脫硝SCR法(中低溫)

1、實用標準文案文檔脫硝SCRL藝介紹第一章脫硝技術介紹SCR 脫硝系統(tǒng)是利用催化劑，在一定溫度下，使煙氣中的 NOx與氨氣供應系統(tǒng)注入的氨氣混合后發(fā)生還原反應，生成氮氣和水，從而降低NOx的排放量，減少煙氣對環(huán)境的污染。其中SCR反應器中發(fā)生反應如下: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)可分為氨水儲運系統(tǒng)、氨氣制備和供應系統(tǒng)、氨/空氣混合系統(tǒng)、氨噴射系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)、SCR反應器系統(tǒng)和廢水吸收

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

3、范，行業(yè)標準、規(guī)范及自治區(qū)級有關標準、規(guī)范；(4)業(yè)主提供的設計資料。1.2主要設計原則(1)選擇符合環(huán)保要求的最經(jīng)濟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)正常運行；(2)煙氣脫硝工程盡可能按現(xiàn)有設備狀況及場地條件進行布置，力求工藝流程和設 施布置合理、操作安全、簡便，對原機組設施的影響最少；(3)對脫硝副產(chǎn)物的處理應符合環(huán)境保護的長遠要求，盡量避免脫硝副產(chǎn)物的二次 污染，脫硝工藝應盡可能減少噪音對環(huán)境的影響；(4)脫硝工程應盡量節(jié)約能源和水源，降低脫硝系統(tǒng)的投資和運行費用；(5)脫硝系統(tǒng)年運行小時數(shù)按8000小時，脫硝系統(tǒng)可利用率98%Z上；(6) SCRg置按反應器出口 NO含

4、量150mg/Nm以下達到環(huán)保要求。第三章系統(tǒng)設計指標1. NOx脫除率、氨的逃逸率、SO2/SO3?；试谙铝袟l件下，對NOx兌除率、氨白逃逸率、SO/SO3轉(zhuǎn)化率同時進行考核。(1)焦爐 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；(5)煙氣入口溫度：設計脫硝裝置在性能考核試驗時的 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)運行時月B肖入口處煙氣中 NOx含量(mg/Nrm)。C2脫硝系統(tǒng)運行時月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)計期間可運行小時數(shù)。B:脫硝

6、裝置統(tǒng)計期間強迫停運小時數(shù)。C:脫硝裝置統(tǒng)計期間強迫降低出力等效停運小時數(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，機械壽命40000小時。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條指標條件時催化劑的連續(xù)使用時間。第四章SCR系統(tǒng)設計1 .方案設計原則1.1 技術要求為了與焦爐運行匹配，脫硝裝置的設計必須保證在焦爐負荷波動時將有良好的適應 特性。脫硝裝置必須滿足如下運行特性：(1)將能適應焦爐50%THA：況和100%BMCR況之間的任何負荷，并能適應機組的 負荷變化和機組啟停次數(shù)的要求。裝置和所有輔助設備將能投入運行而對焦爐負荷和焦 爐運行

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 之間任何點運行。(2)整套系統(tǒng)及其裝置將能夠滿足整個系統(tǒng)在各種工況下自動運行的要求，系統(tǒng)的的啟動、正常運行監(jiān)控和事故處理將實現(xiàn)完全自動化。(3)在電源故障時，所有可能造成不可挽回損失的設備，將同保安電源連接。(4)對于容易損耗、磨損或出現(xiàn)故障并因此影響裝置運行性能的所有設備，即使設 有備用件，也將設計成易于更換、檢修和維護。(5)煙道和箱罐等設備將配備足夠數(shù)量的人孔門，所有的人孔門使用較接方式，且能容易開/關。所有的人孔門附近將設有維護平臺。(6)所有設備和管道，包括煙道、膨脹節(jié)等在設計時必須考慮設備和管道發(fā)生故障 時能承

