1、聊城電廠聊城電廠scrscr（s selectiveelective c catalyticatalytic r reductioneduction）脫硝介紹）脫硝介紹聊城發(fā)電廠鍋爐專業(yè)聊城發(fā)電廠鍋爐專業(yè)關(guān)于氮氧化合物關(guān)于氮氧化合物氮和氧結(jié)合的化合物有：一氧化二氮（n2o）、一氧化氮（no）、二氧化氮（no2）、三氧化氮（no3）、四氧化二氮（n2o4）、五氧化二氮（n2o5）等,總起來用氮氧化物（nox）表示。其中造成大氣污染的nox主要指的是no和no2，其中no2的毒性比no高4-5倍。大氣中天然排放的no2，主要來自土壤和海洋中有機物分解，屬于自然界氮循環(huán)過程。人為活動排放的no2，主

2、要來自煤炭的燃燒過程。每燃燒1t煤則產(chǎn)生大約8-9kg的氮氧化物。 no能與血紅蛋白作用，降低血液的輸氧功能。對no2呼吸器官有強烈的刺激，能引起急性哮喘病。nox對眼睛和上呼吸道黏膜刺激較輕，主要侵入呼吸道深部和細支氣管及肺泡，到達肺泡后，因肺泡的表面濕度增加，反應(yīng)加快，在肺泡內(nèi)約可阻留80%，一部分變成n2o4。n2o4與no2均能與呼吸道黏膜的水分作用生成亞硝酸與硝酸，這些酸與呼吸道的堿性分泌物相結(jié)合生成亞硝酸鹽及硝酸鹽，對肺組織產(chǎn)生強烈的刺激和腐蝕作用，可增加毛細血管及肺泡壁的通透性，引起肺水腫。 a. 熱力型 nox l主要反應(yīng) n2+ono+n n+o2no+o n+ohno+hl

3、相關(guān)因素 高溫環(huán)境 燃料與空氣的充分混合l無煙煤燃燒中，熱力型nox可到一半以上b. 燃料型 nox l燃料中的有機氮化合物在燃燒過程中氧化生成的氮氧化物c. 快速型 nox l在燃燒的早期生成l形成過程氮和燃料中的碳氫化合物反應(yīng) n2ch化合物hcn化合物hcn化合物氧化生成no hcn化合物o2nol對于燃煤鍋爐，快速型nox所占份額一般低于5。燃燒中nox生成的控制 煙氣中nox的脫除控制原理 降低燃燒溫度控制燃料和空氣的混合速度與時機主要控制手段燃燒器設(shè)計參數(shù)（風(fēng)速、風(fēng)溫、旋流強度等）優(yōu)化煤粉濃縮技術(shù)ofa分級送風(fēng)技術(shù)注意事項鍋爐的燃燒效率煤粉的著火和穩(wěn)燃a. 選擇性非催化還原法 (s

4、ncr)l主要反應(yīng)氨 4no + 4nh3 + o2 4n2 + 6h2o尿素 2no + (nh2)2co + 1/2o2 2n2 + 2h2o + co2l反應(yīng)溫度: 760 1090c最佳反應(yīng)溫度：8701050cl脫硝效率對于城市固體垃圾爐轉(zhuǎn)化效率在3050%之間，大型電站鍋爐的轉(zhuǎn)化效率控制在2040%之間。b. 選擇性催化還原法 (scr)主要反應(yīng)4no + 4nh3 + o2 4n2 + 6h2o2no2 + 4nh3 + o2 3n2 + 6h2o 6no2 + 8nh3 7n2 + 12h2ol反應(yīng)溫度 230450 一般應(yīng)用溫度：320400 l轉(zhuǎn)化效率在7090%之間。催化

