第二天第2節(jié) 燃煤電站SCR系統(tǒng)還原劑制備系統(tǒng)與還原劑選擇

1、燃煤電站SCR系統(tǒng)還原劑制備系統(tǒng)與還原劑選擇 馬雙忱 對(duì)于SCR工藝，選擇的還原劑有尿素、氨水和純氨。 尿素和氨的脫硝效果相似。三種脫硝還原劑特性比較 國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令（第國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局令（第40號(hào)）號(hào)）危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源監(jiān)督管理暫行規(guī)定, 2011年12月1日起施行. 暫行規(guī)定要求對(duì)重大危險(xiǎn)源進(jìn)行分級(jí)，由高到低分為四個(gè)級(jí)別，一級(jí)為最高級(jí)別。分級(jí)目的是為對(duì)重大危險(xiǎn)源按危險(xiǎn)性進(jìn)行初步排序，從而提出不同的管理和技術(shù)要求。 危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源，是指根據(jù)危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)（GB18218-2009）標(biāo)準(zhǔn)辨識(shí)確定的危險(xiǎn)化學(xué)品的數(shù)量等于或者

2、超過臨界量的單元，液氨儲(chǔ)存大于10噸即為重大危險(xiǎn)源.以液氨制備氨氣的工藝系統(tǒng) 以液氨制備氨氣的工藝系統(tǒng)以液氨為還原劑，采用蒸發(fā)器加熱，蒸發(fā)器內(nèi)的熱水加熱液氨形成氨氣，揮發(fā)氨氣與稀釋風(fēng)機(jī)的空氣在氨氣/空氣混合器中混合稀釋，通過AIG噴入脫硝系統(tǒng)。以氨水制備氨氣的工藝系統(tǒng) 以氨水制備氨氣的工藝系統(tǒng)采用的是約25%的氨水溶液。同樣采用蒸發(fā)器加熱產(chǎn)生揮發(fā)氨氣。Ammonia Vaporization以尿素制備氨氣的工藝系統(tǒng) 用尿素制備氨氣需要專門的設(shè)備將尿素轉(zhuǎn)為氨氣，再輸送至反應(yīng)器。 尿素制備氨氣的方法有：水解法制氨和熱解法制氨。 熱解法制氨：將尿素溶解為70%溶液，將其注入分解器，尿素首先分解為異氰

3、酸和氨氣，異氰酸在分解為氨氣和二氧化碳。尿素?zé)峤庀到y(tǒng)原理及設(shè)計(jì)參數(shù)原理： CO(NH2)2 NH3 + HNCO 尿素 氨 異氰酸 HNCO + H2O NH3 + CO2 異氰酸 水 氨 二氧化碳設(shè)計(jì)性能及設(shè)備參數(shù): 設(shè)計(jì)氨氣量20142kg/h，可以為機(jī)組各種工況提供SCR充足的氨氣量。 出口氨氣濃度小于5%，安全有保證。 啟動(dòng)速度比較快，負(fù)荷跟蹤能力比較強(qiáng)，自動(dòng)化程度高（在我廠堅(jiān)持下取消了就地PLC控制方式，全部進(jìn)DCS控制）。 熱解室本體高17米，直徑2.3米，室內(nèi)運(yùn)行溫度在450600度。300650 300650 尿素?zé)峤夥撓趿鞒淌疽饽蛩責(zé)峤夥撓趿鞒淌疽馊N脫硝還原劑的比較1

4、卸氨壓縮機(jī) 卸氨壓縮機(jī)的作用是把液態(tài)的氨從運(yùn)輸?shù)墓捃囍修D(zhuǎn)移到液氨儲(chǔ)罐中，一般為往復(fù)式壓縮機(jī)，它抽取槽車的液氨，經(jīng)壓縮后將液氨槽車的液氨推擠到液氨儲(chǔ)罐中。供氨過程中，槽車氨量的減少使其壓力下降影響繼續(xù)供氨，用卸氨壓縮機(jī)提高槽車罐內(nèi)壓力，以保證罐內(nèi)的液氨全部卸出。卸氨壓縮機(jī)附帶氨液分離器、填料式氨油分離器、集油器。卸氨壓縮機(jī)排氣壓力保護(hù)定值為1.57 MPa，壓縮機(jī)安全旁路閥起跳壓力調(diào)定值為1.8MPa，油壓與吸氣壓保護(hù)值大于0.15MPa。卸氨壓縮機(jī)為水冷型壓縮機(jī)，因?yàn)槭情g斷使用，且每次使用不超過1h，所以采用工業(yè)水作為冷卻水并直接排放。氨區(qū)設(shè)備氨區(qū)設(shè)備2、液氨儲(chǔ)罐 液氨儲(chǔ)罐是SCR脫硝系統(tǒng)液氨

