《50t水煤浆锅炉脱硝方案设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《50t水煤浆锅炉脱硝方案设计.docx（26页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、有用标准东营市齐发化工50t/h 水煤浆锅炉脱硝工程技术方案与工程概算烟台蓝天环保设备2023年四月十九日名目一、烟气脱硝技术概述31、SNCR 脱硝技术32、SCR 脱硝技术63、SNCR/SCR 混合脱硝技术74、主要烟气脱硝技术的比较85、NOx 排放标准与保证脱硝效率106、本工程脱硝方案的选择11二、本工程 SNCR+SCR 脱硝方案设计121、锅炉烟气参数122、锅炉 SNCR+SCR 总体设计方案13三、工程概算24四、全年运行费用估算32一、烟气脱硝技术概述目前国内使用最多的烟气脱硝技术有选择性非催化复原技术SNCR、选择性催化复原技术SCR和 SNCR/SCR 联合脱硝技术。
2、SCR 技术简单，脱硝效率高， 一般用于大型锅炉烟气脱硝；SNCR 技术相对简洁，脱硝效率低于SCR 技术，在小型锅炉烟气脱硝中使用广泛；SNCR/SCR 联合脱硝技术结合了SCR 和SNCR 两种技术的优点，既简化了工艺流程，又提高了脱硫效率，节约了投资。下面分别介绍这三种技术。1、SNCR 技术争论觉察，在 8001150这一温度范围内、无催化剂作用下，氨水等复原剂可选择性地复原烟气中的NOx 生成N 和H O，根本上不与烟气中的O作用，据222此进展了 SNCR 脱硝技术。SNCR 烟气脱硝的主要反响为：NH3 为复原剂4NH + 4NO + O 4N + 6H O3222SNCR 通常
3、承受的复原剂有尿素、氨水和液氨，不同复原剂的比较如下表所列。不同复原剂特点复原剂特点 安全原料 (化肥)尿素 便于运输 脱硝有效温度窗口较宽 溶解要消耗肯定热量 运输本钱较大氨水 需要较大的储存罐 脱硝有效温度窗口窄 高危急性原料液氨 运输和存储安全性低从SNCR 系统逃逸的氨可能来自两种状况，一是喷入的复原剂过量或复原剂分布不均匀，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与 NOx 的反响。复原剂喷入系统必需能将复原剂喷入到炉内最有效的部位，假设喷入掌握点太少或喷到炉内某个断面上的氨不均匀，则会消灭分布较高的氨逃逸量。在较大尺寸的锅炉中，由于需要掩盖相当大的炉内截面，复原剂的均匀分布则更困难。为保证
4、脱硝反响能充分地进展，以最少喷入NH3的量到达最好的复原效果，必需设法使喷入的NH3与烟气良好地混合。假设喷入的NH3不充分反响，则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰简洁沉积在锅炉尾部的受热面上，而且烟气中NH3遇到SO3会产生 NH4HSO4易造成空气预热器堵塞，并有腐蚀的危急。因此，SNCR 工艺的氨逃逸要求掌握在 8mg/Nm3 以下。图 1.1 为典型SNCR 脱硝工艺流程图。图 1.1 SNCR 工艺系统流程图SNCR 烟气脱硝过程是由下面四个根本过程组成： 复原剂的接收和溶液制备； 复原剂的计量输出； 在锅炉适当位置注入复原剂； 复原剂与烟气混合进展脱硝反响。2、SCR 技术选择性催
5、化剂复原SCR技术是在烟气中参加复原剂最常用的是液氨和氨水，在催化剂和适宜的温度等条件下，复原剂与烟气中的氮氧化物NOx 反响，而不与烟气中的氧进展氧化反响，生成无害的氮气和水。主要反响如下：4NO + 4NH + O32 4N2+ 6H O2NO + NO2+ 2NH3 2N2+ 3H O26NO2+ 8NH3 7N2+ 12H O2在没有催化剂的状况下，上述化学反响只是在很窄的温度范围内800 1250进展。SCR 技术承受催化剂，催化作用使反响活化能降低，反响可在更低的温度条件280400下进展。对SCR 系统的制约因素随运行环境和工艺过程而变化。制约因素包括系统压降、烟道尺寸、空间、烟
