氧化鋁行業(yè)窯爐SNCRSCR煙氣脫硝技術規(guī)范

1T/HNNMIAXX-20XX氧化鋁行業(yè)窯爐SNCR/SCR煙氣脫硝技術規(guī)范本文件規(guī)定了氧化鋁行業(yè)窯爐煙氣脫硝技術規(guī)范的總則、熟料燒成窯煙氣脫硝工藝、氫氧化鋁焙燒爐煙氣脫硝工藝、運行與維護、煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)境保護、可追溯性過程記錄等進行了規(guī)定。本文件適用于氧化鋁行業(yè)熟料燒成窯煙氣選擇性催化還原脫硝技術（SCR)、氫氧化鋁焙燒爐煙氣選擇性非催化還原脫硝技術(SNCR)、選擇性非催化還原脫硝技術(SNCR)-選擇性催化還原脫硝技術（SCR)煙氣脫硝系統(tǒng)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T2440尿素GB8978污水綜合排放標準GB/T21509燃煤煙氣脫硝技術裝備GB25465鋁工業(yè)污染物排放標準GB/T35209煙氣脫硝催化劑再生技術規(guī)范HJ/T75固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范HJ/T76固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法3術語和定義GB/T21509和GB/T35209界定的下列術語和定義適用于本文件。3.1選擇性催化還原法selectivecatalyticreduction（SCR）利用還原劑在催化劑作用下有選擇性地與煙氣中的氮氧化物（NOx，主要是NO和NO2）發(fā)生化學反應，生成氮氣（N2）和水（H2O），從而減少煙氣中NOx排放的一種方法。[來源：GB/T21509—2008，3.2]3.2選擇性非催化還原法selectivenon-catalyticreduction（SNCR）利用還原劑在不需要催化劑的情況下有選擇性地與煙氣中的NOx發(fā)生化學反應，生成氮氣和水，從而減少煙氣中NOx排放的一種方法。3.3SNCR-SCR聯(lián)合脫硝工藝hybridSNCR-SCRtechnology在SNCR的下游安裝SCR脫硝裝置，利用SNCR未完全反應的還原劑，在催化劑層繼續(xù)脫除煙氣中的NOx以滿足環(huán)保排放標準的脫硝技術。3.4煙氣脫硝系統(tǒng)denitrificationsystem采用物理或化學的方法脫除煙氣中的氮氧化物的系統(tǒng)，本文件中指SNCR和SCR脫硝系統(tǒng)。3.5還原劑reductant使煙氣中NOx還原的物質。[來源：GB/T21509—2008，3.3，有修改]2T/HNNMIAXX-20XX3.6催化劑catalyst促使還原劑選擇性地與煙氣中的氮氧化物在一定溫度下發(fā)生化學反應的物質。[來源：GB/T21509—2008，3.4]3.7SCR反應器SCRreactor煙氣脫硝技術裝備中選擇性還原脫除NOx的反應裝置。[來源：GB/T21509—2008，3.5，有修改]3.8氨逃逸濃度ammoniaslip脫硝系統(tǒng)運行時，煙氣中氨的質量與煙氣體積（101.325kPa、0℃,干基，過量空氣系數(shù)1.4）之比，一般用mg/m3表示。3.9裝備可用率available脫硝裝備每年正常運行時間與窯爐每年總運行時間的百分比。按公式（1）計算裝備可用率，數(shù)值以%表示：.................................（1）式中：A——窯爐每年總運行時間，單位為小時（h）；B——脫硝裝置每年不能運行的小時數(shù)，單位為小時（h）。[來源：GB/T21509—2008，3.10，有修改]3.10脫硝效率denitrationefficiency指由脫硝裝置脫除的NOx量與未經(jīng)脫硝前煙氣中所含NOx量的百分比。