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　　100t/h循環流化床鍋爐煙氣脫硝工程

技

術

方

案

（SNCR+SCR）

目錄

1 項目概況 (3)

2 技術要求 (3)

2.1設計原則 (3)

2.2設計依據 (3)

2.3設計規范 (4)

3 工作范圍 (8)

3.1設計范圍 (8)

3.2供貨范圍 (8)

4 技術方案 (8)

4.1技術原理 (8)

4.2工藝流程 (11)

4.3平面布置 (15)

4.4控制系統 (15)

7 技術培訓及售后服務 (16)

7.1技術服務中心 (16)

7.2售前技術服務 (17)

7.3合同簽訂后的技術服務 (17)

7.4技術培訓 (17)

7.5售后服務承諾 (18)

1 項目概況

現有100t/h循環流化床鍋爐2臺。據《GB13223-2011火電廠大氣污染物排放國家標準》，NOx排放濃度必須滿足當地環保要求，擬采用SNCR+SCR脫硝技術實施脫硝。

本脫硝系統設計脫硝處理能力鍋爐最大工況下脫硝效率不小于80％，脫硝裝置可用率不小于98%。

本項目工程范圍包括脫硝系統的設計、設備供貨、安裝、系統調試和試運行、考核驗收、培訓等。

2 技術要求

2.1 設計原則

本項目的主要設計原則：

（1）本項目脫硝工藝采用“SNCR+SCR”法。

（2）本項目還原劑采用氨水。

（3）煙氣脫硝裝置的控制系統使用PLC系統集中控制。

（4）鍋爐初始排放量均在400mg/Nm3（干基、標態、6%O2）的情況下，脫硝系統效率不低于80%。

（5）NH3逃逸量控制在8ppm以下。

（6）脫硝設備年利用按3000小時考慮。

（7）脫硝裝置可用率不小于98%。

（8）裝置服務壽命為30年。

2.2 設計依據

鍋爐參數：

鍋爐類型：流化床

鍋爐出口熱水壓力：1.6MPa

煙氣量：100t/h鍋爐煙氣量：260000m3/h

NOx含量：400mg/Nm3

NOx排放要求：小于100mg/Nm3

排煙溫度：150℃

煙氣中氧含量：8~10%

2.3 設計規范

國家和地方現行的標準、規范及其他技術文件見下表：

3 工作范圍

3.1 設計范圍

煙氣脫硝系統成套設備與界區外交接的公用工程設施（如水、電、氣等），由業主提供，設備及系統所需的公用工程設施（水、電等）由業主引至界區外1米處，系統內除因增加脫硝系統而引起的鍋爐相關設備的改造需由鍋爐廠家配合設計和核算外，其他所有設備、管道、電控設備等全部由賣方設計并供貨。

3.2 供貨范圍

本項目工程范圍包括脫硝系統的設計、設備供貨、安裝、系統調試和試運行、考核驗收、培訓等。

賣方負責提供一套完整的脫硝系統，供貨范圍包括所有工藝（機械）、電氣、儀控的設備和材料。

脫硝系統分氨水溶液儲存系統、溶液輸送系統、爐前計量分配及噴射系統、反應器本體系統電氣及控制系統。

系統安裝、調試、試運行、培訓等。

4 技術方案

4.1 技術原理

4.1.1 SNCR技術原理

選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡稱為SNCR）技術是一種成熟的商業性NOx控制處理技術。SNCR方法主要在850～1050℃下，將含氮的藥劑噴入煙氣中，將NO還原，生成氮氣和水，如下圖所示。

NH3/

尿素

還

原

反

應

圖4-1SNCR反應示意圖

SNCR在實驗室內的試驗中可以達到90％以上的NOx脫除率。應用在大型煤粉鍋爐上，短期示范期間能達到75％的脫硝率，長期現場應用一般能達到30％～70％的NOx 脫除率。SNCR技術的工業應用是在20世紀70年代中期日本的一些燃油、燃氣電廠開始的，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技術應用是在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。

SNCR技術有如下優點：

（1）脫硝效果滿足要求：SNCR技術應用在大型煤粉鍋爐上，長期現場應用一般能夠達到50％以上的NOx脫除率。

（2）還原劑多樣易得：SNCR技術中使用的脫除NOx的還原劑一般均為含氮化合物，包括氨、尿素、氰尿酸和各種銨鹽（醋酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、草酸銨、檸檬酸銨等）。其中，實際工程應用最廣泛，效果最好的是氨和尿素。

（3）無二次污染：SNCR技術是一項清潔的脫硝技術，沒有任何固體或液體的污染物或副產物生成。

（4）經濟性好：由于SNCR的反應熱源由爐內高溫提供，不需要昂貴的催化劑系統，因此投資和運行成本較低。

（5）系統簡單、施工時間短：SNCR技術最主要的系統就是還原劑的儲存系統和噴射系統，主要設備包括儲罐、泵、噴槍及其管路、測控設備。由于設備相對簡單，SNCR 技術的安裝期短，小修停爐期間即可完成爐膛施工。

