鍋爐燃煤煙氣脫硝處理初步設(shè)計(jì)方案

———鍋爐燃煤煙氣脫硝處理初步設(shè)計(jì)方案

篇1:鍋爐燃煤煙氣脫硝處理初步設(shè)計(jì)方案

鍋爐燃煤煙氣脫硝處理初步設(shè)計(jì)方案

名目

1、項(xiàng)目概況42、脫硝工藝簡述42.1脫硝工藝介紹42.2選擇性催化還原法(SCR)技術(shù)介紹42.2.1SCR工作原理42.2.2SCR系統(tǒng)組成52.2.3SCR工藝流程52.3.4SCR反應(yīng)過程62.3.5SCR技術(shù)特點(diǎn)62.4選擇性非催化還原法(SNCR)技術(shù)介紹62.4.1SNCR工作原理62.4.2SNCR系統(tǒng)組成62.4.3SNCR工藝流程62.4.4SNCR反應(yīng)過程72.4.5SNCR技術(shù)特點(diǎn)82.5SNCR+SCR聯(lián)合工藝介紹82.5.1SNCR+SCR聯(lián)合工藝工作原理82.5.2SNCR+SCR聯(lián)合工藝的系統(tǒng)組成92.5.3SNCR+SCR聯(lián)合工藝流程92.5.4SNCR+SCR聯(lián)合工藝反應(yīng)過程92.5.5SNCR+SCR聯(lián)合工藝特點(diǎn)93、本方案采納的SNCR系統(tǒng)123.1系統(tǒng)組成123.2系統(tǒng)簡述133.2.1尿素溶液輸送系統(tǒng)133.2.2噴射器布置133.2.3爐前噴射設(shè)備143.3其工藝流程簡圖如下：143.4SNCR工藝的經(jīng)濟(jì)性分析154、后續(xù)的SCR工藝165、工藝計(jì)算165.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)(單臺(tái))165.2物料衡計(jì)算175.2.1影響脫硝率的因素175.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)取值175.2.3計(jì)算過程176、SNCR-SCR聯(lián)合工藝脫硝預(yù)期效果171、項(xiàng)目概況

有兩臺(tái)200t/h燃煤鍋爐，已建成除塵脫硫裝置，但隨著國家對煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)要求的日益提高，鍋爐的脫硝工作也被提到了議事日程，在這個(gè)背景下，受該公司托付，我公司特編報(bào)此脫硝初步方案，供業(yè)主參考。

2、脫硝工藝簡述

2.1脫硝工藝介紹

氮氧化物(NO*)是在燃燒工藝過程中由于氮的氧化而產(chǎn)生的氣體，它不僅刺激人的呼吸系統(tǒng)，損害動(dòng)植物，破壞臭氧層，而且也是引起溫室效應(yīng)、酸雨和光化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)之一

。世界各地對NO*的排放限制要求都趨于嚴(yán)格，而火電廠、垃圾焚燒廠和水泥廠等作為NO*氣體排放的最主要來源，其減排更是受到非常的重視。

目前全世界降低電廠鍋爐NO*排放行之有效的主要方法大致可分為以下四種：

(1)低氮燃燒技術(shù)，即在燃燒過程中掌握氮氧化物的生成，主要適用于大型燃煤鍋爐等;低NO*燃燒技術(shù)只能降低

NO*

排放值

的30～50%，要進(jìn)一步降低NO*

的排放,必需采納煙氣脫硝技術(shù)。

(2)選擇性催化還原技術(shù)(Selective

Catalytic

Reduction

，SCR)，主要用于大型燃煤鍋爐，是目前我國煙氣脫硝技術(shù)中應(yīng)用最多的;

(3)選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR，Selective

Non-Catalytic

Reduction)，主要用于垃圾焚燒廠等中、小型鍋爐，技術(shù)成熟，但其效率低于SCR法;投資小，建設(shè)周期短。

(4)選擇性催化還原技術(shù)(SCR)+選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)，主要用于大型燃煤鍋爐低NO*排放和場地受限狀況，也比較適合于舊鍋爐改造項(xiàng)目。

2.2選擇性催化還原法(SCR)技術(shù)介紹

2.2.1SCR工作原理

選擇性催化劑還原法(Selective

Catalytic

Reduction)簡稱SCR，指在肯定的溫度和催化劑的作用下，以液氨或尿素作為還原劑，有選擇性地與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)并生成無毒無污染的氮?dú)夂退?。該技術(shù)可使用液氨或尿素為脫硝還原劑。

SCR脫硝工藝采納催化劑使氮氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)溫度較低(300～450℃)。其方法是，將還原劑噴入裝有催化劑的反應(yīng)器內(nèi)，煙氣通過催化劑與之產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行脫硝。此工藝的脫硝效率可達(dá)90%以上，是國內(nèi)外電廠應(yīng)用最多，技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)