6、气微粒含量、逃逸氨浓度限制、SO2氧化率、温度和NOx浓度，都影响催化剂寿命和系统的设计。除温度外，NOx、NH3浓度、过量氧和停留时间也对反响过程有肯定影响。SCR 系统一般由氨或氨水的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反响器系统、检测掌握系统等组成。SCR 脱硝反响器在锅炉尾部一般有三种不同的布置方式，高尘布置、低尘布置和尾部布置，图 1.2 为目前广泛承受的高尘布置 SCR 烟气脱硝系统工艺流程图。图 1.2 SCR 工艺系统流程(高尘布置)对于一般燃煤或燃油锅炉，SCR 反响器多项选择择安装于锅炉省煤器与空气预热器之间，由于此区间的烟气温度刚好适合 SCR 脱硝复原反响，氨被喷
7、射于省煤器与 SCR 反响器间烟道内的适当位置，使其与烟气充分混合后在反响器内与氮氧化物反响，SCR 系统商业运行的脱硝效率约为80%。3、SNCR/SCR 混合烟气脱硝技术SNCR/SCR 混合技术是SNCR 工艺的复原剂喷入炉膛技术同SCR 工艺利用未反响氨进展催化反响结合起来，或利用SNCR 和 SCR 复原剂需求量不同，分别安排复原剂喷入 SNCR 系统和 SCR 系统的工艺有机结合起来，到达所需的脱硝效果， 它是把 SNCR 工艺的低费用特点同SCR 工艺的高脱硝率进展有效结合的一种扬长避短的混合工艺。SNCR/SCR 混合工艺的脱硝效率可到达85%，氨的逃逸小于4mg/Nm3。图
8、1.3 为典型的 SNCR/SCR 混合烟气脱硝工艺流程。图 1.3 SNCR/SCR 联合工艺脱硝流程图4、主要烟气脱硝技术的比较几种主要烟气脱硝技术综合比较状况如下表所列。SCR、SNCR、SNCR/SCR 技术综合比较工程反响剂SCR 技术NHSNCR 技术液氨或氨水SNCR/SCR 技术NH33前段：8001000，反响温度3204008001150后段：320400催化剂V O -WO /TiO2 532不使用催化剂后段加少量催化剂脱硝效率80%50%85%反响剂喷射位置SCR 反响器入口烟道炉膛内喷射锅炉负荷不同喷射位置也不同SO /SO 氧化SO 氧化成SO23的氧化率不会导致
9、SO2氧化，SO3SO 氧化较 SCR 低23NH 逃逸31%2.5 mg/m3浓度不增加8 mg/m324 mg/m3NH 与SO33易形成硫酸氢对空气预热器影响铵，需掌握 NH 泄漏量3和 SO 氧化率，并对空2预器低温段进展防腐防堵改造。SO 浓度低，造成堵塞或3腐蚀的机率低硫酸氢铵的产生较SCR 低，造成堵塞或腐蚀的机率比 SCR 低系统压力损失燃料及其变化的影响锅炉负荷变化的影响增烟道部件及催化剂层造成压力损失燃料显著地影响运行 费用，对灰份增加和灰份成分变化敏感，灰份磨耗催化剂，碱金属氧化物劣化催化剂，AS、S 等使催化剂失活。SCR 反响器布置需优化，当锅炉负荷在肯定范围变化时，
10、进入反响器的烟气温度处于催 化剂活性温度区间。没有压力损失根本无影响多层布置时，跟随负荷变化简洁催化剂用量较 SCR 小，产生的压力损失较低影响与 SCR 一样。由于催化剂较少，更换催化剂的总本钱较SCR 低跟随负荷变化中等工程造价高低较高5、NOx 排放标准与保证脱硝效率锅炉厂供给的技术参数序号项目锅炉炉型1DHS50-2.5/250-J锅炉蒸吨t/h2锅炉烟气量(m3/h)3烟气粉尘含量mg/Nm34参数备 注水煤浆锅炉50t/h120230m3/h7000mg/Nm3初始排放浓度烟气SO25烟气NOx6含量mg/Nm3含量mg/Nm31000mg/Nm3初始排放浓度450mg/Nm3初始
11、排放浓度烟气中O27含量%10%炉后温度 280400位 锅炉本体出口位 锅炉后面烟气引出位置，脱硝催8置区域锅炉外形图及相关设备安置约 380 暂未供给化剂有效复原反响温度区 确定脱硝反响器安装位置，满足装图催化剂复原反响温度区 280400。（1） 、环保排放标2023 年氮氧化物排放标准：NOx200mg/Nm3。2023 年之后氮氧化物排放标准： NOx100mg/Nm3。（2） 、保证脱硝效率依据锅炉厂供给技术资料，氮氧化物初始排放浓度：NOx450mg/Nm3.则：保证脱硝效率450mg/Nm3 - 100mg/Nm3/450mg/Nm3 78%。即：假设要到达 2023 年后NO