8、受最大的溫度熱應力和機械應力。(7)設計選用的材料必須適應實際運行條件，包括考慮適當?shù)母g余量。(8)所有設備與管道等的布置將考慮系統(tǒng)功能的實現(xiàn)和運行工作的方便。(9)所有電動機的冷卻方式不采用水冷卻。1.2 脫硝工藝系統(tǒng)設計原則脫硝工藝系統(tǒng)設計原則包括：(1)脫硝系統(tǒng)設置煙氣旁路系統(tǒng)。(2)脫硝反應器布置在鍋爐前。(3)吸收劑為氨水。(4)采用蜂窩式催化劑。(5)脫硝設備年利用小時按8500小時考慮。(6)脫硝裝置可用率不小于98%(7)裝置服務壽命為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)主要設備2.1 煙道煙道將根據(jù)可能發(fā)生的最差運行條件進行設計。煙道設計將能夠承受如下負荷：煙道自重、風荷載、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，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)煙氣流動模型研究結(jié)果要 求的地方，將設置導流板。為了使與煙道連接的設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)進行補償。煙道將在適當位置配有足夠數(shù)量測試孔。2.2 SCR反應器至少包括：配套的法蘭；反應器流場優(yōu)化裝置；進

10、氣和排空罩；反應器罩上的隔板；整流裝置； 催化劑層的支撐（包括預留層）；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)測系統(tǒng)等；SCR反應器的設計將充分考慮與周圍設備布置的協(xié)調(diào)性及美觀性。反應器將設計成 煙氣豎直向下流動，反應器入口將設氣流均布裝置，反應器入口及出口段將設導流板， 對于反應器內(nèi)部易于磨損的部位將設計必要的防磨措施。反應器內(nèi)部各類加強板、支架 將設計成不易積灰的型式，同時必須考慮熱膨脹的補償措施；反應器將設置足夠大小和數(shù)量的人孔門；反應器將配有可拆卸的催化劑測試元件；在噴氨格柵處設置取樣口測量濃度和煙氣流速；反應器上游和催化劑各層設置取樣口，不間斷測量 NQ、Q、N

11、H等；反應器出口設有取樣口（每個催化劑模塊設有一個）；為了正常運行、開車和完成測試等工作設置足夠數(shù)量的開孔；反應器設計還將考慮內(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、用量進行 SCRS應器內(nèi)催化劑層數(shù)、種類和結(jié)構(gòu)型式 的設計，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計有防堵灰措施， 以確保催化劑不堵灰，同時，催化劑設計將盡可能的降低壓力損失。催化劑模塊設計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。催化劑設計考慮燃料中含有的任何微量元素可能導致的催化劑中毒。在加裝新的催化劑之前，催化劑體積將滿足性能保證中關于脫硝效率和氨的逃逸率 等的要求。同時，乙方必須考慮預留加裝催化劑的空間。催化劑采用模塊化設計以減少更換催化劑的時間。催化劑模塊采用鋼結(jié)構(gòu)框架，并便于運輸、安裝、起吊序號項 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化學壽命期內(nèi)NOx兌硝效率%8化學壽命期內(nèi)NH逃逸率PPm9化學壽命期內(nèi)SO/SR轉(zhuǎn)化率%10催化劑形式/11催化劑型號

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每個模塊的催化劑表面積m227每個模塊的元件數(shù)量個28每個模塊包含催化劑單元排列29每個模塊催化劑的體積M30每個模塊催化劑的凈重量kg31每個模塊的總重量kg32每層催化劑模塊數(shù)個33每層催化劑包含模塊排列個34核算煙氣流通催化劑面積m235每層催化劑壓降（新/臟）Pa36每臺反應器催化劑壓降（新/臟）Pa3