2.2.2SCR系統(tǒng)組成

SCR脫硝系統(tǒng)主要由煙氣系統(tǒng)、脫硝反應(yīng)器、還原劑制備系統(tǒng)、電氣掌握系統(tǒng)等幾部分組成。

2.2.3SCR工藝流程

1、燃煤鍋爐煙氣脫硝：鍋爐省煤器脫硝反應(yīng)器空預(yù)器除塵脫硫裝置引風(fēng)機(jī)煙囪

2、工業(yè)窯爐煙氣脫硝：窯爐余熱鍋爐前段脫硝反應(yīng)器余熱鍋爐后段除塵脫硫裝置引風(fēng)機(jī)煙囪

脫硝反應(yīng)器通常設(shè)置在鍋爐省煤器和空氣預(yù)熱器之間。脫硝反應(yīng)器入口與鍋爐省煤器出口通過煙道連接，出口與空氣預(yù)熱器通過煙道連接，煙氣由上至下垂直通過脫硝反應(yīng)器催化劑層。如下圖所示：

2.3.4SCR反應(yīng)過程

1、主反應(yīng)

NO+NO2+2NH32N2+3H2O

4NO+4NH3+O24N2+6H2O

2NO2+4NH3+O23N2+6H2O

2、副反應(yīng)

2SO2+O22SO32.3.5SCR技術(shù)特點(diǎn)

SCR的技術(shù)指標(biāo)如下：

脫硝效率85%

氨逃逸率3ppm

SO2/SO3的轉(zhuǎn)換率1%

SCR的技術(shù)特點(diǎn)：

SCR技術(shù)具有脫硝率高、氨逃逸低等顯著特點(diǎn)，因此目前鍋爐煙氣脫硝措施中，由于SCR是最為成熟的商業(yè)性NO*掌握處理技術(shù)，國內(nèi)更多是采納SCR脫硝技術(shù)。但該技術(shù)也有著明顯的缺點(diǎn)，就是投資巨大、運(yùn)行費(fèi)用昂揚(yáng)。此外，SCR技術(shù)需要的反應(yīng)溫度為300℃～450℃，在反應(yīng)溫度較高時(shí)，催化劑會(huì)產(chǎn)生燒結(jié)及(或)結(jié)晶現(xiàn)象;在反應(yīng)溫度較低時(shí)，催化劑的活性會(huì)由于硫酸銨在催化劑表面凝聚堵塞催化劑的微孔而降低。

2.4選擇性非催化還原法(SNCR)技術(shù)介紹

2.4.1SNCR工作原理

選擇性非催化還原(SNCR)脫硝工藝是將含有NH*基的還原劑(如氨氣、

氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為900℃-1100℃的區(qū)域，還原劑通過安裝在屏式過熱器區(qū)域的噴槍噴入，該還原劑快速熱分解成

NH3和其它副產(chǎn)物，隨后

NH3與煙氣中的NO*進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2和H2O。

2.4.2SNCR系統(tǒng)組成

SNCR脫硝系統(tǒng)主要由還原劑存儲(chǔ)與制備、輸送、計(jì)量安排、噴射系統(tǒng)和電氣掌握系統(tǒng)等幾部分組成。

2.4.3SNCR工藝流程

SNCR的典型工藝流程為：還原劑鍋爐/窯爐(反應(yīng)器)除塵脫硫裝置引風(fēng)機(jī)煙囪。還原劑一般以尿素為主，尿素被溶解制備成濃度為50%的尿素溶液，經(jīng)輸送泵送至計(jì)量安排模塊，與稀釋水模塊送過來的水混合，尿素溶液被稀釋至10%，通過計(jì)量安排裝置精確安排到每個(gè)噴槍，然后經(jīng)過噴槍噴入爐膛，實(shí)現(xiàn)脫硝反應(yīng)。如下圖所示：

2.4.4SNCR反應(yīng)過程

1、NH3作為還原劑：

4NO+4NH3+O24N2+6H2O

2NO+4NH3+2O23N2+6H2O

6NO2+8NH37N2+12H2O

2、尿素作為還原劑：

CO(NH2)2+

2NO2N2+CO2+2H2O

CO(NH2)2+

H2O2NH3+CO24NO+4NH3+O24N2+6H2O

2NO+4NH3+2O23N2+6H2O

6NO2+8NH37N2+12H2O

2.4.5SNCR技術(shù)特點(diǎn)

SNCR技術(shù)特點(diǎn)：

1、脫硝效率可達(dá)30~40%

2、氨逃逸較高8~12ppm

3、系統(tǒng)簡潔，投資省

4、無催化劑，運(yùn)行費(fèi)用省

5、占地面積小

SNCR技術(shù)投資成本低，建設(shè)周期短，脫硝效率中等，比較適用于缺少資金的進(jìn)展中國家和適用于對現(xiàn)有中小型鍋爐的改造。這種技術(shù)的不足之處就是

