1、電廠鍋爐scr煙氣脫硝系統(tǒng)設(shè)計（蘭州西固熱電有限責任公司發(fā)電部）摘要：隨著環(huán)境污染日益加重，我國對環(huán)境保護的重視度不斷增加，并擬定 了一系列的法規(guī)。我國的電廠以火電站為主，電廠廢氣排放是空氣環(huán)境污染的重 要因素，特別是控制氮氧化物的排放是電廠廢氣治理重要環(huán)節(jié)。目前主要的控制 手段是通過安裝煙氣脫硝系統(tǒng)，釆用選擇性催化還原（scr）來控制煙氣中的氮 氧化物的含量，木文主要論述了脫硝系統(tǒng)的設(shè)計和各種輔助設(shè)備的選型。關(guān)鍵詞：脫硝系統(tǒng)；選擇性催化還原；系統(tǒng)設(shè)計；0引言隨著火電站的發(fā)展，所帶來環(huán)境問題也日益嚴重，特別是有色霧氣的產(chǎn)牛, 給人們敲響了警鐘。有色霧氣產(chǎn)牛的主要原因是氮氧化物的超標排放，并與空

2、氣 發(fā)牛化學反應(yīng)所產(chǎn)牛的，其中氮氧化物其主要來源是煤炭燃燒。我國電廠70% 是火電廠，是主要的氮氧化物的主要排放點，為規(guī)范氮氧化物的排放，現(xiàn)國家出 臺一系列的氮氧化物控制政策，要求所有火電站必須安裝脫硝系統(tǒng)。根據(jù)脫硝階 段劃分脫硝技術(shù)可以分為兩類：燃燒過程控制和燃燒后煙氣脫硝，但大部分脫硝 系統(tǒng)都是選擇燃燒后煙氣脫硝。1scr煙氣脫硝系統(tǒng)的原理scr煙氣脫硝系統(tǒng)是采用選擇性催化劑跟煙氣中的氮氧化物發(fā)牛還原反應(yīng), 將氮氧化物還原成氮氣和水。其主要由還原劑噴撒系統(tǒng)、還原反應(yīng)器、排放管道 和管理控制系統(tǒng)等組成。脫硝系統(tǒng)流程如圖1所示。脫硝系統(tǒng)一般緊跟鍋爐省煤 器出口安裝，在進入scr反應(yīng)器前，先跟催

3、化劑充分混合，然后在一定的溫度下 在反應(yīng)器充分發(fā)牛化學反應(yīng)。反應(yīng)溫度一般控制在280-390°c為宜，在此溫度下 主要有以下幾種還原反應(yīng)：4no+4nh 3+0 2→4n 2+6h 20n0+n0 2+2nh 3→2n 2+3h 206n0 2+8nh 3→7n 2+12h 20脫硝系統(tǒng)的是選用氨氣作為還原劑，氨氣的供給方式主要有三種分別是液氨、 氨水、尿素，三種方式各有優(yōu)缺點，其有確定對比如表圖1scr脫硝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程圖2煙道及旁路的設(shè)計煙道是煙氣進出脫硝系統(tǒng)的通道，在煙道進出口或彎處通常需要增加導流葉 片，輔助煙氣流通。煙道材

4、料選擇應(yīng)考慮煙氣的溫度、酸堿性、材料強度、材料 熱變形。煙氣在整個系統(tǒng)的溫度一般在200-600°c, 一般選用5-6mm的鋼板，在 整個系統(tǒng)中必須增加充足的固定和支撐板，防止震動。由于反應(yīng)器使用催化劑不 同，所需的反應(yīng)溫度也不相同，且鍋爐在不同功率負荷下產(chǎn)生的煙氣溫度也不穩(wěn) 定。為保證煙氣在進入反應(yīng)器是的溫度，需要在煙氣入口前增加旁路設(shè)置，用于 控制煙氣進入系統(tǒng)的溫度。還可以更具需求是否增加反應(yīng)器旁路，來降低能耗提 升系統(tǒng)使用壽命，但需要增加先期投資。3還原劑混合器設(shè)計煙氣脫硝的效果是由煙氣是否與還原劑的充分混合成都是決定的，保證該過 程的是部件還原劑混合器。目前使用最多的混合器是

