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脱硝系统主要组成结构和脱硝工艺流程

编辑:
admin
来源:
未知
发布时间:
2020-11-20
脱硝系统主要组成结构和脱硝工艺流程 脱硝喷枪锅炉脱硝喷枪   

在脱硝过程中,脱硝喷枪的作用是不可忽略的,其次氨水的喷入量的调节也应该根据出口浓度及脱硝效率通过调节门来调节,喷氨量少则使得脱硝效率过低,多则使得氨逃逸率上升造成尾部烟道积灰。因此在脱硝过程中,每一环节、每个步骤的拿捏都是很重要的。

其主要工艺流程是,首先公用系统制备的氨水输送至炉前,通过混合器与稀释风混合稀释后进入烟道,稀释风通过烟道内的涡流混合器与烟气进行充分、均匀的混合后进入反应器,然后在催化剂的作用下,氨水与烟气中的NOX反应生成氮气和水从而达到除去氮氧化物的目的。

以液氨作为还原剂的SCR烟气脱硝系统一般由氨存储和供应系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控剂系统等组成。

其工艺流程为:液氨通过槽车运送到现场后,通过压缩泵卸载到液氨储存罐中,储存罐中的液氨在自身蒸汽平衡压力的作用下将液氨送到蒸发器内气化生成氨气,稀释风机来的空气在氧/空气混合器系统内充分混合。稀释风机流量一般按100%负荷氨量对空气的混合比为5%设计。氨体积浓度降到不大于5%的安全浓度,混合气体进入位于烟道内的氨喷射格栅,喷入烟道中,或再通过静态混合器与烟气充分混合,然后进入SCR反应器,在300-400r的温度及催化剂的作用下,将烟气中的NOx催化降解为无害的N2和H2O。

温度测量点在SCR反应器的进口处,当烟气温度不在反应的范围内时,温度信号将自动关闭氨进入氨/空气混合器的快速切断阀门。N2和H2O随着烟气进入空气预热器,在SCR进口处设置NOx、O2、温度监视分析仪器,在SCR出口处设置NOx、O2、NH3监视分析仪器,当NH3的逃逸浓度超过规定值时报警并自动调节NH3的注入量。

氨存储和供应系统:是SCR脱硝系统中最复杂部分,主要包括液氨卸料压缩机、液氨储罐、液氨蒸发器、氨气缓冲槽、氨气稀释槽、废水泵及废水池等。加氨的方式有两种:一种是无水加氨,氨从液氧储罐依次进入蒸发器和缓冲罐,经减压后与空气混合,再喷入烟道;另一种是有水加氨,氨从液氨储堪经雾化进入高温蒸发器,氨蒸发后喷入烟道。如果发生事故,系统紧急排放氨气导入氨气稀释槽内,经过水的吸取排入废水池,再由废水系送到废水处理厂进行处理。

氨与空气喷雾系统:氧和空气在混合器和管路内充分混合,再将此混合物导入氨气分配总管内,氧与空气喷射系统包含供应箱、喷雾管格子和喷嘴等,每一个供应箱安装一个节流阀及节流孔板,可将混合物在喷雾管格子处达到均匀分布,配合NOx浓度分布依靠喷臂来调节氨与空气混合物的量。

SCR反应器系统:水平段安装有烟气导流和优化分布的装置以及喷氨格栅竖直段安装有催化剂床,底部安装有气密装置,防止未处理的烟气泄露。反应器一般釆用固定床平行通道形式,一般催化剂层为2-4层,并预留一层位置作为将来脱硝效率低于需要值时增加安装催化剂时应用,此方法可以作为增强脱硝效率并延长催化剂寿命的备用措施。反应器为自立钢结构,内部设有催化剂支撑结构、能承受内部压力、地震负荷、催化剂负荷、烟尘负荷及热应力等。反应器外壳设有加固肋和保温层,催化剂通过反应器外的催化剂填装系统从侧门放入反应器中。

省煤器旁路:用来调节温度,通过调节经过省煤器的烟气与通过旁路烟气的比例来控剂反应器中的烟气温度,氨喷射器安装在反应器的上游足够远处,以保证喷入的氨与烟气充分混合。

  脱硝系统构成:

(1)烟气系统;

(2)SCR反应器和催化剂;

(3)催化剂的吹灰系统;

(4)液氨的存储和卸料系统;

(5)液氨的蒸发系统;

(6)氨的空气稀释和喷射系统;

(7)烟气取样系统;

(8)工业水系统;