14、7本類型模塊需要的合理SCR結(jié)構(gòu)m38機組數(shù)量個39每臺機組反應器數(shù)量個40每反應器初裝催化劑層數(shù)層一41每反應器備用催化劑層數(shù)層42每臺反應器總面積m243每臺反應器催化劑凈重kg44總體積量M45反應器截面尺寸mm*mm46測試模塊元件尺寸（長X寬Xmm47測試模塊數(shù)量（每層/反應器/機個48催化劑中TiO2含量%;49噴氨量（99.6%M水）Kg/h50允許運行溫度內(nèi)化學壽命hr51允許運行溫度內(nèi)機械壽命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絕對速度偏差±%58絕對溫度偏差±C59絕對

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)上應用比較廣泛的是運行溫度處于320-450 C的中溫催化劑，當反應溫度低于300c時，在催化劑表面會發(fā)生副反應， NH3t S03和H20反應生成（NH4 2s04或 NH4HSO減少與NOx的反應，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，保證合適的反應溫度是選擇性催化還原法（ SCR正常 運行的關鍵。因（NH4 2s04熔點（C）： 230-2

16、80 C, NH4HSO狒點350C ,故在工程設計中需加 裝煙氣升溫裝置（或引用高溫煙氣），催化劑每運行 1-2個月必須用高溫煙氣（350c以 上）對催化劑進行高溫沖刷，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)將設置 流量調(diào)節(jié)閥，能根據(jù)煙氣不同的工況進行調(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。噴入反應器煙道的氨氣為空 氣稀釋后的含氨氣的混合氣體，每臺爐配備二臺稀釋風機(一運一備)，風機靠近脫硝 裝置布置。2.5 吹灰系統(tǒng)(1)設計原則按每臺SCR5應器設置一套吹灰系

17、統(tǒng)進行設計。(2)技術要求為避免產(chǎn)生積灰堵塞催化劑對脫硝系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響，本工程選擇空氣吹灰器進行 清灰。每個反應器設置6個吹灰器進行吹灰(含備用層)，每層催化劑布置2個吹灰器?？?氣吹灰器所需空氣參數(shù)如下：空氣壓力：0.7MPa3 .脫硝劑存儲、制備、供應系統(tǒng)本工程采用氨水來制備脫硝劑。氨水儲存、制備、供應系統(tǒng)包括儲氨罐、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使用。儲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處理。本工程共用脫硝劑存儲、制備、供應系統(tǒng)，布置1

18、個氨區(qū)。氨水儲存和制備區(qū)域獨立 成島布置，在全廠總平面的布置中由乙方統(tǒng)一設計。氨水貯存、制備系統(tǒng)主要設備。(1)氨水儲罐氨水儲罐的容量，7天的用量進行設計，本期工程設置1臺氨水儲罐。氨水儲罐設有 防太陽輻射措施，四周安裝有事故噴淋管線及噴嘴，當氨水儲罐罐體溫度、壓力過高時 自動淋水裝置啟動，對罐體自動噴淋減溫降壓；(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)污水處理場系統(tǒng)。廢水泵共設2臺（一用一備）。（4）氨氣輸送管道焦爐提供一根氨氣輸送廠區(qū)管道，由氨水貯存區(qū)到 SCR：后送至反應器的噴氨格柵。 4.煙氣加

19、熱系統(tǒng)因本項目煙氣溫度較低（大約280C）,考慮到中低溫催化劑的脫硝運行成熟穩(wěn)定、 催化劑的成本及脫硝運行成本，故增設一套煙氣加溫裝置。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、起吊設施對于催化劑的安裝、更換及其它檢修和維護需要的部位，設計全部的起吊設施和必 要的軌道。起重設施包括電動的產(chǎn)，安裝在工字軌道或橋式軌道上。電動的產(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 技術要求SCR反應系統(tǒng)分別由DCS系統(tǒng)控制，控制盤柜就近找房間布置。同時，兩者和單元 機組DCS系統(tǒng)設有冗余雙向通訊接口，運行人員通過脫硝 DC限作員站對氨區(qū)系統(tǒng)被控 對象及工藝參數(shù)進行