1、德陽勁達節能科技有限責任公司 電話傳真賓絲麗雅竹海竹資源科技有限公司1×10t/h鍋爐煙氣脫硝項目 選擇性非催化還原（SNCR）煙氣脫硝技術方案低設備投資、低運行成本高性價比、高可靠性四川德陽勁達節能科技有限責任公司2014年9月目 錄1、煙氣脫硝工藝技術的選擇32、SNCR脫硝工藝簡介33 設計基礎43.1 項目背景43.2 設計依據43.2.1鍋爐參數43.2.2鍋爐煙氣主要污染物含量53.3 裝置規模及組成53.4還原劑53.5強化反應劑63.6 NCR脫硝裝置總體性能指標64 系統配置74.1 還原劑制備系統7

2、4.2 鍋爐燃燒工況監測系統84.3 還原劑噴射裝置84.3 逃逸NOx脫除裝置94.4 SCADA監測與控制系統94.5電氣系統105 工藝流程116 SNCR系統原料及公用工程消耗117 主要工藝設備表138 附件：系統圖15公司簡介： 四川德陽勁達節能科技有限責任公司位于四川省德陽市羅江經濟開發區，注冊資金2000萬元、占地面積50余畝、建筑面積16000，是一家創新型節能科技企業，致力于鍋爐灰渣余熱利用，煙氣脫硫脫硝技術研發、設備生產于一體的國家級高新技術企業。公司自成立以來，匯集了一大批高素質的專業人才和員工團隊，配置了專業的生產設備和現代化辦公設備，以及各類自主設計的先進工裝設備和

3、檢測設備。公司生產體系健全，管理體系規范，緊緊圍繞“節能減排，保護環境”的主旋律，不斷研發新工藝、新技術、新設備；不斷優化產品、技術和服務，為顧客著想，降低投資費用和運行成本，實現節能增效。勁達科技脫硝核心團隊具有豐富的研發、工程設計及施工執行能力。完成了多項國家重點工程項目、設備成套和工程總承包，獲得國家及省市多項科技進步獎、科技成果轉化、創新基金和四川省名牌產品，擁有2項發明、12實用新型專利技術，公司與“重慶大學國家低品位能源利用重點實驗室”、“四川大學國家煙氣脫硫工程技術中心”等高校聯合開發鍋爐節能環保、鋼結構強度計算、煙氣流場模擬計算（CFD）軟件、脫硫脫硝流場狀態模擬實驗。公司以“

4、誠信、和諧、創新、超越”為核心價值觀，竭誠為顧客提供最優質的技術、裝備及工程服務。1、煙氣脫硝工藝技術的選擇氮氧化物是通常公認的三種主要的大氣污染物之一（即煙塵、二氧化硫、氮氧化物），它的危害程度比二氧化硫有過之而無不及，甚至更為深廣。隨著經濟的發展，有效控制燃煤造成的大氣污染形勢已經刻不容緩，特別是控制燃煤過程中的氮氧化物，煙氣脫硝技術顯得相當重要。   目前通行的煙氣脫硝技術大致可分為兩類，一是控制燃燒過程中NOx 的生成，采用循環流化床燃燒技術即可實現低NOx 產生；二是對生成的NOx 進行處理，即煙氣脫硝技術。其中煙氣脫硝技術主要有選擇性非催化還原法(SNCR)、選

5、擇性催化還原法(SCR)兩種。結合竹資源科技公司的10t/h循環硫化床鍋爐現狀，對其采取各類脫硝工藝的經濟技術比較如下：脫硝技術類別脫硝效率（%）工程造價（萬元）運行費用（萬元/年）經濟技術分析性價比SNCR40-6030-504-5投資較SCR技術低80%煙風系統阻力小，可忽略不需更換引風機優SCR70-9090-130（不含更換引風機）9-10（不含風機電量增加）投資高，經濟效益差催化劑壽命有僅，僅3-5年引風機壓頭余量不足，需更換煙風系統阻力增加1000Pa引風耗電增加15%差根據竹資源科技公司10t/h鍋爐的基本狀況，選用選擇性非催化還原法(SNCR)煙氣脫硝技術方案，其經濟指標與技術

