脫硝SCR法(中低溫)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案文檔脫硝SCRL藝介紹第一章脫硝技術(shù)介紹SCR 脫硝系統(tǒng)是利用催化劑，在一定溫度下，使煙氣中的 NOx與氨氣供應(yīng)系統(tǒng)注入的氨氣混合后發(fā)生還原反應(yīng)，生成氮?dú)夂退瑥亩档蚇Ox的排放量，減少煙氣對(duì)環(huán)境的污染。其中SCR反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)如下:一一 催化劑一4NO + 4NH +。24N2 + 6H 2。(1)- 催化劑-6NO + 8NH3J7N2 + 12H 2。(2)一 一 一催化劑一一NO + NO + 2NH3 底" 2N2 + 3H 2。(3)SCR脫硝工藝系統(tǒng)可分為氨水儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、氨氣制備和供應(yīng)系統(tǒng)、氨/空氣混合系統(tǒng)、氨噴射系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SCR反應(yīng)器系統(tǒng)和廢水吸收

2、處理系統(tǒng)等。其中由氨水槽車運(yùn)送氨水，氨水由槽車輸入儲(chǔ)氨罐內(nèi)，并依靠氨水泵將儲(chǔ)氨罐中的 氨水輸送到氨水蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，與稀釋風(fēng)機(jī)鼓入的稀釋空氣在氨/空氣混合器中混 合后，送達(dá)氨噴射系統(tǒng)。在SCR入口煙道處，噴射出的氨氣和來自焦?fàn)t出口的煙氣混合 后進(jìn)入SCR反應(yīng)器，通過兩層催化劑進(jìn)行脫硝反應(yīng)，最終通過出口煙道回至余熱鍋爐， 達(dá)到脫硝的目的。第二章方案編制輸入條件1 .概述1.1 編制依據(jù)(1)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 16171-2012煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)和 臨汾大氣污染防治文件。(2) 中華人民共和國(guó)的有關(guān)法律、法規(guī)、部門規(guī)章及工程所在地的地方法規(guī)；(3) 現(xiàn)行有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)

3、范，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及自治區(qū)級(jí)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范；(4)業(yè)主提供的設(shè)計(jì)資料。1.2主要設(shè)計(jì)原則(1)選擇符合環(huán)保要求的最經(jīng)濟(jì)合適的煙氣脫硝工藝方案，煙氣脫硝系統(tǒng)不能影響 系統(tǒng)正常運(yùn)行；(2)煙氣脫硝工程盡可能按現(xiàn)有設(shè)備狀況及場(chǎng)地條件進(jìn)行布置，力求工藝流程和設(shè) 施布置合理、操作安全、簡(jiǎn)便，對(duì)原機(jī)組設(shè)施的影響最少；(3)對(duì)脫硝副產(chǎn)物的處理應(yīng)符合環(huán)境保護(hù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)要求，盡量避免脫硝副產(chǎn)物的二次 污染，脫硝工藝應(yīng)盡可能減少噪音對(duì)環(huán)境的影響；(4)脫硝工程應(yīng)盡量節(jié)約能源和水源，降低脫硝系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用；(5)脫硝系統(tǒng)年運(yùn)行小時(shí)數(shù)按8000小時(shí)，脫硝系統(tǒng)可利用率98%Z上；(6) SCRg置按反應(yīng)器出口 NO含

4、量150mg/Nm以下達(dá)到環(huán)保要求。第三章系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)1. NOx脫除率、氨的逃逸率、SO2/SO3?；试谙铝袟l件下，對(duì)NOx兌除率、氨白逃逸率、SO/SO3轉(zhuǎn)化率同時(shí)進(jìn)行考核。(1)焦?fàn)t 50%THA-100%BM耐；(2)入口煙氣中NOx含量；(3)脫硝系統(tǒng)入口煙氣含塵量不大于 50mg/Nr3(干基)；(4) NH3/NOx摩爾比不超過保證值 工時(shí)；(5)煙氣入口溫度：設(shè)計(jì)脫硝裝置在性能考核試驗(yàn)時(shí)的 NOx脫除率不小于80%氨的逃逸率不大于10PpmSO/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%脫硝裝置在附加層催化劑投運(yùn)前，NOx兌除率不小于70%氨的逃逸率不大于10Ppm SO/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%出口