按公式（2）計算脫硝效率，數(shù)值以%表示：×100...............................式中：C1——脫硝前煙氣中NOx的濃度（干基，按基準氧含量單位為毫克每標立方米（mg/Nm3C2——脫硝后煙氣中NOx的濃度（干基，按基準氧含量單位為毫克每標立方米（mg/Nm3）。[來源：GB/T21509—2008，3.11，有修改]3.11失活催化劑deactivatedcatalyst由于物理或化學因素導致活性衰減的煙氣脫硝催化劑。[來源：GB/T35209—2017，3.1]3.12產品基準煙氣量referencegasvolumeofproduct工業(yè)窯爐生產單位產品所產生的煙氣量，單位為百分號（Nm3/t-產品）。4總則4.1氧化鋁行業(yè)窯爐煙氣脫硝實施過程應按國家基本建設程序進行審批、建設。4.2新建、改建、擴建窯爐加裝煙氣脫硝裝置時，其設計工況宜根據(jù)脫硝系統(tǒng)入口處實測煙氣參數(shù)確定，并充分考慮原料、燃料及產能的變化趨勢，煙氣中NOx排放要求應不低于GB25465中修改單的要求。3T/HNNMIAXX-20XX4.3采用SNCR脫硝技術時，煙囪排放出口氨逃逸濃度不得高于8mg/m3；采用SCR或SNCR-SCR脫硝技術時，煙囪排放出口氨逃逸濃度不得高于2.5mg/m3。4.4熟料燒成窯基準煙氣量為5500m3/t-熟料。氫氧化鋁焙燒爐基準煙氣量為2200m3/t-氧化鋁。4.5脫硝系統(tǒng)裝備可用率在95%以上。4.6SNCR脫硝系統(tǒng)不能對氫氧化鋁焙燒爐產生干擾，不能影響氧化鋁產品質量，不能增加煙氣阻4.7SCR脫硝系統(tǒng)的煙氣壓降不高于1400Pa。4.8脫硝系統(tǒng)的建設應充分考慮與熟料燒成窯、氫氧化鋁焙燒爐主體系統(tǒng)的兼容，脫硝系統(tǒng)不得對窯爐系統(tǒng)安全運行造成重大隱患，脫硝系統(tǒng)對窯爐及附屬設施熱效率的影響應不大于0.5%。4.9脫硝系統(tǒng)應能在氧化鋁窯爐任何工況之間持續(xù)安全運行。4.10氧化鋁行業(yè)窯爐煙氣脫硝技術實施過程中除應符合本文件外，還應符合國家有關工程質量、安全、消防等方面的強制性標準條文的規(guī)定，宜包括系統(tǒng)工藝、設備、總圖、土建、電氣、控制、消防、暖通、給排水、環(huán)境保護、安全、職業(yè)衛(wèi)生等。4.11脫硝系統(tǒng)不應設置煙氣旁路。5熟料燒成窯煙氣脫硝工藝5.1熟料燒成窯脫硝工藝流程基于熟料燒成窯生產工藝特性及煙氣特征，其煙氣脫硝工藝宜采用低溫SCR脫硝工藝。低溫SCR脫硝系統(tǒng)主要由還原劑儲存制備系統(tǒng)、還原劑熱解系統(tǒng)、還原劑噴施系統(tǒng)、低溫SCR反應器、SCR催化劑熱解析系統(tǒng)組成。熟料燒成窯脫硝工藝流程見圖1。圖1熟料燒成窯脫硝工藝流程5.2還原劑選擇5.2.1脫硝工藝使用的還原劑主要有尿素、氨水和液氨。5.2.2一般選擇尿素作為還原劑，尿素質量符合GB/T2440的規(guī)定。5.3還原劑儲存和制備系統(tǒng)5.3.1還原劑儲存和制備系統(tǒng)包括提升機、尿素溶解槽、尿素溶液儲槽、尿素溶液泵以及相應的尿素管道。5.3.2應至少設置一座尿素存貯倉，并設置熱風流化裝置和振動下料裝置，并防止尿素吸潮結塊。5.3.3將尿素制備成質量濃度為40%～50%溶液儲存。尿素溶液的總儲存容量應不小于所對應的脫硝系統(tǒng)設計工況下連續(xù)5天的消耗量。5.3.4尿素制氨系統(tǒng)采用熱解工藝制備氨氣，每套SCR反應器設置1臺絕熱分解室，分界室進出4T/HNNMIAXX-20XX口氣體分配管道設置調節(jié)風門，分解室和計量分配裝置的布置應靠近反應器。5.3.5尿素溶解槽及尿素管道應采用電伴熱進行保溫。5.4還原劑熱解系統(tǒng)5.4.1每套熟料窯SCR脫硝反應器均對應1套尿素熱解系統(tǒng)，每臺熱解爐對應1臺計量與分配裝置。