5、儲(chǔ)存的設(shè)備，一般為能夠承受一定壓力載荷的罐體。儲(chǔ)罐上安裝有超流閥、逆止閥、緊急關(guān)斷閥和安全閥作為儲(chǔ)罐液氨泄露保護(hù)所用。儲(chǔ)罐四周安裝有工業(yè)水噴淋管線及噴嘴，當(dāng)罐體溫度過高時(shí)自動(dòng)淋水裝置開啟噴淋降溫，同時(shí)液氨儲(chǔ)罐還必須有必要的接地裝置。3、液氨蒸發(fā)器 液氨蒸發(fā)器一般為螺旋管式。管內(nèi)為液氨，管外為溫水浴，以蒸汽直接噴入水中加熱至40 ，再以溫水將液氨汽化并加熱至常溫。蒸汽流量受蒸發(fā)槽本身水浴溫度控制調(diào)節(jié)。當(dāng)水溫高過55 時(shí)切斷蒸汽來源，并在控制室DCS上報(bào)警顯示。蒸發(fā)罐上裝有壓力控制閥將氣氨壓力控制在0.2MPa。當(dāng)出口壓力達(dá)到0.38MPa時(shí)，切斷液氨進(jìn)料。在氨氣出口管線上裝有溫度檢測(cè)器。當(dāng)溫度低

6、于10 時(shí)切斷液氨進(jìn)料，使氨氣至緩沖槽維持適當(dāng)溫度及壓力。蒸發(fā)槽也安裝安全閥，可防止設(shè)備壓力異常過高。液氨蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)如圖3-32所示。電廠提供的蒸汽壓力一般為0.81.3MPa，溫度280375 ，以此作為蒸發(fā)器熱源。采用螺旋管式蒸發(fā)器，適用于氨量少的蒸發(fā)。液氨通過減壓，溫度迅速下降至-20 ，壓力降至0.20.38MPa，此處有部分液氨汽化，進(jìn)入蒸發(fā)器后升溫至10 以上并全部汽化。4、蓄積槽 蓄積槽又叫緩沖罐，液氨經(jīng)液氨蒸發(fā)器蒸發(fā)為氨氣后進(jìn)入蓄積罐，其作用是對(duì)氨氣進(jìn)行一個(gè)緩沖作用，保證了氨氣有一個(gè)穩(wěn)定的壓力。蓄積罐結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要有氨氣的進(jìn)出口、安全閥以及排污閥等。通過氨汽化器的氨氣被送

7、入蓄積罐，在汽化器的上游設(shè)置有壓力控制閥，通過壓力控制閥的流量控制，使氨的消耗量和穩(wěn)壓器內(nèi)的壓力均保持恒定。由于氨供給設(shè)備可能設(shè)置在遠(yuǎn)離需求點(diǎn)的場(chǎng)所，所以穩(wěn)壓器的內(nèi)壓設(shè)定應(yīng)充分考慮到途中壓頭的壓力損失。通過控制氨蒸發(fā)器進(jìn)口調(diào)節(jié)閥，控制液氨蒸發(fā)流量，使氣氨儲(chǔ)罐壓力保證在0.2MPa，進(jìn)口調(diào)節(jié)閥正常流量為356kg/h。5、稀釋風(fēng)機(jī) 稀釋風(fēng)機(jī)的作用是將稀釋風(fēng)引入氨/空氣混合系統(tǒng)。稀釋風(fēng)的作用有三個(gè)：一是用于控制；二是作為NH3的載體，通過噴氨格柵將NH3送入煙道，有助于加強(qiáng)NH3在煙道中的均勻分布；三是稀釋風(fēng)通常在加熱后才混入氨氣中，這有助于氨氣中水分的汽化。因此在引入稀釋風(fēng)后需要增加一個(gè)稀釋風(fēng)的