5、 NO/保要求值為 150mg/Nm,入口 NO給量應(yīng)該 600mg/Nm3。脫硝效率定義：C1-C2脫硝率=X100%C1式中：C1 脫硝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)月B肖入口處煙氣中 NOx含量(mg/Nrm)。C2脫硝系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)月B肖出口處煙氣中 NOx含量(mg/Nrm)。氨的逃逸率是指在脫硝裝置出口的氨的濃度。2 .壓力損失從脫硝系統(tǒng)入口到出口之間的系統(tǒng)壓力損失不大于1000Pa (100%BMCR況,并考慮附加催化劑層投運(yùn)后增加的阻力)。3 .脫硝裝置可用率脫硝整套裝置的可用率在最終驗(yàn)收前不低于 98%脫硝裝置的可用率定義：可用率=A - B C 100%AA:脫硝裝置統(tǒng)計(jì)期間可運(yùn)行小時(shí)數(shù)。B:脫硝

6、裝置統(tǒng)計(jì)期間強(qiáng)迫停運(yùn)小時(shí)數(shù)。C:脫硝裝置統(tǒng)計(jì)期間強(qiáng)迫降低出力等效停運(yùn)小時(shí)數(shù)。4 .催化劑壽命催化劑壽命為脫硝裝置首次注氨后不低于 24000小時(shí)，機(jī)械壽命40000小時(shí)。催化劑壽命是指催化劑的活性能夠滿足脫硝系統(tǒng)的脫硝效率不低于第1條指標(biāo)條件時(shí)催化劑的連續(xù)使用時(shí)間。第四章SCR系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 .方案設(shè)計(jì)原則1.1 技術(shù)要求為了與焦?fàn)t運(yùn)行匹配，脫硝裝置的設(shè)計(jì)必須保證在焦?fàn)t負(fù)荷波動(dòng)時(shí)將有良好的適應(yīng) 特性。脫硝裝置必須滿足如下運(yùn)行特性：(1)將能適應(yīng)焦?fàn)t50%THA：況和100%BMCR況之間的任何負(fù)荷，并能適應(yīng)機(jī)組的 負(fù)荷變化和機(jī)組啟停次數(shù)的要求。裝置和所有輔助設(shè)備將能投入運(yùn)行而對(duì)焦?fàn)t負(fù)荷和焦 爐運(yùn)行

7、方式不能有任何干擾。而且脫硝裝置必須能夠在煙氣排放濃度為最小值和最大值 之間任何點(diǎn)運(yùn)行。(2)整套系統(tǒng)及其裝置將能夠滿足整個(gè)系統(tǒng)在各種工況下自動(dòng)運(yùn)行的要求，系統(tǒng)的的啟動(dòng)、正常運(yùn)行監(jiān)控和事故處理將實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化。(3)在電源故障時(shí)，所有可能造成不可挽回?fù)p失的設(shè)備，將同保安電源連接。(4)對(duì)于容易損耗、磨損或出現(xiàn)故障并因此影響裝置運(yùn)行性能的所有設(shè)備，即使設(shè) 有備用件，也將設(shè)計(jì)成易于更換、檢修和維護(hù)。(5)煙道和箱罐等設(shè)備將配備足夠數(shù)量的人孔門，所有的人孔門使用較接方式，且能容易開/關(guān)。所有的人孔門附近將設(shè)有維護(hù)平臺(tái)。(6)所有設(shè)備和管道，包括煙道、膨脹節(jié)等在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮設(shè)備和管道發(fā)生故障 時(shí)能承

8、受最大的溫度熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。(7)設(shè)計(jì)選用的材料必須適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行條件，包括考慮適當(dāng)?shù)母g余量。(8)所有設(shè)備與管道等的布置將考慮系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行工作的方便。(9)所有電動(dòng)機(jī)的冷卻方式不采用水冷卻。1.2 脫硝工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則脫硝工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則包括：(1)脫硝系統(tǒng)設(shè)置煙氣旁路系統(tǒng)。(2)脫硝反應(yīng)器布置在鍋爐前。(3)吸收劑為氨水。(4)采用蜂窩式催化劑。(5)脫硝設(shè)備年利用小時(shí)按8500小時(shí)考慮。(6)脫硝裝置可用率不小于98%(7)裝置服務(wù)壽命為30年。1.3 脫硝裝置主要布置原則(1)總平面布置根據(jù)廠區(qū)總平面布置的規(guī)劃，脫硝劑制備區(qū)域布置待定。(2)管線布置有汽車通過的架空管道凈空高