5.4.240%～50%的尿素溶液經(jīng)泵輸送至計量裝置后進入尿素熱解爐，尿素熱解爐溫度在350℃~5.4.3熱解蒸發(fā)后NH3（氣態(tài)）進入氨-空氣混合器進行稀釋，稀釋后NH3（氣態(tài)）的體積百分比濃度不高于5%。5.5還原劑噴施系統(tǒng)5.5.1稀釋后NH3（氣態(tài)）經(jīng)管道輸送至SCR系統(tǒng)前噴氨格柵，噴氨格柵宜采用管柵式，同時應設計防止被固體灰分堵塞的措施和防磨措施。5.5.2NH3（氣態(tài)）輸送管道在使用前需進行氮氣吹掃。5.5.3氨噴施系統(tǒng)包括氨管路、氨分配裝置、霧化噴槍等。霧化噴槍布置于反應器入口煙道，均勻分布。5.5.4每個催化劑層上方布置2臺耙式吹灰器，并采用壓縮空氣經(jīng)煙道換熱器加熱后作為吹灰介質。5.6低溫SCR脫硝器5.6.1SCR催化劑應能滿足熟料燒成窯煙氣濕度≥30%、飛灰堿度（Na2O）≥20%的工況條件。5.6.2SCR催化劑采用低溫V-W-Ti催化劑，煙氣溫度宜在170℃~220℃。5.6.3SCR催化劑應質地均勻，蜂窩式催化劑采用純陶瓷材料，平板式催化劑采用不銹鋼篩網(wǎng)板作為基材。催化劑類型（蜂窩狀或者板式催化劑）由企業(yè)自行決策。催化劑機械壽命應不小于8年；催化劑化學壽命應不小于3年（24000h）。5.6.4催化劑的層數(shù)應采用N+1層方式布置（催化劑初始加裝N層，催化劑預留最上層）。其層數(shù)的配置及壽命管理模式應進行綜合技術經(jīng)濟比較?；景惭b層數(shù)應根據(jù)催化劑化學、機械性能、衰減特性及環(huán)保要求確定。5.6.5每一層催化劑均應設計可拆卸的催化劑測試部件，并設有清灰設施和反積灰措施。投運前兩年，每年至少檢測1次；兩年后，每半年至少檢測1次。5.6.6SCR反應器本體宜采用鋼焊接結構，其外壁應采取保溫措施；露天布置時，保溫層應采取防雨措施。5.6.7反應器入口應設煙氣導流板，反應器側壁對應催化劑部位應設催化劑裝載門、起吊裝置和人孔門。5.6.8在反應器入口和出口均應加裝壓力測量裝置，當壓差過大時，表明催化劑堵塞，可以人工進行強行吹灰。反應器內部吹灰方式可采用壓縮空氣吹灰等方式，每層催化劑上方布置不少于2層耙式吹灰器，預留層保留吹灰器接口。壓縮空氣應設置單獨空壓機供應，壓縮空氣可與原始煙氣間接換熱后作為吹灰介質，壓力不低于0.8MPa。5.6.9熟料燒成窯烘窯時燃料宜采用低氮型煤氣或天然氣，避免烘窯階段煤粉不完全燃燒造成的NOx超標和其他污染物超標，并降低煤粉不完全燃燒對SCR催化劑的影響。5.6.10反應器應設置足夠大小和數(shù)量的人孔門，人孔尺寸宜采用800mm×800mm方式。5.7SCR催化劑熱解析系統(tǒng)5.7.1每套SCR脫硝系統(tǒng)應設置1套催化劑在線解析系統(tǒng)。5.7.2SCR反應器采用分倉設置，當單個催化劑在線解析時，其余催化劑倉室應能滿足全煙氣正常脫硝要求。5.7.3SCR催化劑解析溫度在350℃~420℃,解析時間不少于72h。5.7.4催化劑解析熱煙氣升溫宜采用熱風爐形式，熱源為天然氣、煤制氣或電。5.7.5多套SCR脫硝系統(tǒng)可共用1套熱風系統(tǒng)。5T/HNNMIAXX-20XX6氫氧化鋁焙燒爐脫硝煙氣工藝6.1氫氧化鋁焙燒爐煙氣脫硝工藝流程基于氫氧化鋁焙燒爐生產工藝及煙氣特征，其煙氣脫硝工藝宜采用SNCR脫硝工藝或SNCR-SCR聯(lián)合脫硝工藝。脫硝系統(tǒng)主要由還原劑儲存制備系統(tǒng)、還原劑噴施系統(tǒng)、SNCR脫硝系統(tǒng)、SCR脫硝系統(tǒng)組成。經(jīng)配置合格的還原劑溶液經(jīng)輸送系統(tǒng)輸送至分配模塊，經(jīng)噴槍噴入氫氧化鋁焙燒爐P04或P03高溫路體內進行SNCR脫硝，SNCR脫硝后煙氣與逃逸氨進入在P02-A02段設置SCR反應器內進行深度脫硝。氫氧化鋁焙燒爐煙氣脫硝工藝流程見圖2。圖2氫氧化鋁焙燒爐脫硝工藝流程示意圖6.2還原劑選擇6.2.1脫硝還原劑主要有尿素、氨水和液氨。