NO*的脫除效率不高，氨逃逸比較高。所以單獨(dú)使用

SNCR技術(shù)受到了一些限制。但對于中小型機(jī)組或老機(jī)組改造，由于它在經(jīng)濟(jì)性能方面的優(yōu)勢，仍不失其吸引力。

SNCR法不使用催化劑，采納爐膛噴射脫硝，氨還原NO在900-1100℃這一狹窄溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。噴入的氨與煙氣良好混合是保證脫硝還原反應(yīng)充分進(jìn)行、使用最少量氨達(dá)到最好效果的重要條件。若噴入的氨未充分反應(yīng)，則泄漏的氨會(huì)影響鍋爐爐尾部受熱面，不僅使煙氣飛灰簡單沉積在受熱面，且煙氣中氨遇到三氧化硫會(huì)生成硫酸氨，易堵塞空氣預(yù)熱器，并有腐蝕危急。

目前，國外對

SNCR的討論除了進(jìn)一步提高其效率和平安性之外，另一個(gè)重點(diǎn)是對SNCR和其它脫硝技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用的討論。

2.5SNCR+SCR聯(lián)合工藝介紹

2.5.1SNCR+SCR聯(lián)合工藝工作原理聯(lián)合SNCRSCR工藝具有2個(gè)反應(yīng)區(qū)，還原劑一般以尿素為主，尿素被溶解制備成濃度為50%的尿素溶液，經(jīng)輸送泵送至計(jì)量安排模塊，與稀釋水模塊送過來的水混合，尿素溶液被稀釋至10%，通過計(jì)量安排裝置精確安排到每個(gè)噴槍，然后經(jīng)過噴槍噴入第1個(gè)反應(yīng)區(qū)爐膛，在高溫下,還原劑與煙氣中NO*

在沒有催化參加的狀況下發(fā)生還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)初步脫氮。過量逃逸的氨隨煙氣進(jìn)入第2個(gè)反應(yīng)區(qū)爐后的脫硝反應(yīng)器，在催化劑作用下，氨與氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的脫硝，同時(shí)也將氨逃逸率降到可接受的范圍。混合SNCR

SCR工藝可獲得與SCR工藝一樣高的脫硝率(80%以上)。

催化劑用量小

SCR工藝由于脫硝催化劑的使用,大大降低了反應(yīng)溫度并提高了脫硝效率,但是,由于催化劑特別昂貴,一般占整個(gè)SCR工藝總投資的1/3左右,并且由于需要定期更換,運(yùn)行費(fèi)用也很高?；旌戏üに囉捎谑紫炔杉{了SNCR工藝初步脫硝,降低了對催化劑的依靠。與SCR

工藝相比,混合工藝的催化劑用量可以大大削減。混合脫硝工藝中,當(dāng)SNCR階段脫硝效率為55%,而要求總脫硝效率為75%時(shí),混合法工藝與SCR工藝相比可節(jié)約50%的催化劑;當(dāng)要求總脫硝效率為65%時(shí),SCR階段催化劑的用量可以節(jié)約70%。

SCR反應(yīng)塔體積小,空間適應(yīng)性強(qiáng)

由于混合法工藝催化劑用量少,通過對鍋爐煙道、擴(kuò)展煙道、省煤器或空氣預(yù)熱器等進(jìn)行改造來布置SCR反應(yīng)器,大大縮短了反應(yīng)器上游煙道長度。它與單一的SCR工藝相比,不需簡單的鋼結(jié)構(gòu),節(jié)約了投資且不受場地的限制。

脫硝系統(tǒng)阻力小

由于混合法工藝的催化劑用量少,SCR反應(yīng)器體積小,其前部煙道較短,因此,與傳統(tǒng)SCR工藝相比,系統(tǒng)壓降將大大減小,削減了引風(fēng)機(jī)改造的工作量,降低了運(yùn)行費(fèi)用。

削減SO2向SO3的轉(zhuǎn)化,降低腐蝕危害

催化劑的使用雖然有助于提高脫硝效率,但也存在增加SO2向SO3轉(zhuǎn)化的副作用,而煙氣中SO3含量的增加,將生成更多的NH4HSO4。

NH4HSO4的黏結(jié)性很強(qiáng),在煙氣溫度較低時(shí),會(huì)堵塞催化劑并對下游設(shè)備造成腐蝕?；旌戏ㄓ捎谙鳒p了催化劑的用量,將使這一問題得到肯定程度的遏制。

省去SCR旁路的建筑

機(jī)組頻繁啟、停且長期低負(fù)荷運(yùn)行或超負(fù)荷運(yùn)行時(shí),都可能由于排煙溫度的不相宜而縮短催化劑的壽命。為此,SCR工藝一般需要設(shè)置旁路系統(tǒng),以避開煙溫過高或過低對催化劑造成的損害。而旁路的設(shè)置又增加了初期投資,并對系統(tǒng)掌握和場地面積等也提出了更高的要求。混合SNCR

SCR技術(shù)中,SNCR過程中形成的氨泄漏是作為SCR反應(yīng)的還原劑來設(shè)計(jì)的,因此,對SNCR階段氨逃逸的問題的考慮可以大大放寬。相對于獨(dú)立的SNCR工藝,混合工藝氨噴射系統(tǒng)可布置在相宜的反應(yīng)溫度區(qū)域稍前的位置,從而延長還原劑的停留時(shí)間。在SNCR過程中未完全反應(yīng)的氨將在位于下游的SCR反應(yīng)器被進(jìn)一步利用。混合工藝的這種支配,有助于提高SNCR階段的脫硝效率。目前,混合工藝的SNCR階段的脫硝效率已經(jīng)可以達(dá)到55%以上。