9、度為 5米，室內(nèi)管道支架梁底部通道處凈空高度為 2.2 米。2 SCR區(qū)主要設(shè)備2.1 煙道煙道將根據(jù)可能發(fā)生的最差運(yùn)行條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。煙道設(shè)計(jì)將能夠承受如下負(fù)荷：煙道自重、風(fēng)荷載、地震荷載、灰塵積累、內(nèi)襯和 保溫的重量等。煙道最小壁厚至少按5mn«計(jì)，煙道內(nèi)煙氣流速不宜超過 15m/s。在外削角急轉(zhuǎn)彎頭和變截面收縮急轉(zhuǎn)彎頭處等，以及根據(jù)煙氣流動(dòng)模型研究結(jié)果要 求的地方，將設(shè)置導(dǎo)流板。為了使與煙道連接的設(shè)備的受力在允許范圍內(nèi)，特別要注意考慮煙道系統(tǒng)的熱膨脹， 熱膨脹將通過膨脹節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償。煙道將在適當(dāng)位置配有足夠數(shù)量測(cè)試孔。2.2 SCR反應(yīng)器至少包括：配套的法蘭；反應(yīng)器流場(chǎng)優(yōu)化裝置；進(jìn)

10、氣和排空罩；反應(yīng)器罩上的隔板；整流裝置； 催化劑層的支撐（包括預(yù)留層）；催化劑層的密封裝置；催化劑吊裝和處理所需的結(jié)構(gòu)； 在線分析監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等；SCR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)將充分考慮與周圍設(shè)備布置的協(xié)調(diào)性及美觀性。反應(yīng)器將設(shè)計(jì)成 煙氣豎直向下流動(dòng)，反應(yīng)器入口將設(shè)氣流均布裝置，反應(yīng)器入口及出口段將設(shè)導(dǎo)流板， 對(duì)于反應(yīng)器內(nèi)部易于磨損的部位將設(shè)計(jì)必要的防磨措施。反應(yīng)器內(nèi)部各類加強(qiáng)板、支架 將設(shè)計(jì)成不易積灰的型式，同時(shí)必須考慮熱膨脹的補(bǔ)償措施；反應(yīng)器將設(shè)置足夠大小和數(shù)量的人孔門；反應(yīng)器將配有可拆卸的催化劑測(cè)試元件；在噴氨格柵處設(shè)置取樣口測(cè)量濃度和煙氣流速；反應(yīng)器上游和催化劑各層設(shè)置取樣口，不間斷測(cè)量 NQ、Q、N

11、H等；反應(yīng)器出口設(shè)有取樣口（每個(gè)催化劑模塊設(shè)有一個(gè)）；為了正常運(yùn)行、開車和完成測(cè)試等工作設(shè)置足夠數(shù)量的開孔；反應(yīng)器設(shè)計(jì)還將考慮內(nèi)部催化劑維修及更換所必須的起吊裝置。2.3 催化劑根據(jù)工況條件、催化劑的活性、用量進(jìn)行 SCRS應(yīng)器內(nèi)催化劑層數(shù)、種類和結(jié)構(gòu)型式 的設(shè)計(jì)，使其在任何工況條件下將氨的逃逸率控制在 10Ppm以內(nèi)，SO2氧化生成SO的轉(zhuǎn) 化率控制在1%以內(nèi)。催化劑的型式采用蜂窩式，根據(jù)飛灰的特性合理選擇孔徑大小并設(shè)計(jì)有防堵灰措施， 以確保催化劑不堵灰，同時(shí)，催化劑設(shè)計(jì)將盡可能的降低壓力損失。催化劑模塊設(shè)計(jì)有效防止煙氣短路的密封系統(tǒng)，密封裝置的壽命不低于催化劑的壽 命。催化劑各層模塊一般將

12、規(guī)格統(tǒng)一、具有互換性。催化劑設(shè)計(jì)考慮燃料中含有的任何微量元素可能導(dǎo)致的催化劑中毒。在加裝新的催化劑之前，催化劑體積將滿足性能保證中關(guān)于脫硝效率和氨的逃逸率 等的要求。同時(shí)，乙方必須考慮預(yù)留加裝催化劑的空間。催化劑采用模塊化設(shè)計(jì)以減少更換催化劑的時(shí)間。催化劑模塊采用鋼結(jié)構(gòu)框架，并便于運(yùn)輸、安裝、起吊序號(hào)項(xiàng) 目單位數(shù)據(jù)1入口煙氣量Nm3/h2入口 NOx濃度Mg/ Nm33入口 SO濃度Mg/ Nm34入口煙塵濃度Mg/ Nm35入口溫度c6性能保證NOx出口濃度Mg/ Nm37化學(xué)壽命期內(nèi)NOx兌硝效率%8化學(xué)壽命期內(nèi)NH逃逸率PPm9化學(xué)壽命期內(nèi)SO/SR轉(zhuǎn)化率%10催化劑形式/11催化劑型號(hào)