6.2.2一般選擇尿素作為還原劑，其質量應符合GB/T2440的規(guī)定。6.3脫硝工藝確定6.3.1氫氧化鋁焙燒爐煙氣脫硝效率要求不高于40%的企業(yè)，宜采用SNCR脫硝工藝。6.3.2氫氧化鋁焙燒爐煙氣脫硝效率要求不低于80%的企業(yè)，應采用SNCR-SCR聯(lián)合脫硝工藝，滿足氫氧化鋁焙燒爐超低排放的環(huán)保要求。6.4還原劑儲存制備系統(tǒng)6.4.1尿素儲存及附屬設備詳見節(jié)5.3.1。6.4.2尿素制氨宜采用水解制氨工藝，尿素水解反應器的出力宜按脫硝系統(tǒng)設計工況下氨氣消耗量的120%設計。尿素水解制氨包括尿素顆粒儲倉、尿素計量罐、尿素溶解罐、尿素溶液泵、尿素溶解儲罐、供液泵、水解反應器、緩沖罐、蒸汽加熱器及疏水回收裝置等。6.4.3將尿素制備成質量濃度為30%～50%的尿素溶液儲存。6.4.4尿素溶解罐不少于2座，并設有人孔、尿素顆粒下料口、尿素溶液出口、通風孔、攪拌器口、液位表、溫度表口和排放口，罐體并設置加熱裝置。6.4.5尿素溶液儲罐可采用纖維增強復合材料或304及其以上等級的不銹鋼材料，同時罐外壁應設有安全梯、檢修平臺等。6.5還原劑噴施系統(tǒng)6.5.1尿素溶液作為還原劑時，多臺氫氧化鋁焙燒爐宜共用1套還原劑輸送系統(tǒng)。尿素溶液宜通過靜態(tài)混合器與稀釋水（應采用除鹽水）混合稀釋，稀釋后的質量濃度不得大于10%。輸送系統(tǒng)應設置6T/HNNMIAXX-20XX加熱器和過濾器，加熱器的功率應能滿足補償尿素溶液輸送途中熱量損失的需要。6.5.2每臺氫氧化鋁焙燒爐應配置一套還原劑計量分配系統(tǒng)。6.5.3噴槍材質應采用等級不低于310S的不銹鋼材質，并采用大角度（55o)噴嘴，確保焙燒爐截面全覆蓋。6.6SNCR脫硝系統(tǒng)6.6.1第一層還原劑噴射層設置在焙燒爐P04主爐筒體上，第二層還原劑噴射層設置副焙燒爐P03出口，還原劑噴施點在P03或P04溫度區(qū)域為900℃~1050℃。每個噴射點設置2～4個噴槍，噴槍采用雙流體噴槍，壓縮空氣壓力不低于0.6MPa。6.6.2每支噴槍應設有外部套管，避免煙氣的高溫腐蝕和磨損。6.6.3煙氣中NOx原始濃度較低時，可采用SNCR脫硝工藝時，煙氣NOx排放濃度應滿足GB25465中修改單要求，并預留SCR脫硝工藝的實施條件。6.7SCR脫硝系統(tǒng)6.7.1SCR脫硝反應器應設置在P02二級預熱旋風分離器和原料干燥器中間煙道之間，脫硝反應溫度為320℃~400℃。6.7.2反應器入口應設至氣流均布裝置，反應器入口及出口段應設導流板。6.7.3催化劑宜采用抗磨損和防堵塞效果好的板式催化劑。6.7.4吹灰器應采用聲波吹灰器，多點布置，確保催化劑不被堵塞。6.7.5催化劑應設置N+1層催化劑（N用1備）。6.7.6催化劑宜采用模塊化設計，并采用鋼結構框架化，便于運輸和安裝。6.7.7每層催化劑上方布置不少于2層聲波吹灰器。聲波吹灰器所用壓縮空氣壓力在0.6MPa～0.8MPa。每個吹灰流程時間約2min，吹灰頻率宜為1次/10min。6.7.8吹灰器的控制應采用集散控制系統(tǒng)（DCS）程序控制。6.7.9為避免在氫氧化鋁焙燒爐烘爐階段爐內溫度過高，SCR煙氣入口處應設置冷風閥，保證SCR反應器入口煙氣溫度不高于450℃。7運行與維護7.1脫硝系統(tǒng)的運行、維護及管理除應執(zhí)行本文件外，還應符合國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。7.2未經(jīng)當?shù)丨h(huán)境保護行政主管部門批準，不得停止運行脫硝系統(tǒng)。由于緊急事故及故障造成脫硝系統(tǒng)停止運行時，應立即報告當?shù)丨h(huán)境保護行政主管部門。7.3脫硝系統(tǒng)應根據(jù)工藝要求定期對各類設備、電氣、自控儀表進行檢查維護，確保裝置穩(wěn)定可靠地運行。7.4脫硝系統(tǒng)在正常運行條件下，NOx排放濃度應滿足國家或地方排