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(jī)物分解，屬于自然界氮循環(huán)過程。人為活動(dòng)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(qiáng)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(xì)支氣管及肺泡，到達(dá)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(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，可增加毛細(xì)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(jī)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?xì)浠衔锓磻?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(shí)機(jī)主要控制手段燃燒器設(shè)計(jì)參數(shù)（風(fēng)速、風(fēng)溫、旋流強(qiáng)度等）優(yōu)化煤粉濃縮技術(shù)ofa分級(jí)送風(fēng)技術(shù)注意事項(xiàng)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(shí)催化劑會(huì)加速老化；當(dāng)溫度在300左右時(shí)，在同一催化劑的作用下，另一副反應(yīng)也會(huì)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(yùn)行。因此，只有在催化劑環(huán)境的煙氣溫度在310-400之間時(shí)方允許噴射氨氣進(jìn)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(chǔ)存系統(tǒng)、電氣儀表與控制系統(tǒng)等組成。液氨由槽車運(yùn)送到液氨儲(chǔ)罐，液氨儲(chǔ)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(chǔ)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(jìn)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(diǎn) 脫硝反應(yīng)器高粉塵布置的工藝特點(diǎn)如下表序號(hào) 項(xiàng) 目 特 點(diǎn) 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(shí)，x轉(zhuǎn)化率可達(dá)到部分負(fù)荷工況運(yùn)行適應(yīng)度高對鍋爐的影響）不影響燃燒，不會(huì)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(yùn)行損耗投資高運(yùn)行費(fèi)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(yùn)行關(guān)系曲線脫硝運(yùn)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(jì)的脫硝效率設(shè)計(jì)的脫硝效率0設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的 nh3未反應(yīng)量未反應(yīng)量運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行時(shí)的 nh3/nox 摩爾摩爾比比脫硝運(yùn)行脫硝運(yùn)行nhnh3 3/no/nox x 摩爾比摩爾比上限上限 : :小于設(shè)計(jì)的小于設(shè)計(jì)

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(jì)的脫硝效率大于設(shè)計(jì)的脫硝效率 ( (如如: :大于大于 80%) 80%)的系統(tǒng)構(gòu)成無水氨儲(chǔ)罐無水氨儲(chǔ)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(hào)信號(hào)鍋爐負(fù)荷信號(hào)鍋爐負(fù)荷信號(hào)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(jī)引風(fēng)機(jī)煙囪煙囪換熱器換熱器 增壓風(fēng)機(jī)增壓風(fēng)機(jī)脫硫系統(tǒng)脫硫系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)送風(fēng)機(jī)sahsah蓄壓器蓄壓器scr系統(tǒng)主要設(shè)備氨的儲(chǔ)備與供應(yīng)系統(tǒng)卸料壓縮機(jī)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(fù)荷的情況下，在水平段煙道會(huì)出現(xiàn)積灰的情況，當(dāng)鍋爐升負(fù)荷時(shí),會(huì)造成瞬時(shí)大量積灰涌向低溫空預(yù)器的情況，可能會(huì)造成空預(yù)器的堵灰，影響鍋爐運(yùn)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(fù)荷情況

10、下，也存在積灰問題，但是不存在反應(yīng)器吹灰時(shí)瞬間灰量增大的情況，所以積灰情況比較均勻，不會(huì)造成煙道內(nèi)瞬間含塵量驟增的情況，所以，對機(jī)組的運(yùn)行不會(huì)造成大的危害，對催化劑的壽命也不會(huì)有太大的影響。scrscr反應(yīng)器反應(yīng)器scr反應(yīng)器的設(shè)計(jì)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(jì)成煙氣豎直向下流動(dòng)，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(jì)必要的防磨措施。反應(yīng)器內(nèi)部各類加強(qiáng)板、支架應(yīng)設(shè)計(jì)成不易積灰的型式，同時(shí)考慮熱膨脹的補(bǔ)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(jì)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(yùn)行溫度420不少于5小時(shí)的考驗(yàn)，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(jì)。催化劑的型式采用波紋板式。催化劑設(shè)計(jì)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(jì)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(yùn)行溫度420（每次不大于5小時(shí)，一年不超過三次）的考驗(yàn)，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(yùn)行，同時(shí)催化劑能承受運(yùn)行溫度420不少于5小時(shí)的考驗(yàn)，而不產(chǎn)生任何損壞；催化劑保證壽命為24000運(yùn)行小時(shí)。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(tái)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(jī)組dcs。本工程每層催化劑層設(shè)5個(gè)聲波吹灰器，共3層，每臺(tái)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(tái)機(jī)組共30個(gè)聲波吹灰器運(yùn)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(tái)聲波吹灰器為一組或落單的一個(gè)為一組，組內(nèi)同時(shí)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(gè)同時(shí)），每小時(shí)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(tái)鍋爐的兩個(gè)反應(yīng)器分別設(shè)置兩臺(tái)1

13、00%容量的離心式稀釋風(fēng)機(jī)，一用一備。設(shè)兩套氨/空氣混合系統(tǒng)。分別用于兩臺(tái)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(zhǔn)（即脫硝效率為83時(shí)）設(shè)計(jì)氨稀釋風(fēng)機(jī)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(jì)：每臺(tái)scr反應(yīng)器設(shè)置6臺(tái)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(dòng)調(diào)節(jié)閥，在系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)可根據(jù)煙道進(jìn)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(xiàng)安全注意

14、事項(xiàng)反應(yīng)器反應(yīng)器 鍋爐啟動(dòng)后應(yīng)監(jiān)視反應(yīng)器的溫升速度，冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)不應(yīng)超過5/min。同時(shí)，氨氣的投入也對溫度有要求，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)工作溫度應(yīng)在允許范圍內(nèi)，只能承受5小時(shí)以內(nèi)最高420短期煙氣沖擊，因此如啟動(dòng)溫升過快或溫度超過410時(shí)應(yīng)及時(shí)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(jì)算出了最小稀釋風(fēng)量，運(yùn)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(shí)系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，此時(shí)應(yīng)及時(shí)檢查稀釋風(fēng)機(jī)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(dòng)截止門。聲波吹灰器聲波吹灰器 在有人進(jìn)入反應(yīng)器檢修時(shí)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(dòng)作傷害檢修人員聽力。氨的安全防護(hù)氨的安全防護(hù) 呼吸系統(tǒng)防護(hù)空氣中濃度超標(biāo)時(shí)，必須戴防毒面具，緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，應(yīng)戴正壓自給式呼吸器；眼睛防護(hù)面罩防護(hù)眼鏡；身體防護(hù)穿橡膠耐酸堿防護(hù)服；手防護(hù)穿橡膠耐酸堿手套；其它工作場所嚴(yán)禁吸煙、進(jìn)食和飲水；工作后淋浴更衣；保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣；進(jìn)入高濃度區(qū)作業(yè)，應(yīng)有