13、/12孔數(shù)/13基材/14活性物質(zhì)/15外壁厚度mm16孔徑mm17催化劑高度mm18催化劑節(jié)距mm19催化劑壁厚mm20催化劑比表面積m2/M321催化劑體積密度kg/M322催化劑空隙率%23催化劑元件尺寸mm24催化劑元件煙氣流逋截面積m225模塊尺寸（LXW< H）mm26每個(gè)模塊的催化劑表面積m227每個(gè)模塊的元件數(shù)量個(gè)28每個(gè)模塊包含催化劑單元排列29每個(gè)模塊催化劑的體積M30每個(gè)模塊催化劑的凈重量kg31每個(gè)模塊的總重量kg32每層催化劑模塊數(shù)個(gè)33每層催化劑包含模塊排列個(gè)34核算煙氣流通催化劑面積m235每層催化劑壓降（新/臟）Pa36每臺(tái)反應(yīng)器催化劑壓降（新/臟）Pa3

14、7本類型模塊需要的合理SCR結(jié)構(gòu)m38機(jī)組數(shù)量個(gè)39每臺(tái)機(jī)組反應(yīng)器數(shù)量個(gè)40每反應(yīng)器初裝催化劑層數(shù)層一41每反應(yīng)器備用催化劑層數(shù)層42每臺(tái)反應(yīng)器總面積m243每臺(tái)反應(yīng)器催化劑凈重kg44總體積量M45反應(yīng)器截面尺寸mm*mm46測(cè)試模塊元件尺寸（長(zhǎng)X寬Xmm47測(cè)試模塊數(shù)量（每層/反應(yīng)器/機(jī)個(gè)48催化劑中TiO2含量%;49噴氨量（99.6%M水）Kg/h50允許運(yùn)行溫度內(nèi)化學(xué)壽命hr51允許運(yùn)行溫度內(nèi)機(jī)械壽命yr52允許最大溫升速率C/min53允許最大溫降速率C/min54模塊箱材料55密封材質(zhì)（模塊）56密封材料（元件）57絕對(duì)速度偏差±%58絕對(duì)溫度偏差±C59絕對(duì)

15、氨氮混合偏差±%60煙氣流向偏角土。61催化劑孔道內(nèi)速度M/s62空速1/h63面積速度M/h64煙氣阻力/注：目前商業(yè)上應(yīng)用比較廣泛的是運(yùn)行溫度處于320-450 C的中溫催化劑，當(dāng)反應(yīng)溫度低于300c時(shí)，在催化劑表面會(huì)發(fā)生副反應(yīng)， NH3t S03和H20反應(yīng)生成（NH4 2s04或 NH4HSO減少與NOx的反應(yīng)，生成物附著在催化劑 表面，堵塞催化劑的通道和微孔，降 低催化劑的活性。另外，如果反應(yīng)溫度高于催化劑的適用溫度，催化劑通道和微孔發(fā)生變形，從而使催化劑失活。因此，保證合適的反應(yīng)溫度是選擇性催化還原法（ SCR正常 運(yùn)行的關(guān)鍵。因（NH4 2s04熔點(diǎn)（C）： 230-2

16、80 C, NH4HSO狒點(diǎn)350C ,故在工程設(shè)計(jì)中需加 裝煙氣升溫裝置（或引用高溫?zé)煔猓?，催化劑每運(yùn)行 1-2個(gè)月必須用高溫?zé)煔猓?50c以 上）對(duì)催化劑進(jìn)行高溫沖刷，防止錢鹽的堵塞。2.4 氨噴射系統(tǒng)入口煙道設(shè)置一套完整的氨噴射系統(tǒng)，保證氨氣和煙氣混合均勻，噴射系統(tǒng)將設(shè)置 流量調(diào)節(jié)閥，能根據(jù)煙氣不同的工況進(jìn)行調(diào)節(jié)。噴射系統(tǒng)將具有良好的熱膨脹性、抗熱 變形性和和抗振性。氨噴射系統(tǒng)使用噴氨格柵，保證氨氣和煙氣混合均勻。噴入反應(yīng)器煙道的氨氣為空 氣稀釋后的含氨氣的混合氣體，每臺(tái)爐配備二臺(tái)稀釋風(fēng)機(jī)(一運(yùn)一備)，風(fēng)機(jī)靠近脫硝 裝置布置。2.5 吹灰系統(tǒng)(1)設(shè)計(jì)原則按每臺(tái)SCR5應(yīng)器設(shè)置一套吹灰系

