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尿素脫硝的步驟及流程介紹，尿素熱解制氨技術(shù)或成趨勢
作者： 來源： http://www.0urtcuv.cn/hydt/n876.html 發(fā)布時間：2017-12-04
脫硝還原劑的選擇一般從其物理性質(zhì)、經(jīng)濟性和安全性方面綜合考慮，目前主要有液氨、氨水和尿素三種。由于液氨是危險化學(xué)品，隨著國家對安全的日益重視，以及一系列相關(guān)限制措施的逐漸出臺，使得電廠使用液氨時在審批、工期、占地等諸多方面受到了越來越多的制約，投運后通過環(huán)保驗收的程序也較為繁瑣;而氨水因其氨含量低、體積大、運輸不便、運行成本高而受到應(yīng)用的局限。作為無危險的制氨原料，尿素具有與液氨相同的脫硝性能，又是廣泛應(yīng)用的綠色肥料，無毒無害，使用安全，因而沒有法規(guī)限制，并且便于運輸和儲存。多年來，因使用不當，由液氨造成的傷亡損失十分慘重。火電廠脫硝若采用液氨為原料，其使用量非常巨大，以一座中型火電廠為例，每天大約需要消耗液氨10噸。全國有數(shù)千座火電廠，如全部使用液氨，僅此一項相當于每天有幾千臺10噸的液氨罐車奔跑于全國各地，用于運輸原料，安全隱患不容忽視。目前在國內(nèi)SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原法)脫硝采用尿素為還原劑已經(jīng)成為一種趨勢，并逐漸成為主流，尤其是在一些重點區(qū)域和離居民區(qū)較近的城市電廠，尿素熱解制氨技術(shù)得到越來越多的應(yīng)用。
但長期以來，該項技術(shù)被國外公司所壟斷，國內(nèi)企業(yè)不得不支付高昂的設(shè)備費和技術(shù)使用費。為了打破國外公司技術(shù)壟斷，中國大唐集團公司于2012年正式成立科技攻關(guān)項目：組織科研團隊，對采用尿素作為原材料應(yīng)用于火電廠煙氣污染治理的技術(shù)進行攻關(guān)研究。課題組制定了“基礎(chǔ)理論→小型實驗→CFD模擬→中試實驗→示范工程”五個階段的技術(shù)開發(fā)路線，對尿素熱解制氨技術(shù)進行系統(tǒng)研究，每一個階段都形成成果。
課題組在成功獲得基礎(chǔ)理論和實驗室研究成果的基礎(chǔ)上，通過進一步地示范工程技術(shù)開發(fā)、建設(shè)，2014年6月7日20時，項目首臺示范裝置——大唐洛陽熱電廠#5機尿素熱解制氨示范裝置順利通過168h試運行，并正式移交業(yè)主。試運行期間各項性能指標優(yōu)異，熱解裝置成功實現(xiàn)自動運行，可以跟蹤不同的氨氣需求量信號自動調(diào)整制氨量，系統(tǒng)響應(yīng)時間達到10s以內(nèi)，同步滿足不同負荷工況下的脫硝效率要求，實現(xiàn)SCR出口NOx值的達標排放。
針對項目創(chuàng)新，在研究過程中進行了大量的技術(shù)專利申請，僅尿素熱解這一項技術(shù)就申請了18項專利，并且集中度高，已形成了專利群保護，構(gòu)建了較強的技術(shù)壁壘。基于研究和開發(fā)，在技術(shù)專利、理論研究、流場設(shè)計、熱模中試數(shù)據(jù)、工程試驗測試等方面，本項目已超越國外競爭對手，處于領(lǐng)先地位。
2014年9月2日，“大型燃煤電廠SCR脫硝尿素熱解制氨關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項目技術(shù)鑒定會在北京召開。鑒定委員會認為：項目研究取得諸多創(chuàng)新成果，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的尿素熱解制氨成套技術(shù)，通過了工程驗證，技術(shù)達到國際先進水平，可替代同類進口技術(shù)和設(shè)備。建議在大型燃煤電廠煙氣脫硝相關(guān)工程中積極推廣應(yīng)用。