12、x 排放标准要求：NOx100mg/Nm3, 无论使用何种脱硝技术， 必需确保脱硝效率78%。6、本工程脱硝方案的选择本工程为 1 台 50t/h 水煤浆锅炉脱硝工程，原始NOx 排放浓度约为450mg/Nm3。为满足最实施的NOx 排放要求，同时考虑到脱硝的经济性，推举承受 SNCR/SCR 混合法脱硝工艺，脱硝后NOx 排放浓度低于 100mg/Nm3，实现达标排放。SNCR/SCR 混合法脱硝工艺优点如下：(1) 脱硝效率可达85%以上，确保NOx 达标排放。(2) 运行敏捷，依据 NOx 浓度，可选择 SNCR 或SCR 或SNCRSCR 联合形式。(3) 与单独SCR 脱硝相比，投资
13、增加很小，很多设备可共用。(4) 占地面积小。(5) 对锅炉的运行影响较小。(6) 运行费用低，运行维护便利。(7) 脱硝效率高，可选择一级SNCR/SCR 或二级SNCRSCR 联合形式。二、本工程 SNCR+SCR 脱硝方案设计1 、锅炉烟气参数序号项目参数备注锅炉炉型水煤浆锅炉1DHS50-2.5/250-J锅炉蒸吨t/h50t/h2锅炉烟气量(m3/h)120230m3/h3烟气粉尘含量mg/Nm37000mg/Nm3初始排放浓度4烟气SO 含量mg/Nm321000mg/Nm3初始排放浓度5烟气NO 含量mg/Nm3x450mg/Nm3初始排放浓度6锅炉厂供给的技术参数烟气中O 含量
14、%210%7炉后温度 280400位锅炉本体出口位 锅炉后面烟气引出位置，脱硝催8置区域置约 380化剂有效复原反响温度区锅炉外形图及相关设备安暂未供给确定脱硝反响器安装位置，满足9装图催化剂复原反响温度区 280400。2、锅炉 SNCR+SCR 总体方案设计燃煤锅炉生成的NOx 主要由NO、NO2及微量 NO 组成，其中 NO 含量超过 90%，2NO 约占 510%，N2O 只占 1%左右。1 台蒸发量为 50t/h 水煤浆蒸汽锅炉出口处NOx2浓度均为 450mg/Nm3,拟承受 SNCR+SCR 脱硝工艺能到达锅炉氮氧化物排放小于100mg/Nm3 的排放要求。我方设计的脱硝系统由
15、7 个模块组成：氨水溶液制备储存模块、在线稀释模块、计量安排模块、喷射模块、SCR 反响模块、掌握模块。本工程承受 20%浓度的氨水溶液，储存在氨水溶液储罐中，通过在线稀释成 10% 左右浓度喷入烟道中。特点：依据 NOx 排放标准的变化，任意选择一级 SNCR/SCR,或 SNCRSCR 联合。（3） 、 氨水储存模块氨水用汽车槽车运输到使用现场，经由2 台氨水卸车泵1 用 1 备进入氨水储罐。设置 1 个氨水储罐，罐的容积满足 14 天的用量20%浓度氨水溶液 要求，储罐的容积为15m3。承受304 不锈钢制造，储罐为立式平底构造，装有液位计、温度计等测量设备，装有人孔、梯子及通风孔等。储
16、罐露天放置，顶部设置罩棚，防止氨水受热蒸发。储罐四周设围堰，防止氨水泄露到围堰外。(4) 、在线稀释模块当锅炉负荷或炉膛出口的NOx 浓度变化时，送入炉膛的氨水溶液的量也应随之变化，这将导致送入喷射器的流量发生变化。假设喷射器的流量变化太大，将会影响到雾化喷射效果，从而影响脱硝率和氨剩余。因此，设计了在线稀释模块， 用来保证在运行工况变化时喷嘴中流体流量根本不变。20%浓度氨水溶液和稀释水通过静态混合器稀释成肯定比例10%浓度喷入炉膛。1） 氨水输送泵氨水输送泵承受 2 台计量泵1 用 1 备，供 1 台炉脱硝使用。20%浓度氨水消耗量为 36.5kg/h。2） 稀释水输送泵稀释水输送泵承受
17、2 台计量泵1 用 1 备，供1 台炉脱硝使用。稀释水承受软化水，防止喷枪结垢堵塞。稀释水消耗量为 36.5kg/h。(5) 、计量与安排模块脱硝系统置一个计量安排模块，包括氨水计量安排模块和压缩空气计量安排模块。由在线稀释模块输送过来的低浓度的氨水溶液进入炉前的氨水溶液计量安排模块。依据氮氧化物检测数据掌握氨水计量泵的转速，从而掌握每台锅炉需要的氨水溶液的流量。经过计量后的氨水溶液在由模块中的安排母管分为 6 路，分别通向 6 支喷枪。在每个支路氨水溶液管上安装有流量表、压力表等装置，用于调整每支喷枪所需的氨水溶液的流量。氨水经过雾化喷枪喷入锅炉炉膛或旋风分别器入口烟道。来自厂区的压缩空气经