可以便利地使用尿素作為脫硝還原劑

由于液氨在運(yùn)輸和使用過程中存在諸多擔(dān)心全因素,更多的SCR

開頭尋求其他平安的替代還原劑。尿素制氨系統(tǒng)成為SCR工藝一個(gè)主要的進(jìn)展方向,如北京高碑店電廠以及石景山電廠都采納尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng),然而由于該系統(tǒng)需要簡單和浩大的尿素?zé)峤庋b置,投資費(fèi)用大。而混合法工藝通過直接將尿素溶液噴入爐膛,直接利用鍋爐的高溫,將尿素溶液分解為氨,從而省去了熱解裝置,既便利又平安。SCR催化劑吹灰需布置多層吹灰器，占地面積較大。SNCR-SCR吹灰器最多布置一層占地面積較小。

2.6本方案選擇的脫硝工藝***公司2200t/h鍋爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)中沒有考慮脫硝，造成場地受限，假如完全采納SCR法，由于前期沒有考慮脫硝措施，鍋爐省煤器和空預(yù)器之間不行能有足夠的空間安裝催化劑，一旦催化劑的安裝空間受到場地條件的限制，則實(shí)施的難度將特別大，并且改造鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)的工程量會(huì)特別大，同時(shí)也會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)的阻力等問題，有可能造成引風(fēng)機(jī)壓頭不夠等狀況。

為此，本方案考慮采納實(shí)施比較簡潔可行SNCR法，先進(jìn)行爐內(nèi)脫硝處理。再考慮在鍋爐風(fēng)煙系統(tǒng)空間允許的條件下，在省煤器和空預(yù)器之間增加SCR脫硝部分(或在空預(yù)器后利用低溫催化劑增加SCR脫硝部分，低溫催化劑為貴金屬催化劑價(jià)格高)，形成SNCR+SCR的混合型煙氣脫硝技術(shù)，即利用原有爐內(nèi)SNCR系統(tǒng)的還原劑制備、稀釋、噴射、掌握系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝煙氣尾部脫硝裝置(SCR)，組成SNCR/SCR聯(lián)合脫硝工藝。

3、本方案采納的SNCR系統(tǒng)

3.1系統(tǒng)組成

本方案采納典型的SNCR脫硝工藝，其系統(tǒng)主要由尿素倉儲(chǔ)系統(tǒng)、尿素溶液制備與儲(chǔ)存系統(tǒng)、尿素溶液計(jì)量安排及噴射系統(tǒng)和電氣掌握系統(tǒng)等幾部分組成。詳細(xì)分為以下幾個(gè)單元：

1)還原劑和軟化水儲(chǔ)存及配送單元

還原劑儲(chǔ)罐

還原劑泵送單元

稀釋水泵送單元

2)還原劑和軟化水混合及配送單元

包括混合模塊和噴射模塊的工藝單元盤柜

3)噴射系統(tǒng)

噴射器

4)工藝掌握和調(diào)整單元

掌握和調(diào)整單元

如下圖所示：

3.2系統(tǒng)簡述

SNCR脫硝技術(shù)是一種較為成熟的商業(yè)性NO*掌握處理技術(shù)。SNCR脫硝方法主要是將含氮的藥劑在870～1200℃溫度區(qū)域噴入含NO*的燃燒產(chǎn)物中,發(fā)生還原反應(yīng),脫除NO,生成氮?dú)夂退NCR脫硝在試驗(yàn)室試驗(yàn)中可達(dá)到90%以上的NO*脫除率。在大型鍋爐應(yīng)用上,短期示范期間能達(dá)到75%的脫硝效率,典型的長期現(xiàn)場應(yīng)用能達(dá)到30%～50%的NO*脫除率。SNCR脫硝技術(shù)是20世紀(jì)70年月中期在日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S開頭應(yīng)用的,80年月末歐盟國家一些燃煤電廠也開頭了SNCR脫硝技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用,美國90年月初開頭應(yīng)用SNCR脫硝技術(shù),目前世界上燃煤電廠SNCR脫硝工藝的總裝機(jī)容量在==GW以上。

本工程SNCR脫硝系統(tǒng)選用的脫硝劑是尿素。固體尿素經(jīng)加水溶解為尿素溶液,再用輸送泵送至爐前噴槍。

3.2.1尿素溶液輸送系統(tǒng)

尿素溶液儲(chǔ)罐里的尿素溶液由供液泵輸送,供液泵出口處設(shè)有稀釋水路,依據(jù)運(yùn)行要求將尿素溶液稀釋,稀釋后的尿素溶液再經(jīng)不銹鋼伴熱管送至爐前噴射器(以下簡稱噴槍),通過不銹鋼軟管與噴槍連接。