6、性能較優。3 SNCR脫硝工藝簡介2.1 SNCR工作原理：用NH3、尿素等還原劑噴入爐內與NOx進行選擇性反應，不用催化劑，因此必須在高溫區加入還原劑，還原劑噴入爐膛溫度為800-1100的區域，該還原劑迅速熱分解成NH3并與煙氣中的NOx進行SNCR反應生成N2，該方法是以爐膛為反應器。尿素溶液還原吸收法利用還原劑尿素在酸性條件下與NOx發生氧化還原反應，最終產物為N2、CO2、和H20，且無副反應，不會造成二次污染，能達到無毒排放。反應機理如下：用尿素作為還原劑還原NOx的主要反應為：用NH3作為還原劑還原NOx的主要反應為：2.2 SNCR的主要影響因素：1）溫度：NOx的還原反應發生

7、在一特定的溫度范圍內（最佳的反應溫度870-1100）； 2）停留時間：指反應物在反應器內停留的總時間；在此時間內，NH3、尿素等還原劑與煙氣的混合、水的蒸發、還原劑的分解和NOx的還原等步驟必須完成；停留時間大小取決于鍋爐的氣路的尺寸和煙氣流經鍋爐氣路的氣速；SNCR系統中，停留時間0.001s10s；   3）混合程度：要發生還原反應，還原劑必須與煙氣分散和混合均勻；混合程度取決于鍋爐的形狀與氣流通過鍋爐的方式；   4）NH3/NOx摩爾比（化學當量比） 2.3 SNCR優點：此法的脫硝效率約為40%-60%， SNCR建設周期短、投資少、脫硝效率

8、中等，比較適合于中小型燃煤鍋爐脫硝改造項目，SNCR技術是已投入商業運行的比較成熟的煙氣脫硝技術。3 設計基礎3.1 項目背景 公司現有容量為10t/h循環流化床鍋爐1臺，主要用于提供生產用汽。目前鍋爐煙氣中的NOx含量為300 mgNm3造成超標排放，需要進行脫硝處理，以使處理后的煙氣中NOx含量降至200mgNm3，以滿足鍋爐大氣污染物排放標準GB13271-2014及火電廠大氣污染物排放標準（GB13223-2011）的要求。3.2 設計依據3.2.1鍋爐參數鍋爐采用循環流化床鍋爐鍋爐。設計燃用燃煤。鍋爐年運行時間8000h。鍋爐主要技術參數見下表：額定蒸發量 10t/h額定蒸汽溫度 4

9、00額定蒸汽壓力 2.45MPa（25kgf/2） 受熱面積 鍋爐本體 輻射 對流 過熱器 省煤器 空氣預熱器 爐排有效面積 /給水溫度 105熱空氣溫度 150排煙溫度160（實際 ）鍋爐設計效率 74.60%設計燃料II類煙煤 燃料消耗量2.5t/h3.2.2鍋爐煙氣主要污染物含量項目單位設計值鍋爐煙氣流量Nm3/h,干基 24,000O2mg/Nm31.0SOxmg/Nm3-煙塵mg/Nm315000NOxmg/Nm3300CO2mg/Nm3400NO/NOX9/13.3設計依據和標準GB3095-1996 環境空氣質量標準GB132712014 鍋爐大氣污染物綜合排放標準GB13223

10、2011 火電廠大氣污染物排放標準HJ/T 752001火電廠煙氣排放連續監測技術規范GB1234890工業企業廠界噪聲標準GB8978-1996 污水綜合排放標準DLGJ102-91 火力發電廠環境保護設計技術規定（試行）及條文說明HJ462-2009 工業鍋爐及窯爐濕法煙氣脫硫工程技術規范DL/T 51962004火力發電廠煙氣脫硫設計技術規程HJ562-2010 火電廠的煙氣脫硝工程技術規范-選擇性催化還原法HJ563-2010 火電廠的煙氣脫硝工程技術規范-選擇性非催化還原法DL 50002000 火力發電廠設計技術規程DL/T 50941999 火力發電廠建筑設計規程DL/T5121

11、2000火力發電廠煙風煤粉管道設計技術規程DL/T5054-1996 火力發電廠汽水管道設計技術規定GB/T17116.1-1997 管道支吊架 第一部分：技術規范GB/T17116.2-1997 管道支吊架 第二部分：管道連接部件GB/T17116.3-1997 管道支吊架 第三部分：中間連接件和建筑結構連接件GB4272-92 設備及管道保溫技術通則GB50046-95 工業建筑防腐蝕設計規范GB50052-95 供配電系統設計規范GB50054-95 低壓配電設計規范GB50055-93 通用用電設備配電設計規范GB50057-94 建筑物防雷設計規范GB50217-94 電力工程電纜設

