当一项工程或一个技术方案的经济效益比较容易定量地进行计算时，效益最大化应是项目经济评价所追求的目标。 5.2工程概算 5.2.1编制依据 (1)定额(指标) 参照类似工程结算资料。 (2)材料价格 采用当地市场信息价。 47 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 (3)设备价格 工艺设备及通用设备价格根据制造厂近期报价、订货价及其他类似工程的设备价格资料进行计算，设备运杂费按设备原价的8%计。 (4)工程建设其他费用及预备费 根据本工程的实际情况进行估算。 本工程不计固定资产投资方向调节税和涨价预备金。 5.2.2 SNCR部分投资概算 (1)工程费用 工程费用投资概算采用估算的方法。整个SNCR 系统分为还原剂储备系 统、还原剂混合系统、还原剂喷射系统进行经济估算。 还原剂储备系统，采用尿素储罐。估算尿素储罐价格为20W; 还原剂混合系统，采用混合器，估算混合器的价格为80W; 还原剂喷射系统，本设计所用喷射器价格为 5000/个; 系统的其他设备泵，管路，水加热器，控制系统等费用，总费用估计为150W。 具体费用见下表: 表5—1 工程费用投资概算(万元) 费用名称 建筑费用 设备费用 安装费用 总值 80 120 100 300 锅炉烟气SNCR脱硝系统 2 2 催化剂 10 50 50 110 控制系统 30 30 60 管线系统 10 20 30 60 其他设备 100 220 210 530 小结 (2)其他费用 其他费用包括设计、监理、报建费用等，估算为100 万元，预备费50 万 元，总共150 万元。 5.2.3 运行成本计算 48 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 SNCR 系统年运行费用有以下几项费用组成。 (1)动力费用 锅炉厂的动力费用主要是燃料和电费，燃料采用褐煤。 (2)药剂费 烟气处理过程中必须投加的药剂的费用。本工艺烟气处理所需的药剂为 氨。 (3)工资福利费 锅炉厂职工每年的平均工资及福利费。 (4)大修理基金提存 企业用于固定资产大修理的专用资金。 (5)日常检修维护费 固定资产的备用件、低值易耗品和经常需要的维护修理费用。 (6)管理费及其他 管理锅炉厂的生产(运行)、服务所发生的费用。 具体运行成本费用见下表: 表5—2 运行成本基本数据表 项目 基本数据 项目 基本数据 1.0% 电费单价 0.8元/度 大修理基金提存率 褐煤单价 140元/吨 日常检修维护费 50000元 尿素单价 2200元/吨 管理费 100000元 表5—3 年运行成本概算表(万元) 计算费用 费用名称 动力费用 50 药剂费 15 日常检修维护费 50000 管理费及其他 10000 49 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 SNCR年运行成本为表，所有费用之和，总计约96 万元 5.2.4 SCR部分投资概算 工程费用 (1) 工程费用投资概算采用估算的方法，具体费用见表。 (2)其他费用 万元，预备费100万元，总其他费用包括设计、监理、报建费用等，估算为300 共400万元。 (3)静态投资 建筑工程费用为600万元，安装费用为200万元，其他基建工作费用200万元，设备及工器费用为1000万元。其中催化剂采用托索普波纹板式催化剂，60MW锅炉烟气所用催化剂价格大约在80万左右。 表5-4 工程费用投资概算(万元) 费用名称 建筑工程 设备及工器具 安装工程 总值 锅炉烟气SCR系统 80 120 100 300 氨水供给系统 60 100 40 200 办公楼及变电室 30 40 30 100 自动化仪表设备 20 30 30 80 通讯系统 50 80 30 150 厂区管线 90 40 50 180 — 备品备件及工器具购置费 20 30 50 其他处理费用 20 40 20 80 — — 催化剂购买费用 80 80 小计 350 470 330 1220 总投资包括建设资金和生产流动资金两部分。本工程总投资1440万元，其中:工程静投资1220万元,流动资金200万元。 (4)生产成本计算 50 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 3 本锅炉厂按Q=780000Nm/h(BMCR)处理能力计算年运行根据烟气脱硝 SCR 系统的初步设计SCR系统年运行费用有以下几项费用组成。 (1)动力费用 锅炉厂的动力费用主要是燃料和电费，燃料采用褐煤。 (2)药剂费 烟气处理过程中必须投加的药剂的费用。本工艺烟气处理所需的药剂为纯氨。此外，催化剂更新费用每年摊销80万元。 (3)工资福利费 锅炉厂职工每年的平均工资及福利费。 (4)大修理基金提存 企业用于固定资产大修理的专用资金。 (5)日常检修维护费 固定资产的备用件、低值易耗品和经常需要的维护修理费用。 (6)管理费及其他 管理锅炉厂的生产(运行)、服务所发生的费用。总运行成本计算的基本数据见表5-5，运行成本计算数据见表5-6。 表5-5 运行成本计算的基本数据 项目或费用名称 单位 基本数据 项目或费用名称 单位 基本数据 3烟气量 200000 液氨单价 元/t 3600 Nm/h 电机等设备总功率 kW 1200 人均年工资福利费 元 50000 电费单价 元/度 0.80 大修理基金提存率 % 1.0 燃料费单价 元/t 140 日常检修维护费 % 1.0 3氨水投加量 1.07 管理费及其他 % 2.0 Nm/h 表5-6 年运行成本计算(万元) 序号 项目或费用名称 计算费用 1 燃料费 300 2 电费 57 3 药剂费 100 51 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 年运行成本为1—6项之和。总共为457万。 本次SCR—SNCR联合脱硝设计概预算总投资为1970万元。 5.3 系统运行 5.3.1 氨区的安全 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 氨是强腐蚀性气体，氨区是单独规划出的安全区域。严禁非工作人员进入区。 在操作时严加密闭，提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩)戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类、卤素接触。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。储存注意事项:储存于阴凉、通风的有毒气体专用库房。远离火种、热源。库温不宜超过30?。应与氧化剂、酸类、卤素、食用化学品分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。 5.3.2 系统调试 阅读设计资料及设计图纸，与设计部门相关人员进行技术交底，掌握调试工程的工艺流程、各设备的性能以及电气控制情况等。 系统运行调试主要是检验工艺系统中的各单体构筑物及电气、仪表、设备、管线等在制造、安装等环节是否符合设计要求。在调试验收后，进行运行管理以确保所排放的烟气符合规定的排放标准;使处理构筑物和设备处于最佳运行状态，发现异常时能找出产生的原因和应采取的对策;减少能耗，降低运行成本以及确保操作工人的安全健康。整个系统满负荷运行，根据具体烟气情况进行系统分析，调整和确定各个设备运行参数，直到达到设计要求，实现达标排放，为以后制定操作规范提供理论和实践依据。 5.4 系统维护 整个SNCR 系统需要定期进行检查维护。 52 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 5.4.1 机械与仪表的维护 各个机械仪表按生产厂家的手册进行检查校正;每台泵每3 天清洗一次，以 防物料堵塞和结垢;设备每一部分都要定期补充柔滑。 5.4.2 防火防爆 氨区、变电室和总控制室严禁烟火。 5.4.3 电气设备维护 定期巡查，每3 个月检查清洗一次。 5.4.4 防冻 非连续运行的管道、风管、进料和出料管在冬季不用时要及时排空。 露的池底要用稻草等保温，防止基础冻胀。要特别做好闸阀的防冻裂工作。 53 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 第六章 结论与展望 6.1 结论 本文综合参考了国内外各种SCR与SCR脱硝技术论文以及国内几家大气治理论坛，进行了SNCR—SCR脱硝系统的初步设计。由于SCR—SNCR联合脱硝脱硝技术是一项专利技术，因此详细而具体设计无从得知，只能从现有的一些工程实例数据进行反推演算。 在确定了SCR与SNCR的内部结构，烟气流动特性，化学动力特性后，运用合理的数值进行计算。通过计算的结果加深了对SCR与SNCR反应器内的流场过程的进一步理解，为系统得合理设计、运行调试和改造提供了重要的基础。 6.2 展望 氮氧化物的排放正在被越来越多的关注,国内关于控制氮氧化物排放的法规也日趋完善。SNCR—SCR联合方法性价比高，是只得广泛应用的脱硝技术。 