3.2.2噴射器布置

鍋爐共布置

42只噴槍,分層布置在爐膛燃燒區(qū)域上部和爐膛出口處。前墻和側(cè)墻噴槍分別布置在

28.5m、26m、23.5m

標(biāo)高處,后墻噴槍布置在27.3m、25.4m和23.5m標(biāo)高處。鍋爐高負(fù)荷運(yùn)行時(shí),投運(yùn)上兩層噴槍,低負(fù)荷運(yùn)行時(shí),投運(yùn)下兩層噴槍。在SNCR脫硝系統(tǒng)投運(yùn)時(shí),一般投運(yùn)一層或兩層噴槍即可,其余停運(yùn)噴槍由掌握系統(tǒng)掌握退出爐膛,以避開噴槍受熱損壞。

3.2.3爐前噴射設(shè)備

噴槍(含噴嘴)采納不銹鋼制造,包括噴槍本體、噴嘴座、霧化頭、噴嘴罩等四部分。噴槍本體上的尿素溶液進(jìn)口和霧化蒸汽進(jìn)口為螺紋連接,通過兩根金屬軟管分別與尿素溶液管路、蒸汽管路連接。軟管后面的尿素溶液管路、蒸汽管路上就近各布置一個(gè)球閥。每只噴槍都配有電動(dòng)推動(dòng)器,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推動(dòng)和推出噴槍的動(dòng)作。推動(dòng)器的位置信號接到SNCR脫硝掌握系統(tǒng)上,與開(停)霧化蒸汽和開(停)尿素溶液的閥門動(dòng)作聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)整個(gè)SNCR脫硝系統(tǒng)噴槍自動(dòng)運(yùn)行。

3.3其工藝流程簡圖如下：

3.4SNCR工藝的經(jīng)濟(jì)性分析

SNCR工藝以鍋爐爐膛為反應(yīng)器，可通過對鍋爐外圍的改造來實(shí)現(xiàn)對煙氣的脫硝，工程建設(shè)周期短，其投資成本和運(yùn)行成本與其它脫硝技術(shù)相比都是比較低的，因此特別適合對現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行改造，特殊適合于中小型鍋爐的脫硝改造。假如再輔以爐后尾部煙氣SCR脫硝技術(shù)聯(lián)合使用，將是特別好的選擇。一方面在較低投資條件下有效提高了脫硝的效率，另一方面，也很好的掌握了氨逃逸。

國外SNCR脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況如下表所示：

國外電廠已經(jīng)行的SNCR脫硝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

鍋爐功率/MW

未脫硝前NO*含量/(10-6)NO*脫除率/(%)單位投資/(美元/kw)均化成本/(mills/(kwh))成本/(美元/噸NO*脫除)氨逃逸量/(10-6)10066050182.03114030066050101.659285006605081.5788120**0030221806520**005022164820**078031151033103209603710.677351103704715~161.1~1.3770~979104、后續(xù)的SCR工藝

SNCR-SCR聯(lián)合脫硝工藝的核心為SNCR部分，SCR脫硝反應(yīng)器只是幫助設(shè)備。在SNCR反應(yīng)器內(nèi)NO*已經(jīng)被脫除了40%左右，并且由于較高的氨逃逸，到達(dá)SCR反應(yīng)器的還劑還有相當(dāng)?shù)暮浚虼嗽赟CR反應(yīng)器內(nèi)不再噴射還原劑，因而不用再安裝簡單的氨噴射格柵，而是在催化劑的作用利用殘余的還原劑脫除煙氣中的NO*。這樣一來可以將煙氣中最終氨逃逸掌握在很小的范圍內(nèi)。

另外，復(fù)合工藝中SCR反應(yīng)器所需催化劑的數(shù)量也比常規(guī)SCR反應(yīng)器大為削減，只需后者的一半至三分之一左右即可滿意工藝要求，一般催化劑層只需布置一層即可。并且蒸汽吹灰系統(tǒng)也被簡化為一層。

在保證將NO*的脫除率提高到80%左右的前提下，還降低了運(yùn)行費(fèi)用和工程投資。

自SCR反應(yīng)器出來的煙氣再進(jìn)入后續(xù)的除塵、脫硫系統(tǒng)連續(xù)處理，最終由引風(fēng)機(jī)排入煙囪。

SNCR-SCR聯(lián)合脫硝工藝流程圖如下：

5、工藝計(jì)算

5.1設(shè)計(jì)基礎(chǔ)參數(shù)(單臺(tái))煙氣量：24.0萬m3/h(折算為標(biāo)況為15.0萬Nm3/h)

NO*含量：小于550mg/Nm35.2物料衡計(jì)算

5.2.1影響脫硝率的因素

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影響脫硝效率的主要因素有：溫度、摩爾比、反應(yīng)時(shí)間，假如掌握好脫硝劑的噴入位置，即可掌握好反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間。