8、加熱器，通常采用蒸汽或電加熱器。稀釋風(fēng)一般為常壓且無腐蝕性，可按普通風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)選取。按上述作用計(jì)算風(fēng)機(jī)流量和揚(yáng)程，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以3%5%（體積比）氨含量為佳，可選用高壓離心風(fēng)機(jī)，在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處設(shè)置氣動(dòng)閥門，在兩臺(tái)風(fēng)機(jī)出風(fēng)口加裝止回閥，避免因備用風(fēng)機(jī)投入時(shí)，停運(yùn)風(fēng)機(jī)倒轉(zhuǎn)，使氨濃度短時(shí)超過安全范圍。稀釋風(fēng)機(jī)的選擇，不但應(yīng)該滿足脫除煙氣中NOX最大值的要求，還必須留有一定得余量，便于在系統(tǒng)處于不良情況時(shí)有足夠的調(diào)節(jié)余量。6、氨/空氣混合器 氨氣在進(jìn)入噴氨格柵前需要在氨/空氣混合器中充分混合，氨/空氣混合器有助于調(diào)節(jié)氨的濃度，同時(shí)氨和空氣在這里充分混合有助于噴氨格柵中噴氨分布的均勻。氨氣與來自稀釋風(fēng)機(jī)的空氣混

9、合成氨氣體積含量為5%的混合氣體后送入煙氣中。為保證氨（為保證氨（NHNH3 3）注入煙道的絕對(duì)安全以及均勻混合，將氨濃度降低）注入煙道的絕對(duì)安全以及均勻混合，將氨濃度降低到爆炸極限（其爆炸極限：在空氣中體積比為到爆炸極限（其爆炸極限：在空氣中體積比為 15152828）下限以下，控制）下限以下，控制在在5 5以內(nèi)。以內(nèi)。7、稀釋槽 氨氣稀釋槽一般為立式水槽。液氨系統(tǒng)各排放處所排出的氨氣由管線匯集后從稀釋槽底部進(jìn)入，通過分散管將氨氣分散至稀釋槽水中，并利用大量水來吸收安全閥排放的氨氣。稀釋槽的液位由滿溢流管線維持，稀釋槽設(shè)計(jì)由箱頂淋水，箱側(cè)進(jìn)水。進(jìn)稀釋槽上部塔的管道上（DN25）的氣動(dòng)閥用于控

10、制連鎖氨儲(chǔ)罐的壓力、溫度和安全閥啟跳壓力。當(dāng)溫度超過40 對(duì)應(yīng)壓力超過1.55MPa，或容器達(dá)到安全閥設(shè)定值時(shí)，氣動(dòng)閥開啟噴淋。當(dāng)手動(dòng)操作時(shí)，如檢修排放時(shí)，只需手動(dòng)操作打開蝶閥及球閥即可。9、氣氨泄漏檢測(cè)器 液氨儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)周邊設(shè)有6個(gè)氣氨監(jiān)測(cè)儀，用以監(jiān)測(cè)氣氨的泄漏，可顯示大氣中氨的濃度。當(dāng)檢測(cè)器測(cè)得大氣中濃度過高時(shí)，會(huì)在機(jī)組控制室發(fā)出警報(bào)，并通過連鎖的自動(dòng)噴水裝置自動(dòng)噴水，以吸收空氣中泄漏的氨。同時(shí)操作人員可采取必要的措施，以防止氣氨泄漏的異常情況發(fā)生。10、水霧噴淋系統(tǒng) 氨水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50219-95）規(guī)定雨淋閥啟動(dòng)響應(yīng)時(shí)間不大于300s，因此可改進(jìn)為中間進(jìn)水，縮短進(jìn)水時(shí)

11、間，使水很快達(dá)到噴頭。水噴頭一般采用設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的型號(hào)ZSTB/SL-S232-50-120，它的噴射角120，也可用與它相似的型號(hào)ZSTWB-50-120替代。為保護(hù)噴頭不被水中異物阻塞，安裝過濾器是必需的。11、閥門站 SCR脫硝系統(tǒng)中，噴氨量是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)，因此由氨/空氣混合器出來的氨需要通過閥門站（MVS）來控制進(jìn)入噴氨格柵的量及其分布。閥門站通常由手動(dòng)閥門和節(jié)流孔板組成?；瘜W(xué)反應(yīng)劑儲(chǔ)存和制備化學(xué)反應(yīng)劑儲(chǔ)存和制備 ABB Group May 29, 2022 | Slide 35液氨的存儲(chǔ)液氨的存儲(chǔ)氨氣的制備氨氣的制備管道及閥門管道及閥門氨噴射氨噴射液液NH3 儲(chǔ)儲(chǔ)存罐存罐NH3 蒸蒸發(fā)發(fā)器器NH3 稀稀釋釋罐罐液液NH3 裝裝載設(shè)載設(shè)置置化學(xué)反應(yīng)劑儲(chǔ)存和制備化學(xué)反應(yīng)劑儲(chǔ)存和制備室外液氨站造價(jià)估計(jì)造價(jià)估計(jì)不同的的化學(xué)試劑 ABB Group May 29, 2022 | Slide 37對(duì)脫硝還原劑的一