12、計規范GBJ65-83 工業與民用電力裝置的接地設計規范DL/T 5175-2003 火力發電廠熱工控制系統設計技術規定NDGJ16-89 火力發電廠熱工自動化設計技術規定SDGJ17-88 火力發電廠廠用電設計技術規定GB50037-1996 建筑地面設計規范GBJ10-89 混凝土結構設計規范GB50017 鋼結構設計規范3.4 裝置規模及組成本項目的SNCR煙氣脫硝裝置處理能力為100%BMCR工況下的煙氣，設計處理煙氣量24,000Nm3/h，年運行時間為8000小時，系統主要包括：還原劑制備系統、鍋爐燃燒工況監測系統、還原劑噴射裝置、逃逸Nox脫除裝置，SCADA監測與控制系統、配套

13、管道及儀表等。本裝置以尿素（或液氨、氨水）作為主要還原劑，配一定比例（1-2%）的強化反應劑，脫除煙氣中的NOx。不產生產品、中間產品、副產品等，煙氣處理后直接排入大氣。3.5還原劑本裝置的還原劑確定為尿素，液氨及氨水也可選用。以下是三種還原劑優缺點分析：還原劑優點缺點建議尿素沒有溢出危險，設備投資成本低運行成本稍高推薦使用氨水如果溢出，蒸汽濃度較低運輸，貯存成本較高液氨還原劑和蒸發成本最低；氨儲罐體積小安全問題、二次污染不使用通過以上分析，建議本項目還原劑采用尿素，二等品以上級。3.5強化反應劑為了強化選擇性非催化還原反應，提高還原劑與Nox的反應速率，以保證系統的脫硝效果，按還原劑（尿素）

14、用量的1-2%配比強化反應劑。3.6 SNCR脫硝裝置總體性能指標 本項目的SNCR脫硝裝置保證滿足以下的性能指標：(1) 煙氣脫硝采用選擇性非催化還原反應的技術工藝路線；(2) 煙氣處理能力24,000Nm3/h；(3) 處理前煙氣中的氮氧化物含量按300 mgNm3（氧含量6%，干基）計算，處理后煙氣中的氮氧化物含量200mg/Nm3，滿足鍋爐大氣污染物排放標準GB13271-2001及火電廠大氣污染物排放標準（GB13223-2011）的要求。(4) 煙氣氮氧化物含量按照400mg/Nm3設計時，設計脫硝效率52.5%；(5) 氨的逃逸率10ppm；(6) 年運行時間為8000小時；(7

15、) 還原劑采用尿素（二等品以上級）；(8) 不設置反應器旁路；(9) 還原劑耗量：尿素6.5kg/h 按鍋爐負荷100計(10)NH3與NOx摩爾比為1/1至3/1(11) 在鍋爐的正常負荷范圍內，SO2/SO3轉化率小于1%。(12)安全、消防、環保、勞動安全衛生等按中國國家相關規定執行。4 系統配置本項目的SNCR煙氣脫硝裝置主要包括：還原劑制備系統、鍋爐燃燒工況監測系統、還原劑噴射裝置、逃逸Nox脫除裝置，監測與控制系統、配套管道及儀表等。部分子系統/裝置的設備參數與工況涉及技術機密，暫時保密，待項目合同確定后即可全部提供。4.1 還原劑制備系統 還原劑制備系統由還原劑貯倉、還原劑溶解池

16、、還原劑溶液貯罐、星型卸料閥、還原劑輸送泵、配套管道及儀表組成，其具體設備工藝參數如下：還原劑貯倉：封閉式貯倉，防腐內壁，容積3-5立方米，貯存還原劑量可滿足連續一星期的滿負荷用量，配套料位監測儀。還原劑溶解池：半封閉式設計，防腐內壁，容積70升，不銹鋼材質，配套液位開關。還原劑溶液貯罐：封閉式設計，防腐內壁，容積600升，不銹鋼材質，可滿足連續8小時的滿負荷用量，配套液位監測儀。星型卸料閥：定量卸料，額定功率<200W，每小時工作3分鐘。還原劑輸送泵：特殊防腐隔膜泵，額定功率<100W。還原劑制備系統工藝流程圖4.2 鍋爐燃燒工況監測系統 鍋爐燃燒工況監測系統由熱電偶、氧化鎬鎬傳