NH3/NO*摩爾比對NO*還原率的影響很大，盡管從化學(xué)反應(yīng)式來看，反應(yīng)摩爾比為1，但是實(shí)際上都要比1大才能達(dá)到較抱負(fù)的NO*還原率，NO*摩爾比過大雖然有利于NO*還原率增大，但是氨的逃逸加大又會(huì)造成新的問題，同時(shí)還增加了運(yùn)行費(fèi)用。

5.2.2設(shè)計(jì)參數(shù)取值

已有的運(yùn)行閱歷顯示，NH3/NO*摩爾比一般1.1～2，超過2以后增加氨的噴入量對脫硝的效率影響已經(jīng)很小。為此，本設(shè)計(jì)取NH3/NO*摩爾比為1.5進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。固體尿素純度按80%計(jì)。最佳溫度區(qū)間為900~1150℃，在此區(qū)間內(nèi)的停留時(shí)間設(shè)計(jì)為0.5s以上。計(jì)算按全部生成NO計(jì)。

5.2.3計(jì)算過程

設(shè)計(jì)燃燒產(chǎn)生NO*值為550mg/Nm3，設(shè)計(jì)排放值按200mg/Nm3計(jì)，鍋爐爐出口最大煙氣排放量為150000Nm3/h。

生成NO量：150000Nm3/h350mg/Nm3=52500000mg/h=52.5kg/h

化學(xué)反應(yīng)式：2NO+CO(NH2)2+1/2O22N2+CO2+2H2O

每小時(shí)消耗80%純度固體尿素的量為：52.568601.580%=111.56kg

每小時(shí)消耗水量為：111.5610%-111.56=1004.04kg

6、SNCR-SCR聯(lián)合工藝脫硝預(yù)期效果

本系統(tǒng)采納爐內(nèi)脫硝SNCR和煙氣尾部脫硝SCR工藝混合型技術(shù)，將體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：

1、遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)SCR系統(tǒng)成本即可達(dá)到85%的脫硝效率;

2、改造工期短、改造工程量小;

3、對鍋爐系統(tǒng)影響小，不需對鍋爐、煙風(fēng)道、引風(fēng)機(jī)等進(jìn)行改造;

4、削減SCR催化劑的使用量從而削減SO2到SO3的轉(zhuǎn)換;

5、SO2/SO3轉(zhuǎn)化所引起的腐蝕和空預(yù)器堵塞問題小;

6、較SCR反應(yīng)器小，具有更好的空間適用性;

7、脫硝系統(tǒng)阻力低，催化劑用量少，運(yùn)行費(fèi)用低;

8、無需尿素?zé)峤庀到y(tǒng)，簡化了工藝，節(jié)約了投資;

9、安裝敏捷，可先安裝SNCR，滿意現(xiàn)行的脫硝要求，SCR部分可留待以后環(huán)保要求提高時(shí)再安裝，脫硝工程分步實(shí)施，降低初始投資。

篇2:燃煤鍋爐煤改氣方案

燃煤鍋爐煤改氣方案

燃煤鍋爐在實(shí)際使用運(yùn)行中，熱效率低，能源鋪張大，排塵濃度大，煤的含硫量高，對大氣污染嚴(yán)峻。尤其是近年來，能源供需和環(huán)境污染的沖突日益突出。而燃?xì)忮仩t的熱效率高，對大氣污染又低，有很好的環(huán)保性能。發(fā)達(dá)國家的燃?xì)忮仩t占有相當(dāng)大的比重，俄羅斯占60%，美國占98%，日本占99%，進(jìn)展燃?xì)忮仩t是大勢所趨。因此，我國越來越多的大中城市制定了相應(yīng)的強(qiáng)制性法規(guī)，限制燃煤鍋爐的使用，例如北京、上海、西安等地不再批準(zhǔn)建設(shè)新的燃煤鍋爐房，原有的鍋爐房一律改造為燃?xì)忮仩t。依據(jù)新的環(huán)保法，對產(chǎn)生大氣污染的設(shè)備要實(shí)行監(jiān)管，嚴(yán)格限定污染物的排放量，實(shí)施"碧水藍(lán)天工程'，推舉使用清潔燃料或自然?氣，各級政府會(huì)實(shí)行相應(yīng)措施，推行燃煤全面及燃?xì)饣脑臁Ｗ匀?氣是目前世界上一種最清潔的燃料，它燃燒充分，產(chǎn)生的灰份、含硫量和含氮量比燃煤低的多。同時(shí)，氣體燃料通過管道輸送，可極大的減小勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，降低運(yùn)行成本。國家"西氣東輸'、"忠氣進(jìn)漢'等工程的實(shí)施，使孝感市年底即可用上自然?氣，為鍋爐的煤改氣供應(yīng)了優(yōu)質(zhì)、充分、廉價(jià)的氣源。

一、基本狀況

青島啤酒應(yīng)城分廠原有10t/h燃煤蒸汽鍋爐一臺(tái)，該鍋爐為上海四方鍋爐廠生產(chǎn)，型號SHL-1.25-AⅡ型，2000年生產(chǎn)，20**年投入使用。鍋爐爐體受壓元件基本完好，有連續(xù)使用價(jià)值；鍋爐的給水系統(tǒng)和送、引風(fēng)系統(tǒng)基本完好，特別相宜改造為燃?xì)忮仩t。