17、統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)技術(shù)要求為避免產(chǎn)生積灰堵塞催化劑對(duì)脫硝系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，本工程選擇空氣吹灰器進(jìn)行 清灰。每個(gè)反應(yīng)器設(shè)置6個(gè)吹灰器進(jìn)行吹灰(含備用層)，每層催化劑布置2個(gè)吹灰器。空 氣吹灰器所需空氣參數(shù)如下：空氣壓力：0.7MPa3 .脫硝劑存儲(chǔ)、制備、供應(yīng)系統(tǒng)本工程采用氨水來制備脫硝劑。氨水儲(chǔ)存、制備、供應(yīng)系統(tǒng)包括儲(chǔ)氨罐、氨水蒸發(fā)罐、廢水罐、廢水泵等。此套系 統(tǒng)提供氨氣供脫硝反應(yīng)使用。儲(chǔ)槽中的氨水輸送到氨水蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，然后與稀 釋空氣在混合器中混合均勻，再送達(dá)脫硝系統(tǒng)。氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入廢水罐 中，再通過廢水泵打到污水處理場(chǎng)處理。本工程共用脫硝劑存儲(chǔ)、制備、供應(yīng)系統(tǒng)，布置1

18、個(gè)氨區(qū)。氨水儲(chǔ)存和制備區(qū)域獨(dú)立 成島布置，在全廠總平面的布置中由乙方統(tǒng)一設(shè)計(jì)。氨水貯存、制備系統(tǒng)主要設(shè)備。(1)氨水儲(chǔ)罐氨水儲(chǔ)罐的容量，7天的用量進(jìn)行設(shè)計(jì)，本期工程設(shè)置1臺(tái)氨水儲(chǔ)罐。氨水儲(chǔ)罐設(shè)有 防太陽輻射措施，四周安裝有事故噴淋管線及噴嘴，當(dāng)氨水儲(chǔ)罐罐體溫度、壓力過高時(shí) 自動(dòng)淋水裝置啟動(dòng)，對(duì)罐體自動(dòng)噴淋減溫降壓；(2)氨水蒸發(fā)罐氨水蒸發(fā)所需要的熱量采用熱空氣加熱來提供。熱空氣通過空氣換熱器獲得。（3）廢水泵廢水排到廢水池，并通過廢水泵排到廠區(qū)污水處理場(chǎng)系統(tǒng)。廢水泵共設(shè)2臺(tái)（一用一備）。（4）氨氣輸送管道焦?fàn)t提供一根氨氣輸送廠區(qū)管道，由氨水貯存區(qū)到 SCR：后送至反應(yīng)器的噴氨格柵。 4.煙氣加

19、熱系統(tǒng)因本項(xiàng)目煙氣溫度較低（大約280C）,考慮到中低溫催化劑的脫硝運(yùn)行成熟穩(wěn)定、 催化劑的成本及脫硝運(yùn)行成本，故增設(shè)一套煙氣加溫裝置。煙氣加熱系統(tǒng)主要包括：煤氣燃燒器、煤氣排水罐、煤氣分配控制閥、煤氣管道等。5 .檢修、起吊設(shè)施對(duì)于催化劑的安裝、更換及其它檢修和維護(hù)需要的部位，設(shè)計(jì)全部的起吊設(shè)施和必 要的軌道。起重設(shè)施包括電動(dòng)的產(chǎn)，安裝在工字軌道或橋式軌道上。電動(dòng)的產(chǎn)為永久安裝，提升能力為 2t及以上（滿足安裝及檢修最大的起吊重量要 求）。6 .儀表和控制系統(tǒng)6.1 技術(shù)要求SCR反應(yīng)系統(tǒng)分別由DCS系統(tǒng)控制，控制盤柜就近找房間布置。同時(shí)，兩者和單元 機(jī)組DCS系統(tǒng)設(shè)有冗余雙向通訊接口，運(yùn)行人員通過脫硝 DC限作員站對(duì)氨區(qū)系統(tǒng)被控 對(duì)象及工藝參數(shù)進(jìn)行