5、劑的使用條件催化劑的使用條件scr（脫硝系統(tǒng)）催化劑的工作溫度是有一定范圍的，溫度過高（450）時催化劑會加速老化；當(dāng)溫度在300左右時，在同一催化劑的作用下，另一副反應(yīng)也會發(fā)生。2so2+o22so2nh3+h2o+so3nh4hso4即生成氨鹽，該物質(zhì)粘性大，易粘結(jié)在催化劑和鍋爐尾部的受熱面上，影響鍋爐運行。因此，只有在催化劑環(huán)境的煙氣溫度在310-400之間時方允許噴射氨氣進行脫硝。 scr工藝的反應(yīng)原理和典型工藝布置見圖1、圖2。 工藝流程 scr煙氣脫硝主要有煙氣系統(tǒng)、scr反應(yīng)器與催化劑、催化劑填裝系統(tǒng)、氨供應(yīng)和儲存系統(tǒng)、電氣儀表與控制系統(tǒng)等組成。液氨由槽車運送到液氨儲罐，液氨儲罐

6、輸出的液氨在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，并將氨氣加熱到常溫后送到氨氣緩沖罐儲存?zhèn)溆茫睔饩彌_罐的氨氣經(jīng)調(diào)壓閥減壓后通過噴氨格柵的噴嘴噴入煙氣中與煙氣充分混合，再經(jīng)靜態(tài)混合器充分混合后進入催化反應(yīng)器反應(yīng)，在一定發(fā)溫度范圍內(nèi)，在催化劑的作用下，氨氣與nox發(fā)生催化氧化還原反應(yīng)，將nox還原成n2和h2o。工藝特點 脫硝反應(yīng)器高粉塵布置的工藝特點如下表序號 項 目 特 點 工藝在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間的煙道加入反應(yīng)器反應(yīng)式（氨）4no+4nh3+o2 4n2+6h2o反應(yīng)溫度還原劑3ox轉(zhuǎn)化率在ox/nh 3(摩爾比）.850.90時，x轉(zhuǎn)化率可達到部分負荷工況運行適應(yīng)度高對鍋爐的影響）不影響燃燒，不會對受

7、熱面可能產(chǎn)生腐蝕，不影響液態(tài)排渣爐的排渣2）對空預(yù)器可能產(chǎn)生腐蝕（nh4hso4）3）增加煙氣阻力，約1000pa 2 3轉(zhuǎn)化率氨逃逸率（2 ），對環(huán)境無影響催化劑有運行損耗投資高運行費用高應(yīng)用情況多，約占脫硝效率和氨的逃逸率之相關(guān)關(guān)系脫硝效率和氨的逃逸率之相關(guān)關(guān)系脫硝運行關(guān)系曲線脫硝運行關(guān)系曲線nh3/nox 摩爾比摩爾比100脫硝效率脫硝效率 (%)nh3 未反應(yīng)量未反應(yīng)量 (ppm)設(shè)計的脫硝效率設(shè)計的脫硝效率0設(shè)計的設(shè)計的 nh3未反應(yīng)量未反應(yīng)量運行時的運行時的 nh3/nox 摩爾摩爾比比脫硝運行脫硝運行nhnh3 3/no/nox x 摩爾比摩爾比上限上限 : :小于設(shè)計的小于設(shè)計

8、的 nh3 nh3 未反應(yīng)量未反應(yīng)量( (如如: :小于小于 5 5ppm)ppm)下限下限 : :大于設(shè)計的脫硝效率大于設(shè)計的脫硝效率 ( (如如: :大于大于 80%) 80%)的系統(tǒng)構(gòu)成無水氨儲罐無水氨儲罐氨蒸發(fā)器氨蒸發(fā)器煙氣出口煙氣出口稀釋空氣稀釋空氣氨噴射柵格氨噴射柵格scrscr反應(yīng)器反應(yīng)器空預(yù)器空預(yù)器鍋爐鍋爐煙氣煙氣省煤器省煤器nonox x信號信號鍋爐負荷信號鍋爐負荷信號ficfic氨的流量分配氨的流量分配鍋爐鍋爐scrscr脫硝系統(tǒng)裝置的基本流程圖脫硝系統(tǒng)裝置的基本流程圖鍋爐鍋爐nhnh3 3 噴注噴注脫硝反應(yīng)器脫硝反應(yīng)器空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器nhnh3 3 混合器混合器 蒸發(fā)