1、鍋爐參數(shù)

①額定出力10t/h

②額定工作壓力1.25Mpa

③給水溫度105ОC

④設(shè)計(jì)效率90%

⑤使用燃料燃煤

⑥燃料消耗量5t標(biāo)準(zhǔn)煤/噸蒸汽

⑦燃燒方式室燃

⑧電能消耗（風(fēng)系統(tǒng)）96.4Kw

2、改造要求用戶要求將現(xiàn)有的一臺(tái)10t/h燃煤蒸汽鍋爐改造為自然?氣鍋爐。并達(dá)到如下目標(biāo)：

1）保持原鍋爐的額定參數(shù)（如汽溫、汽壓、給水溫度等不變）

2）保持或提高原鍋爐的出力和效率

3）通過改造達(dá)到消退煙塵，滿意環(huán)保要求

4）改造方案簡潔易行，投資少、見效快，工期短，因此改爐時(shí)涉及面越小越好。改造時(shí)不超出鍋爐本體基本結(jié)構(gòu)之外。

二、改造技術(shù)方案

1、燃煤鍋爐改成燃?xì)忮仩t留意要點(diǎn)

1）燃燒器的選型和布置與爐膛型式關(guān)系親密，應(yīng)使?fàn)t內(nèi)火焰的布滿度好，不形成氣流死角；避開相臨燃燒器的火焰相互干擾；低負(fù)荷時(shí)保持火焰在爐膛中心位置，避開火焰中心偏離爐膛對稱中心；未燃盡的燃?xì)饪諝饣旌衔锊粦?yīng)接觸受熱面，以免形成氣體不完全燃燒；高溫火焰要避開高速?zèng)_刷受熱面，以免受熱面強(qiáng)度過高使管壁過熱等。燃燒器的布置還要考慮燃?xì)夤艿篮惋L(fēng)道的布置合理，操作、檢修和修理便利。

2）燃?xì)忮仩t爐膛出口煙氣溫度不會(huì)受積灰和高溫腐蝕等限制，一般允許在1300℃左右的較高范圍。

3）一般燃煤鍋爐改造成燃?xì)忮仩t后，由于受熱面和積灰明顯減輕，傳熱條件改善，不完全熱損失也可掌握得較小，所以鍋爐效率可提高約5%-10%。

2、技術(shù)方案總的構(gòu)思

①爐膛設(shè)計(jì)考慮自然?氣燃燒的火焰直徑（1500mm）和火焰長度（4500mm），使?fàn)t膛空間與火焰的布滿度達(dá)到最佳。爐膛容積熱負(fù)荷設(shè)計(jì)為100104cal/m3h

②考慮到自然?氣主要成份為CH4，其燃燒后產(chǎn)生的H2O，蒸汽份額較大，故其輻射力量較強(qiáng)，爐膛受熱可適當(dāng)增加，以充分利用其輻射傳熱，提高熱效率，降低鋼材消耗，確保鍋爐出力，并可能提高鍋爐出力。

③鍋爐爐膛內(nèi)采納微正壓燃燒。要求鍋爐的爐墻，密封性能要加強(qiáng)。

④由于燃?xì)忮仩t的空氣過剩系數(shù)較小，只有1.05~1.2之間，燃燒所需風(fēng)量較少一些，加上拆除除塵器后，以及煙道系統(tǒng)煙塵較小，所以煙道阻力較小，引風(fēng)機(jī)風(fēng)量有較多的富余采納檔板風(fēng)門調(diào)整，功率損耗較大，建議可考慮采納變頻調(diào)速方式對引風(fēng)機(jī)進(jìn)行調(diào)控。

⑤在爐膛和后煙室看火門處，增加一個(gè)至兩個(gè)防爆門，提高鍋爐的抗爆性能。

⑥新增加燃燒器掌握系統(tǒng)與原有的鍋爐掌握有機(jī)結(jié)合在一起，具有燃燒程控功能，能預(yù)吹掃自動(dòng)點(diǎn)火，火焰檢測器自檢，負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整，火焰監(jiān)測故障報(bào)警聯(lián)鎖停爐。燃?xì)忾y阻檢漏，壓力凹凸報(bào)警，水位調(diào)整水位凹凸報(bào)警，極低水位停爐。蒸汽壓力超高爐膛溫度超高報(bào)警，引風(fēng)機(jī)與燃燒機(jī)順控聯(lián)鎖功能。

3、技術(shù)方案簡要闡述

①配置進(jìn)口燃?xì)馊紵鳎?芬蘭'"奧林'GP700M，DN100一體化全自動(dòng)燃燒器及包括，組合電磁閥調(diào)壓閥、過濾器、檢漏裝置，高壓氣壓開關(guān)，氣壓表及連桿等組成閥組一套，該機(jī)輸出功率28.4MW，火焰尺寸1500*4800②拆除煤斗：在原鍋爐基礎(chǔ)平面0.00處以上到鍋爐前爐墻面板以前煤斗部分前落灰斗，以及爐排的全軸部分。