目前，項目通過推廣已經(jīng)成功應(yīng)用于9臺鍋爐的SCR脫硝、除塵等環(huán)保工程上，收獲了巨大的經(jīng)濟效益，通過不斷的科技開發(fā)和應(yīng)用，項目研制的尿素熱解制氨技術(shù)已經(jīng)轉(zhuǎn)化為成熟可靠的商業(yè)化技術(shù)。同時，課題組正在著手進行尿素熱解技術(shù)商標申請等工作，以進一步形成品牌和名牌效應(yīng)，為我國的脫硝環(huán)保行業(yè)注入自主創(chuàng)新技術(shù)，為祖國的節(jié)能減排作出貢獻，形成良好的社會效益。期待在不久的將來，能夠?qū)⒃摷夹g(shù)出口到海外，參與國際競爭，推動高附加值的技術(shù)成果在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用。
尿素脫硝整套啟動操作規(guī)程及操作流程
1、尿素溶液的制備
SCR脫硝
由人工將袋裝尿素倒入溶解罐上面的加料斗里，在攪拌器的攪動下，用除鹽水將尿素溶解制成45-50%的尿素溶液。尿素溶液配制完成后，用尿素溶液輸送泵輸送到尿素溶液儲罐儲存。SCR反應(yīng)器脫硝運行時尿素溶液經(jīng)由尿素溶液循環(huán)泵輸送到SCR反應(yīng)器區(qū)域。一罐尿素溶解罐的尿素溶液可以滿足1#2#爐脫硝需要的一天的尿素用量。
2、尿素溶液的儲存
脫硝系統(tǒng)設(shè)有一個尿素溶液儲罐。每罐有效容積為40m3，底部設(shè)有蒸汽盤管加熱，罐體加熱系統(tǒng)將使罐體在外界環(huán)境溫度變化時還能保持罐內(nèi)溫度不低于40°C。儲罐上分別設(shè)有溫度計和差壓密度計，用于監(jiān)測尿素溶液的溫度和密度。
3、尿素溶液的供應(yīng)
有兩臺尿素溶液循環(huán)泵(一運一備)，用于向1#2#爐的SCR反應(yīng)器區(qū)域輸送尿素溶液。通過設(shè)在尿素溶液循環(huán)回路上的調(diào)節(jié)閥來控制輸送的尿素溶液分配模塊的尿素溶液壓力。
4、啟動操作程序
u 啟動尿素儲存供應(yīng)系統(tǒng)
? 檢查尿素溶解儲存供應(yīng)系統(tǒng)，確認高流量循環(huán)裝置到每個計量分配裝置及尿素溶液儲罐的管路閥門調(diào)整好，保證整個尿素溶液循環(huán)管路管路暢通。
? 啟動尿素溶解儲存供應(yīng)系統(tǒng);
? 保持尿素溶液高速回流通暢，母管壓力0.8MPa正常。
u 調(diào)節(jié)二次風調(diào)節(jié)門
? 檢查熱解爐前后的二次風調(diào)節(jié)門，確認閥門完好;
? 確認風門動作正常，啟動增壓風機;
? 保證二次風壓力正常，入口風量控制在規(guī)定流量，出口流量平衡。
u 啟動尿素溶液分配計量系統(tǒng)
? 確認熱解系統(tǒng)高流量循環(huán)裝置能供給計量與分配裝置尿素溶液，并且確認尿素溶液管路入口壓力為 0.45MPa;
? 啟動壓縮空氣冷干機，確認霧化空氣最小值為 0.45MPa 時可用，并且確認與模塊正確連接;
? 確認與計量分配裝置相關(guān)的全部電路斷路器電源正常;
? 啟動尿素溶液分配計量系統(tǒng)，檢查尿素流量及霧化正常。
u 啟動熱解爐系統(tǒng)℃
? 確認增壓風機啟動正常，二次風壓正常，風量>1800?/h;按照程序進行吹掃;
? 確認電加熱器正常，控制系統(tǒng)投入運行，每小時30-50℃逐步升溫;
? 確認尿素高流量循環(huán)裝置處于運行狀態(tài);
? SCR-AIG 允許熱解爐啟動;
? 高流量循環(huán)裝置、計量分配裝置、電加熱器系統(tǒng)無緊急報警;
? 反應(yīng)器溫度達到290℃以上，投入脫硝，按照順序控制投入尿素溶液開始噴氨。
SCR脫硝
尿素熱解法脫硝反應(yīng)器SCR的基本原理
SCR工藝所用的脫硝還原劑氨有三種來源：氨水、液氨以及尿素。本脫硝裝置采用1#2#機組的公用尿素系統(tǒng)輸送過來的循環(huán)尿素溶液所還原劑。
尿素經(jīng)溶解成 45%～50%的尿素溶液，尿素在溫度高于 150℃時不穩(wěn)定，高溫下可發(fā)生分解生成 NH3 和HNCO，HNCO與水反應(yīng)生成 NH3 和 CO2，得到脫硝所用的還原劑氨。
鍋爐脫硝噴槍 尿素脫硝噴槍 氨水脫硝噴槍 水泥廠脫硝噴槍 脫硝工程 脫硝設(shè)備
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