9、器蒸發(fā)器nhnh3 3 液化罐液化罐靜電除塵器靜電除塵器引風(fēng)機引風(fēng)機煙囪煙囪換熱器換熱器 增壓風(fēng)機增壓風(fēng)機脫硫系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)送風(fēng)機送風(fēng)機sahsah蓄壓器蓄壓器scr系統(tǒng)主要設(shè)備氨的儲備與供應(yīng)系統(tǒng)卸料壓縮機氨蒸發(fā)器（電/蒸汽）氨罐緩沖罐稀釋槽煙道系統(tǒng)擋板膨脹節(jié)導(dǎo)流板煙道scr工藝反應(yīng)器示意圖(垂直流型垂直流型)脫硝反應(yīng)器的總括圖脫硝反應(yīng)器的總括圖scrscr反應(yīng)器反應(yīng)器本工程scr裝置為高含塵布置，在鍋爐低負荷的情況下，在水平段煙道會出現(xiàn)積灰的情況，當(dāng)鍋爐升負荷時,會造成瞬時大量積灰涌向低溫空預(yù)器的情況，可能會造成空預(yù)器的堵灰，影響鍋爐運行。反應(yīng)器入口段煙道存在較長的水平段煙道，在鍋爐低負荷情況

10、下，也存在積灰問題，但是不存在反應(yīng)器吹灰時瞬間灰量增大的情況，所以積灰情況比較均勻，不會造成煙道內(nèi)瞬間含塵量驟增的情況，所以，對機組的運行不會造成大的危害，對催化劑的壽命也不會有太大的影響。scrscr反應(yīng)器反應(yīng)器scr反應(yīng)器的設(shè)計考慮與周圍設(shè)備布置的協(xié)調(diào)性及美觀性。反應(yīng)器應(yīng)設(shè)計成煙氣豎直向下流動，反應(yīng)器入口設(shè)氣流均布裝置，反應(yīng)器入口及出口段設(shè)導(dǎo)流板，對于反應(yīng)器內(nèi)部易于磨損的部位設(shè)計必要的防磨措施。反應(yīng)器內(nèi)部各類加強板、支架應(yīng)設(shè)計成不易積灰的型式，同時考慮熱膨脹的補償措施。反應(yīng)器設(shè)置有人孔門。考慮內(nèi)部催化劑維修及更換所必須的起吊裝置。反應(yīng)器的內(nèi)部設(shè)計能適應(yīng)于任何蜂窩式催化劑產(chǎn)品。scr反應(yīng)器應(yīng)

11、能承受運行溫度420不少于5小時的考驗，而不產(chǎn)生任何損壞。催化劑催化劑反應(yīng)器內(nèi)催化劑層按照3+1層設(shè)計。催化劑的型式采用波紋板式。催化劑設(shè)計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。催化劑模塊將設(shè)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。scr反應(yīng)器能承受運行溫度420（每次不大于5小時，一年不超過三次）的考驗，而不產(chǎn)生任何損壞。催化劑能滿足煙氣溫度不高于400、不低于310的情況下長期運行，同時催化劑能承受運行溫度420不少于5小時的考驗，而不產(chǎn)生任何損壞；催化劑保證壽命為24000運行小時。聲波吹灰器聲波吹灰器本工程scr反應(yīng)器采用聲波吹灰模式，每臺反應(yīng)器安裝