17、感器、信號采集器、鍋爐燃燒工況分析終端以及相關輔件組成。熱電偶：多臺熱電偶分層布置，實時監測爐膛溫度變化情況，溫度上限1700。氧化鎬傳感器：設置于省煤器前，實時監測鍋爐煙氣含氧量。信號采集器：模/數轉換設備，16位精度。鍋爐燃燒工況分析終端：采用先進的模糊控制技術，專用分析軟件，多變量爐膛溫度分析，爐膛溫度場呈像，氧氣含氧量與爐膛溫度合理性分析（此終端為關鍵技術）。4.3 還原劑噴射裝置 還原劑噴射裝置由空壓機、輸液泵（計量泵）、噴射裝置、以及相關管道與儀表組成，用于將還原劑均勻地噴入爐膛窗口溫度區，以保證還原劑與煙氣中的NOx充分接觸。爐內噴射還原劑分布狀況維模擬效果圖SNCR部分還原劑噴

18、射裝置4.4 逃逸NOx脫除裝置逃逸Nox脫除裝設置于脫除鍋爐煙氣（過熱器后），用于還原逃逸的NOx，以解決SN CR技術較SCR技術NOx逃逸率高的問題。4.5 監測與控制系統監測與控制系統由數據服務器、操作站、數據采集器、PLC控制器、以及設備于其它分系統/裝置的溫度、壓力、流量、PH值、液位、料位、氣態污染物含量等傳感器組成。用于實時監測各子系統/裝置的各類模擬量參數，并全面監測與控制SNCR脫硝裝置的各設備運行狀況；可實現對各子系統/裝置設備的遠程啟/停及運行調整。關鍵控制回路可實現全自動控制，避免人為操作對系統效率的影響。PLC監測與控制系統設置于鍋爐操作間，以便于根據鍋爐運行工況變

19、化及時調整。4.6電氣系統電氣系統設備MCC配電柜一臺，外接電源種類有AC380V、AC220V兩種，內設交直流轉模塊、空氣開關、繼電器、熔斷器、綜合保護器等裝置，為SNCR裝置各子系統/裝置提供動力電源。5 工藝流程SNCR工藝流程示意圖SNCR技術的工業應用始于20世紀70年代中期日本的一些燃油、燃氣電廠，在歐盟國家從80年代末一些燃煤電廠也開始SNCR技術的工業應用。美國的SNCR技術在燃煤電廠的工業應用是從90年代初開始的，目前世界上燃煤電廠SNCR工藝的總裝機容量在2GW以上。該方法是把含有NHx基的還原劑（本工程采用尿素），噴入爐膛溫度為8001100 的區域，該還原劑迅速熱分解成

20、NH3并與煙氣中的NOX進行SNCR反應生成N2和H2O。非選擇性催化還原法受溫度、NH3/NOx摩爾比及停留時間影響較大。通過模擬試驗得出氨水最佳噴射溫度范圍為8501100 ，NH3/NOx理想摩爾比介于12，停留時間為1 秒時，理論值最大NOx還原率達到82。6 SNCR系統原料及公用工程消耗費用1）系統消耗成本脫硝裝置的運行成本包括催化劑、液氨的消耗成本和系統各種能耗成本及運行維護需要的人工成本。尿素：尿素總量30噸/年，尿素價格按1800元/噸計算。電耗：LNBs+SNCR脫硝裝置額定總功率<3kW，電價按0.5元/kWh計算。實際年運行總成本估算見下表(按鍋爐實際負荷率計算)

21、：序號項目數量年費用（萬元）1還原劑NH3消耗30t/年52系統電耗3萬kwh/年1.5合計6.5 2）公用電耗等序號項目單位消耗量用戶備注1尿素（二等品能上級）Kg/h5還原反應區最大用量3電（380v,50Hz）Kwh3專用風機4電（220v,50Hz）Kwh1.5儀表及控制系統5強化反應劑L/min150自動控制閥門6水L/h50系統補水最大用量 年運行耗電費用（泵、攪拌器、風機及電器等功率為12KW、效率80、年工作6000小時，電價0.65元。） 12×0.8×6000×0.65=3.7萬元3）投資估算：3045萬元。157 主要工藝設備表序號設備名稱主要技術指標單位數量備注一、還原劑制備系統1還原劑貯倉封閉式貯倉，防腐內壁，容積3-5立方米，配料位監測儀臺12還原劑溶解池半封閉設計，防腐內壁，容積70升，不銹鋼材質，配套液位開關臺13還原劑溶液貯罐封閉設計，防腐內壁，容積600升，不銹鋼材質，配液位監測儀臺14星型卸料閥定量卸料，額定功率<200W，自動卸料，低料位報警m315還原劑輸送泵特殊防腐隔膜泵，額定功率<100W，低液位報警，自