(9)其他由主系统接出的水、蒸汽等辅助系统的设计。  

1、烟气系统  

烟气系统是指从锅炉尾部低温省煤器下部引出口至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至回转式空预器入口之间的连接烟道。烟道壁厚按6mm设计。  

为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内,特别考虑了烟道系统的热膨胀,热膨胀通过膨胀节进行补偿。 

所有烟道将在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔,以便于烟道的维修和检查以及清除积灰。烟道将在适当位置配有足够数量测试孔。  

2、SCR反应器  

SCR反应器的设计将充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。每台锅炉配置2台SCR反应器,反应器尺寸为11.6X6.9X16m,反应器设计成烟气竖直向下流动。反应器入口将设气流均布装置,反应器入口及出口段将设导流板,对于反应器内部易于磨损的部位将设计必要的防磨措施。反应器将设置足够大小和数量的人孔门。考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置。SCR反应器将能承受运行温度450℃不少于5小时的考验,而不产生任何损坏。  

3、催化剂  

反应器内催化剂层按照两层,并预留一层设计。催化剂的型式可采用蜂窝式或平板式,卖方将根据自身的特点以及设计条件合理选型,需经过买方确认后使用。  

卖方将根据锅炉飞灰的特性合理选择孔径大小并设计有防堵灰措施,以确保催化剂不堵灰。同时,催化剂设计将尽可能的降低压力损失。  

4、吹灰系统  

根据本工程灰份高的特性,设置吹灰器,采用声波式吹灰系统,按每一层催化剂设置4台吹灰器进行设计,预留层吹灰器只预留吹灰器接口。 

声波吹灰器的频率为75HZ,有效辐射范围为13米,内部能量输出水平为147dB,外部噪音水平为85dB,建议的吹扫频率为10秒/10分钟,每个反应器从最上层开始吹扫,每层的吹灰器同时动作。声波式吹灰器工作介质为压缩空气,压缩空气由电厂提供。  

5、氨的空气稀释和喷射系统  

每台锅炉设两台100%容量的离心式稀释风机,一用一备。设二套氨/空气混合系统,分别用于两台SCR反应器的氨与空气的混合。 

为保证氨(NH3)注入烟道的绝对安全以及均匀混合,将氨浓度降低到爆炸极限(其爆炸极限(在空气中体积%)为 15%~28%)下限以下,控制在5%以内。卖方将按此要求以脱硝所需最大供氨量为基准设计氨稀释风机及氨/空气混合系统。 

氨/烟气混合均布系统按如下设计:每台SCR反应器设置6台涡流混合器。由氨/空气混合系统来的混合气体喷入位于烟道内的涡流混合器处,在注入涡流混合器前将设手动调节阀,在系统投运时可根据烟道进出口检测出的NOx浓度来调节氨的分配量,调节结束后可基本不再调整。 

6、烟气取样系统 

每台炉设置4台烟气取样风机,2台为原烟气取样风机,2台为净烟气取样风机,皆为一用一备。原烟气取样风机从喷氨点前的烟道抽取原烟气经风机后注入反应器出口,净烟气取样风机从反应器出口抽取净烟气经风机后注入反应器出口烟道。位于烟道抽取烟气处的管道都设置了过滤元件以过滤烟气中的烟尘,在每台反应器抽取烟气入口管道上安装有NOx及O2分析仪。 

7、冷却水系统  

烟气取样风机轴承冷却采用锅炉房区域闭式冷却水,排水至闭式水回水管。氨站区卸料压缩机冷却水取自工业水,排水至氨区地坑。  

8、仪表压缩空气系统  

锅炉房区域仪表用气就近取自锅炉房区域仪表用压缩空气母管,氨站区域仪表用压缩空气取自厂区仪用压缩空气管道,在氨站区域设置压缩空气储罐稳压。  

9、液氨储存蒸发系统 

液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发槽、氨气缓冲槽、稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨槽车运送,利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内,将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气,经氨气缓冲槽来控制一定的压力及其流量,然后与稀释空气在混合器中混合均匀,再送达脱硝系统。 

氨气的制备过程实际上是液氨的气化过程,设计的氨制备及其供应系统中,氨的供应量能满足锅炉不同负荷的要求,调节方便灵活,可靠;存氨罐与其他设备、厂房等要有一定的安全防火防爆距离,并在适当位置设置室外防火栓,设有防雷、防静电接地装置。脱硝喷枪在脱硝过程中,抑制烟气的扩散,对烟气脱硝起重要作用。 

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