但在SCR的应用过程中,由于催化剂的烧结、水蒸汽的存在、碱金属及砷中毒、飞灰及钙的磨蚀、催化剂的堵塞等一个或多个因素都会造成催化剂钝化,需要采取相应的措施加以预防。 目前SCR 技术虽然技术成熟,脱硝效率高,但其投资和运行费用都很高,成为限制SCR 在我国发展应用的主要因素,低温、高效、高空速和抗毒化催化剂的研制是 [13]SCR 催化剂开发的重点方向，而SNCR脱硝效率又不是很高。所以推行联合脱硝是一种可行的而有效的方法。 54 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 参 考 文 献 [1] 李玉江，吴涛(德国燃煤电厂氮氧化物的控制技术[J].环境科学研究(2000，47,49( [2] 刘今(发电厂烟气脱硝技术[J].江苏电机工程(1996，15(1)，51,62( [3] 冯道显(燃煤电站锅炉脱硝技术应用[J](电力环境保护.2005，21(2):23,26( [4] 陈杭君，赵华，丁经纬(火电厂烟气脱硝技术介绍[J].技术经济综述(2005，15,18( [5] 李亮，胡筱敏，董怡华(我国火电行业NO排放现状及脱氮技术发展[J](沈阳大学(2002，X 1523,1526( [6] 田柳青，叶带启(以堇青石蜂窝煤陶瓷为载体的新型钒要化物脱氮催化剂研究(安全与环 境学报，2004，4(2)，16,18( [7] 严艳丽，魏玺群(NO的脱除与回收技术(低温与特气，2000，18(4)，24,30( X [8]何志桥，王家德，陈健孟(生物法处理NO废气的研究进展[J](环境污染防治与设备，2002，X 3(9)，59,62( [9] 祝天熙(硝酸尾气治理方法探讨[J](陕西化工，1997，8,10( [10] 顾彤，陈锋(350 MW 机组锅炉两侧二次风量不平衡的原因分析及对策[J](锅炉技术， 2006，45,67( [11] 李勇(后石电厂600 MW 机组烟气脱硝系统及工艺特点介绍[J](山东电力技术， 2001， 28,32( [12] 王斌,，唐茂平，马爱萍(后石电厂超临界压力机组脱NOx 工艺特点[J](中国电力，2004， 123,135( [13] 朱世勇(环境与工业气体净化技术[J](北京，化学工业出版社，2001，6,61( [14] 周兴求(环保设备设计手册,大气污染控制设备(北京，化学工业出版社，2004，45,50( [15] Wang, Yei.Odor gas reduction using silent and corona discharge plasma: An experimental study of non~thermal plasma techniques in pollution control. [Doctoral dissertation].USA. UNIVERSITY OF MINNESOTA, 2001: 23,45( [16] Mok, Young Sun et al.Demonstration of flue gas cleaning by positive pulsed corona discharge process.IEEE Industry Applications Society, 1999 , 1: 20,27( [17] Helfritch, Dennis J. Pulsed corona discharge for hydrogen sulfide decomposition. IEEE Trans On Industrv Appl, 1993, 29(5): 882,886( 55 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 致 谢 本设计是在初庆东老师的悉心指导下完成的，他严谨的治学态度、丰富的经验给我树立了榜样，不断鞭策我学习，使我在学习上获得了很大进步。他不但教给我专业的知识，还让我在接物待人、为人处事中得到进步和领悟，这也是我在这里忠心感谢他的理由。当然在我读本科期间，我的家人对我的无私支持和奉献是我顺利完成学业的保证。在此，我向我的家人表示衷心的感谢～ 感谢环境工程教研组的其它各位老师:陈家庆博士、周翠红博士、朱玲博士、梁存珍博士、王建宏老师、孔惠老师、桑义敏老师、常俊英老师等对本文的关心和支持～ 56 SNCR—SCR联合脱硝系统设计 声 明 本人郑重声明:所呈交的学位论文(毕业设计说明书)，是本人在导师指导下，独立进行研究(设计)工作的总结。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 签 名: 日 期: 20 57