12、一套吹灰系統(tǒng)。每一層催化劑設(shè)置吹灰器。備用層吹灰器只預(yù)留吹灰器接口。吹灰控制納入機組dcs。本工程每層催化劑層設(shè)5個聲波吹灰器，共3層，每臺反應(yīng)器共設(shè)15只聲波吹灰器，備用層吹灰器暫不安裝。本工程每臺機組共30個聲波吹灰器運行，由dcs系統(tǒng)控制。其工作介質(zhì)為壓縮空氣。聲波吹灰器每10分鐘鐘發(fā)聲10秒。同層相鄰2臺聲波吹灰器為一組或落單的一個為一組，組內(nèi)同時發(fā)聲清灰。共16組。發(fā)聲10秒后，間隔27.5秒，下一組開始發(fā)聲。一次發(fā)聲最大耗氣量0.76nm3/噴吹1次（10s，兩個同時），每小時耗氣量85.12nm3/h。氨的空氣稀釋和噴射系統(tǒng)氨的空氣稀釋和噴射系統(tǒng)每臺鍋爐的兩個反應(yīng)器分別設(shè)置兩臺1

13、00%容量的離心式稀釋風(fēng)機，一用一備。設(shè)兩套氨/空氣混合系統(tǒng)。分別用于兩臺scr反應(yīng)器的氨與空氣的混合。為保證氨（nh3）注入煙道的絕對安全以及均勻混合，將氨濃度降低到爆炸極限（其爆炸極限在空氣中體積為 1625）下限以下，控制在5以內(nèi)。按此要求以脫硝所需最大供氨量為基準（即脫硝效率為83時）設(shè)計氨稀釋風(fēng)機及氨/空氣混合系統(tǒng)。氨/煙氣混合均布系統(tǒng)按如下設(shè)計：每臺scr反應(yīng)器設(shè)置6臺渦流混合器。由氨/空氣混合系統(tǒng)來的混合氣體噴入位于煙道內(nèi)的渦流混合器處，在注入渦流混合器前將設(shè)手動調(diào)節(jié)閥，在系統(tǒng)投運時可根據(jù)煙道進出口檢測出的nox濃度來調(diào)節(jié)氨的分配量，調(diào)節(jié)結(jié)束后可基本不再調(diào)整。安全注意事項安全注意

14、事項反應(yīng)器反應(yīng)器 鍋爐啟動后應(yīng)監(jiān)視反應(yīng)器的溫升速度，冷態(tài)啟動時不應(yīng)超過5/min。同時，氨氣的投入也對溫度有要求，反應(yīng)器的設(shè)計工作溫度應(yīng)在允許范圍內(nèi)，只能承受5小時以內(nèi)最高420短期煙氣沖擊，因此如啟動溫升過快或溫度超過410時應(yīng)及時要求鍋爐調(diào)節(jié)燃燒。噴氨后應(yīng)注意監(jiān)視反應(yīng)器入口的氨氣濃度情況，氨氣濃度不應(yīng)大于5%，在dcs中按最大噴氨量計算出了最小稀釋風(fēng)量，運行中應(yīng)監(jiān)視稀釋風(fēng)量的變化，當(dāng)接近最小風(fēng)量時系統(tǒng)會報警，此時應(yīng)及時檢查稀釋風(fēng)機及稀釋風(fēng)管道是否存在堵塞，如稀釋風(fēng)量低于最小風(fēng)量，系統(tǒng)將關(guān)閉供氨氣動截止門。聲波吹灰器聲波吹灰器 在有人進入反應(yīng)器檢修時應(yīng)關(guān)閉吹灰吹灰系統(tǒng)壓縮空氣總門，并將吹灰器操作鎖定，避免吹灰器動作傷害檢修人員聽力。氨的安全防護氨的安全防護 呼吸系統(tǒng)防護空氣中濃度超標時，必須戴防毒面具，緊急事態(tài)搶救或撤離時，應(yīng)戴正壓自給式呼吸器；眼睛防護面罩防護眼鏡；身體防護穿橡膠耐酸堿防護服；手防護穿橡膠耐酸堿手套；其它工作場所嚴禁吸煙、進食和飲水；工作后淋浴更衣；保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣；進入高濃度區(qū)作業(yè)，應(yīng)有