③拆除爐排：拆除爐排的全爐爐排，以及前后軸和后部老鷹鐵。

④拆除爐排中間的風(fēng)箱組成燃燒室空間：依據(jù)火焰的尺寸要求，將上下爐排中間的風(fēng)箱部分拆除，形成一個(gè)圓弧形爐膛底部。

⑤密封爐排下面的落灰室以及管部的排渣斗，用爐渣將爐排底部的落灰室和后部的渣斗堵住并在爐渣上部放置保溫混凝土80mm厚，再在混凝土上放置兩層耐火磚（圓弧形放置），最終用耐火混凝土澆注抹面形成耐火保溫爐膛底。

⑥制作全爐墻及燃燒器的連接面板：用厚度為16mm的鋼板在爐座基礎(chǔ)平面處以上與鍋爐全爐墻平面處進(jìn)行焊接固定（與鋼架相連焊接）依據(jù)燃燒頭的安裝固定尺寸要求，開孔并鉆四個(gè)固定螺栓孔（攻絲），用耐火磚在鋼板內(nèi)側(cè)砌筑耐火前墻（在鋼板與耐火磚之間適當(dāng)留5080mm間隙用來填充保溫材料）和原有前爐墻，以及新做爐底相連，形成完全密封的新前爐墻。

⑦用原有左側(cè)和后部的看火門，改成兩個(gè)防爆門。

⑧拆除原有的鼓風(fēng)機(jī)，除塵器，以及空氣預(yù)熱器，將原有的鼓風(fēng)機(jī)及送風(fēng)道全部拆除（預(yù)熱器可依據(jù)狀況考慮），原除塵器被拆除后，鋼制煙道將原除塵器卷入口和出口之間空間進(jìn)行連接。形成完整煙道。

⑨清除爐內(nèi)水冷壁管對流管束等受熱面上的煙垢，同時(shí)將鍋爐內(nèi)水側(cè)的水垢進(jìn)行清洗，提高鍋爐受熱面的傳熱力量。

⑩對全部的爐墻及爐門進(jìn)行密封：由于燃?xì)忮仩t在微正壓狀態(tài)運(yùn)行，為了平安，需要對全部的爐墻及爐門進(jìn)行密封。

⑾安裝燃燒機(jī)：先將燃燒頭拆下，裝在前爐墻上的燃燒器連接面板上，并用耐火材料將燃燒筒與爐墻處進(jìn)行密封；然后按要求依次裝上燃?xì)忾y組及附件，最終裝上燃燒機(jī)主體部分。

⑿依據(jù)燃燒機(jī)要求，結(jié)合原有的掌握系統(tǒng)，設(shè)計(jì)制作新的掌握系統(tǒng)，充分利用原有的系統(tǒng)保留部分的掌握器件，新增加部分重新做一個(gè)掌握柜，將新掌握柜與原有掌握內(nèi)保留部分結(jié)合，形成新的完整掌握系統(tǒng)，能達(dá)到如下功能：

a.水位自動(dòng)調(diào)整，指示。

b.水位凹凸報(bào)警，極低水位報(bào)警聯(lián)鎖停爐。

c.爐膛出口溫度超高報(bào)警，停爐。

d.蒸汽壓力超壓報(bào)警，停爐。

e.燃燒負(fù)荷自動(dòng)調(diào)整，大、小火自動(dòng)轉(zhuǎn)接。

f.依據(jù)壓力，工作性自動(dòng)起停。

g.燃燒程控自動(dòng)掌握，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)預(yù)吹掃，高壓點(diǎn)火，火焰自檢，火焰監(jiān)測，故障熄火報(bào)警停爐聯(lián)鎖。

h.燃?xì)飧摺⒌蛪簣?bào)警。

i.燃?xì)庀到y(tǒng)泄漏報(bào)警，停爐。

j.燃燒機(jī)停爐后吹掃。

k.引風(fēng)機(jī)與燃燒機(jī)順控聯(lián)鎖，起動(dòng)時(shí)引風(fēng)機(jī)先開，燃燒器后開，停爐時(shí)燃燒器先停，引風(fēng)機(jī)后停。

l.所需的電機(jī)掌握回路，都有短路，缺相，過載等愛護(hù)功能。

⒀調(diào)試時(shí)要對引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓頭進(jìn)行調(diào)整：由于改造后引風(fēng)機(jī)有較大富有量，需要將引風(fēng)門關(guān)小到肯定程度，以削減風(fēng)量和降低風(fēng)壓。

⒁引風(fēng)機(jī)改為變頻掌握：由于引風(fēng)機(jī)功率較大，且改燃?xì)夂箫L(fēng)量要求較燃煤時(shí)少，拆除除塵器和空預(yù)器的煙道阻力減小，引風(fēng)機(jī)富有量較大，采納加擋板調(diào)整時(shí)，電耗較大，改為變頻調(diào)整后，能耗會(huì)降到原能耗的1/2~1/3，因此節(jié)能效果明顯。

4、改