5、格柵噴氨，將整個區(qū)域分格， 在每格內(nèi)都有催化劑噴射槍，將還原劑與煙氣均勻混合。另外為是煙氣與還原劑 充分混合，需要足夠的混合空間。該空間的人小根據(jù)整個脫硝系統(tǒng)的人小來設(shè)計， 太小混合不充分，太大會增加系統(tǒng)能耗和投資，增加成本。煙氣脫硝率的控制是 通過控制還原劑噴撒量來控制的，一般來說檢測煙氣中氮氧化物的含量，根據(jù)氮 氧化物的總量來確定還原劑的使用量。一般還原劑/氮氧化物的比值控制在 0.7-1.0 之間。4scr反應(yīng)器的設(shè)計scr反應(yīng)器是整個脫硝系統(tǒng)的核心，催化劑和氮氧化物在反應(yīng)器中發(fā)生還原反應(yīng)，其機構(gòu)由鋼制殼體、煙氣入口、催化劑布置架、導流裝置等。4.1反應(yīng)器殼體scr反應(yīng)器的殼體需要考慮到

6、煙氣和催化劑混合氣體的通過速度、殼體強度、 放震動性、隔熱性能等，通常采用箱式結(jié)構(gòu)。4.2催化劑的設(shè)計目前使用較多的催化劑有以下三種類型：蜂窩型、折板型、波紋板型。其成 分如表2所示催化劑在反應(yīng)器中一般擺放24層，一般選則擺放三層，還要預(yù)留空間， 0的是當煙氣進入反應(yīng)器催化劑層時分布更均勻。另外還需要考慮催化劑層的間 距，方便人員的檢修更換。4.3吹灰器的類型設(shè)計在煙氣中含有大量的粉塵，在經(jīng)過反應(yīng)器反應(yīng)后會有大量粉塵覆蓋在催化劑 上，會對還原反應(yīng)造成影響，造成氮氧化物的泄漏。吹灰器的作用是清除附著在 催化劑上粉塵，一般采用空氣或者蒸汽對催化劑進行清掃，頻率為1次/月，清 掃時間根據(jù)工作狀態(tài)來定

7、，一般為5-10mino跟吹灰器配合工作的還有灰斗，作 用是收集吹飛的灰塵。5還原劑的存儲、裝卸料5.1系統(tǒng)液氨的存儲液氨屬于化工原料，脫硝系統(tǒng)中液氮的存儲需要能承受空氣壓力的專用液氨 存儲罐，同吋儲存罐上需要配置流量閥、逆止閥、緊急關(guān)閉閥、溫度計、壓力表 等。還需配備氨氣泄漏檢測裝置和儲存罐噴淋降溫系統(tǒng)，當氨氣泄漏或罐體溫度 過高時能快速報警。5.2液氨的使用在系統(tǒng)運行過程中，需要通過蒸發(fā)槽將液氨汽化，在通過緩沖槽緩沖，才能 與煙氣混合進行脫硝反應(yīng)。在scr系統(tǒng)卸料維修前時應(yīng)將整個系統(tǒng)的氨氣進行吹 掃，保證系統(tǒng)內(nèi)無殘余氨氣才能進行拆卸維修。5.3還原劑在倉庫的存儲脫硝所使用的還原劑如液氮、氨

8、水、尿素屬于化工原料，原料的存放、運輸 都需要遵照化工原料使用規(guī)范運行。存儲地點最好原理人員聚集區(qū)，口通風良好， 并定期接受有關(guān)部門的安全檢查。6結(jié)論目前我國的脫硝技術(shù)處于剛起步階段，尚口沒有技術(shù)產(chǎn)權(quán)，系統(tǒng)設(shè)計、運行、 監(jiān)管都缺乏經(jīng)驗。目前已投產(chǎn)的火電機組所使用的脫硝系統(tǒng)都是使用的國外技術(shù)。 通過對國外煙氣脫硝系統(tǒng)進行分析研究，將成熟的設(shè)計理論結(jié)合國內(nèi)電廠鍋爐的 特性，對脫硝系統(tǒng)進行優(yōu)化，以提高各電廠氮氧化物排放的控制力度，降低氮氧 化物對空氣的污染。參考文獻：毛劍宏.大型電站鍋爐scr煙氣脫硝系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究d.浙江大學， 2011.2 馮立波，羅鐘高，葛春亮.火電廠scr煙氣脫硝工藝系統(tǒng)設(shè)計j.能源工 程，2009, 01： 48-52.3 凌忠錢，曾憲陽，胡善濤，周昊，岑可法.電站鍋爐scr煙氣脫硝系