（6）對鍋爐無影響：SNCR技術不需要對鍋爐燃燒設備和受熱面進行改動，也不需要改變鍋爐的常規運行方式，對鍋爐的主要運行參數不會有顯著影響。

4.1.2 SCR技術原理

選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，以下簡稱為SCR）技術是目前降低NOx排放量最為高效，且是國內外應用最多最成熟的技術，脫硝率可達80％以上。SCR 煙氣脫硝系統采用氨氣作為還原介質。SCR DeNOx裝置的主要組成部分包括一個裝催化劑的反應器，一個氨儲罐和一個還原劑注入系統，國外較多使用無水液氨。其基本原理是把符合要求的氨氣噴入到煙道中，與原煙氣充分混合后進入反應塔，在催化劑的作用下，并在有氧氣的條件下，氨氣選擇性地與煙氣中的NOx（主要是NO、NO2）發生化學反應，生成無害的氮氣（N2）和水（H2O）。主要反應化學方程式為：

4NO + 4NH3 + O2→ 4N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3→7N2 + 12H2O

NO + NO2 + 2NH3→ 2N2 + 3H2O

選擇性反應意味著不發生NH3與SO2的反應，但在催化劑的作用下，煙氣中的少量SO2會被氧化成SO3，其氧化程度通常用SO2/SO3轉化率表示。在有水的條件下，SCR 中未反應的的氨與煙氣中的SO3反應生成硫酸氫氨(NH4HSO4) 與硫酸氨(NH4)2SO4等一些對反應有害的物質。

SCR技術有如下優點及缺點:

（1）脫硝效率高，一般可達80%以上，最大脫硝率可大于90%。

（2）工藝設備緊湊，運行可靠。

（3）還原后的氮氣放空，無二次污染。

（4）煙氣成分復雜，某些污染物可使催化劑中毒。

（5）煙氣中的粉塵微粒可覆蓋催化劑的表面，使其活性下降；

（6）系統中存在一些未反應的NH3和煙氣中的SO2作用，生成易腐蝕和堵塞設備的(NH4)HSO4或(NH4)2SO4。

（7）投資和運行費用較高。

4.1.3 SNCR/SCR聯合脫硝技術

SNCR/SCR聯合脫硝技術是SNCR工藝的還原劑噴入爐膛技術同SCR工藝利用逸出氨進行催化反應結合起來，從而進一步脫除NOx，它是把SNCR工藝的低費用特點同SCR工藝的高效脫硝率及低的氨逸出率有效結合。理論上，SNCR工藝在脫除部分

NOx的同時也為后面的催化法脫除更多的NOx提供了所需的氨，見圖4-2。

圖4-2 SNCR/SCR聯合技術示意圖

SNCR/SCR聯合工藝NOx的脫除率是SNCR工藝特性、氨的噴入量及擴散速率、催化劑提供的函數。要達到75%以上NOx的脫除率和氨的逸出濃度在8ppm以下的要求，采用聯合工藝在技術上是可行的。然而，NOx的脫除率還必須同還原劑的消耗量和所需催化劑體積保持均衡。

在聯合工藝的運行中，SNCR系統是在SNCR的溫度窗口下噴入還原劑以逸出氨的產生模式運行的，還要求能調節這些逸出氨的量從而滿足NOx總脫除率和氨的最低逸出濃度要求。根據以上所述，聯合工藝的特性直接取決于進入催化劑體內的氨與NOx 分布情況，偏差較大的分布可能影響催化劑對整個運行的適應能力。

4.2 工藝流程

4.2.1 工藝描述

鍋爐選用SNCR+SCR聯合脫硝技術方案，采用氨水作為還原劑。設置氨水儲罐2臺，氨水由氨水罐車運輸至廠區氨水儲罐，儲罐設有不銹鋼磁翻板液位計。以便及時觀察氨水液位狀態。

在進行SNCR脫硝時，氨水輸送泵將20%的氨水溶液從儲罐中抽出，在靜態混合器中和工藝水混合稀釋成5~10%的氨水溶液，輸送到爐前SNCR噴槍處。氨水溶液在輸送泵的壓力作用下，通過噴槍時，經過空氣霧化后，以霧狀噴入爐內，與煙氣中的氮氧化物發生氧化還原反應，生成氮氣，去除氮氧化物，從而達到脫硝目的。

SNCR脫硝系統噴入過量的氨水經反應后溢出的氨氣，進入SCR脫硝系統，在催化劑的催化還原下，過量的氨氣與NOx進一步反應，從而達到進一步脫硝的效果，使