玻璃工廠煙氣SCR脫硝工藝中氨系統(tǒng)設(shè)計(jì)

當(dāng)前，環(huán)保要求異常嚴(yán)格，尤其對(duì)于鋼鐵、水泥及玻璃等高污染行業(yè)，更是治理的重中之重。在玻璃行業(yè)，無(wú)論是新投產(chǎn)的還是原有生產(chǎn)線整改，無(wú)一例外都要進(jìn)行煙氣脫硫脫硝，在玻璃行業(yè)應(yīng)用最為廣泛的脫硝技術(shù)是SCR工藝。SCR脫硝工藝原理：就是利用氨氣作為還原劑，與煙氣中的NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，這一反應(yīng)過(guò)程有溫度條件限制，一般為300～380℃，而且還要在有催化劑的環(huán)境中進(jìn)行。目前，可以為SCR工藝提供還原劑的物質(zhì)主要有液氨、氨水及尿素3種，目前玻璃工廠幾乎均采用液氨為還原劑。工藝流程：玻璃企業(yè)SCR工藝一般由氨的儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)、氨氣稀釋噴入混合系統(tǒng)、催化反應(yīng)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成，其中氨的使用貫穿整個(gè)工藝流程，由于氨具有毒性及火災(zāi)危險(xiǎn)性，一直以來(lái)事故多發(fā)，相關(guān)案例不勝枚舉，給生產(chǎn)企業(yè)造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此，在氨儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工及使用過(guò)程中，始終要把安全因素放在首位。氨儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)：氨儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)的功能是把液氨處理成適合SCR工藝系統(tǒng)使用的具有一定壓力范圍的氨氣，氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)包括卸車、儲(chǔ)存、蒸發(fā)、緩沖、輸送及事故排放等工藝裝置。SCR工藝系統(tǒng)中的氨用量絕大部分匯集于此，是消防安全的重中之重。（1）安全間距，液氨儲(chǔ)罐的數(shù)量根據(jù)玻璃工廠規(guī)模大小，一般采用2～3個(gè)，要求其儲(chǔ)存量能滿足7~10天的使用要求。均采用地上臥式儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐應(yīng)在同一防火堤內(nèi)成組布置，防火堤內(nèi)的有效容積要大于其中最大一臺(tái)儲(chǔ)罐的儲(chǔ)量，一般防火堤的高度應(yīng)≮1.0m，在防火堤相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)設(shè)置進(jìn)出踏步。氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)應(yīng)設(shè)置凈寬和凈高均≮4m的環(huán)形消防車道，環(huán)形消防車道至少要有兩處與工廠內(nèi)道路聯(lián)通。以國(guó)內(nèi)某2×800t/d浮法玻璃生產(chǎn)線為例，對(duì)氨區(qū)設(shè)計(jì)布局做具體說(shuō)明，其氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)布置見圖1，區(qū)域內(nèi)設(shè)備間安全距離、消防道路、罐區(qū)與周邊建筑的防火間距等均應(yīng)滿足表1的要求。圖1玻璃工廠液氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)布置圖（2）消防噴淋：是氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)安全運(yùn)行的基本保證，必須放在安全生產(chǎn)的首位，消防噴淋系統(tǒng)應(yīng)廣泛覆蓋液氨儲(chǔ)罐區(qū)域、液氨蒸發(fā)緩沖區(qū)域及卸車區(qū)域。在本例中，氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)內(nèi)設(shè)水噴霧滅火系統(tǒng)，本系統(tǒng)兼有吸收泄漏到空氣中的氨氣的功能。防護(hù)區(qū)劃分：液氨儲(chǔ)罐縱向分為一個(gè)區(qū)，液氨蒸發(fā)及緩沖區(qū)為一個(gè)區(qū)，共兩個(gè)防護(hù)區(qū)。水噴霧系統(tǒng)啟動(dòng)控制分為自動(dòng)控制啟動(dòng)、手動(dòng)遠(yuǎn)控啟動(dòng)和應(yīng)急啟動(dòng)三種方式。滅火器配置：液氨蒸發(fā)區(qū)及罐區(qū)采用手提式磷酸銨鹽干粉滅火器；在電控室設(shè)置手提式磷酸銨鹽干粉滅火器及二氧化碳滅火器，滅火器設(shè)置在室外時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施。本例的SCR液氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)消防平面布置見圖2，水噴霧消防系統(tǒng)見圖3。圖2氨區(qū)消防平面布置圖圖3水噴霧消防系統(tǒng)圖（3）氮?dú)庵脫Q：氨儲(chǔ)運(yùn)區(qū)內(nèi)所有的容器及管道均應(yīng)設(shè)置氮?dú)庵脫Q接口，在設(shè)備首次投用前、設(shè)備檢修、設(shè)備倒班及卸車等過(guò)程中，必須采用氮?dú)鈱⑾到y(tǒng)殘留的氨置換出來(lái)，保證人員及設(shè)備安全。氮?dú)庵脫Q應(yīng)保證設(shè)備中氨氣與空氣混合物低于其爆炸極限，一般應(yīng)低于5%為合格。（4）連鎖報(bào)警：氨儲(chǔ)罐區(qū)及氨蒸發(fā)緩沖區(qū)均應(yīng)設(shè)置氨氣泄漏報(bào)警器，在控制室及電子設(shè)備間設(shè)置煙感探頭，其布置應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB50116《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。氨氣泄漏檢測(cè)器應(yīng)設(shè)置在氨區(qū)遮陽(yáng)棚下方，按其監(jiān)測(cè)半徑設(shè)置點(diǎn)位。一般要求，當(dāng)空氣中氨氣濃度達(dá)到100×10-6時(shí)，應(yīng)能自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，連鎖打開消防噴淋系統(tǒng)。在本例中，為保證安全并及時(shí)發(fā)現(xiàn)氨泄漏，在氨區(qū)內(nèi)5個(gè)點(diǎn)設(shè)置了氨氣泄漏檢測(cè)器，其氨區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置見圖4。圖4氨區(qū)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布置圖（5）氨逃逸的防范與監(jiān)測(cè)：氨逃逸會(huì)引發(fā)諸多不利因素，會(huì)導(dǎo)致下游煙道及設(shè)備結(jié)垢堵塞，且極難清理，還會(huì)污染大氣，腐蝕下游設(shè)備等。當(dāng)催化劑的活性降低時(shí)，就需要噴入更多的氨氣參加反應(yīng)，導(dǎo)致氨逃逸量增加，應(yīng)通過(guò)檢測(cè)氨逃逸量大小，來(lái)判定催化劑的再生時(shí)間，及時(shí)更換新的催化反應(yīng)器，保證較低的氨逃逸率，一般要求氨逃逸率控制在（2~4）×10-6范圍內(nèi)。目前，對(duì)于氨逃逸率的檢測(cè)，除了常用的激光氣體分析儀外，還有一種有效的方法稱為抽取法，其原理是采用高溫抽氣裝置從脫硝后煙道中抽取一定容量的煙氣，讓煙氣與水充分接觸吸收后，再測(cè)量出水溶液中的銨離子濃度，氨逃逸的實(shí)際值可通過(guò)此濃度換算求出。此方法不受煙道內(nèi)粉塵、溫度、壓力波動(dòng)的影響，準(zhǔn)確度較高。除了上述內(nèi)容，在氨氣的稀釋裝置，氨氣噴入裝置及氨氣與煙氣混合裝置等方面，也應(yīng)采取足夠的安全措施，保持足夠的安全間距，嚴(yán)禁煙火。尤其是氨管道，與其他管道共架敷