18、过除水除油、调压处理后被分为 6 条支路通向炉前喷枪。在每条压缩空气支路管中也设有减压阀、压力表等，用于调整每只喷枪雾化所需的压缩空气用量。(6) 、喷射模块由各个计量安排模块输送过来的氨水溶液进入雾化喷枪，经过喷枪的雾化后送入炉膛或烟道。雾化用的喷枪承受二流体喷枪，二流体喷枪主要由枪体和喷嘴组成，枪体分为内管和外管两个局部，溶液走内管，压缩空气走外管，压缩空气在外管中呈螺旋装前进，在喷嘴出口处呈涡流装高速喷出与溶液充分混合，通过调整压缩空气用量与氨水溶液用量的比例使之到达完全雾化的效果。(7) 、雾化气体的选用雾化介质的作用是加强氨水溶液与炉内烟气混合，充分混合有利于保证脱硝效果、提高氨水溶
19、液利用率削减尾部氨剩余。雾化介质主要是提高复原剂喷射速度、增加喷射动量，而不要求把氨水溶液全部雾化成很小的液滴，而是肯定比例的不同尺寸液滴。小液滴在喷入口炉壁四周的低温区就挥发反响，而大液滴则可以深入炉膛才析出反响。雾化介质的主要作用是提高液滴的喷射动量。喷射动量取决于喷射速度和喷射物的质量，明显靠增加雾化介质的用量来提高喷射动量是不经济的。为了提高喷射动量，则主要集中在提高喷射速度上。压缩空气数据表压缩空气目的压缩空气用于仪表空气或工艺空气。规格压力0.3 0.4 MPa压缩空气用量单台炉，0.4MPa0.2Nm3/min压力下露点温度工艺用3压力下露点温度仪表用-40最大残油量 0.01
20、mg/Nm3最大含尘量工艺用 0.1 mg/Nm3最大含尘量仪表用 0.01 mg/Nm3备注本工程的雾化介质可承受压缩空气，到喷射器前的压力应在0.30.4MPa。压缩空气的参数要求详见下表：(8) 、稀释水的选用承受软化水作为稀释水。可以防止喷枪结垢。(9) 、 冷却风喷枪一旦装上，只要不停炉，需持续向喷枪外套管内通如冷却风，以保护喷枪。冷却风可用锅炉一次风。(10) 、催化反响器在SNCR 过程中未反响完全的氨气随烟气自锅炉省煤器下部引出，进入SCR 催化反响器，反响器内装有脱硝催化剂，在催化剂的作用下，氨气与烟气中剩余的氮氧化物进一步反响，使氮氧化物排放到达100mg/Nm3 以下。脱
21、硝后的烟气自反响器下部回到锅炉空预器。至此，整个脱硝工程就完成了。(11) 、性能保证氨氮比/1.52脱硝效率%803浓度 20%氨水消耗量kg/h36.54除盐水耗量kg/h36.550.4MPa 压缩空气消耗量Nm3/min2.56氨逃逸mg/Nm357用电负荷kw20实际煤序号项目单位种烟气量，单台炉m3/h1202301烟气量，单台炉,20Nm3/h29171烟气 NOx 浓度(标态干烟气)mg/Nm3450脱硝后 NOx 浓度(6O 标态干烟气)2mg/Nm3100(12) 、 设备材料清单A、氨水溶液储存单元序号名称规格型号数量1氨水储罐容积 15m 满足 14 天用量，304 材
22、质,12.62.8m5mm2稀释水罐容积 2m ，304 材质，1.01.5m5mm13氨水卸车泵流量 10m /h，扬程 10m，防爆，建议承受滑片泵24球阀DN80，304 不锈钢35止回阀DN50,30426闸阀DN50， 304 不锈钢17球阀DN50， 304 不锈钢28温度计量程-20-100，4-20mA 信号19球阀DN40， 304 不锈钢210球阀DN15， 304 不锈钢211过滤器篮式过滤器，DN80，304 材质，100 目112压力表0-2.0Mpa213磁翻板液位计有就地表显，带 420mA 信号输出21 台：0-2.7m；1 台：0-1.5m14就地掌握箱空开、
23、电源、继电器、按钮、指示灯2B、氨水溶液输送计量模块序号名称规格型号数量1计量泵Q=50L/h，H=100m， 304 材质，2含附件，防爆2过滤器篮式过滤器，DN25，304 材质，100 目13变频器1.1kw,带操作面板24球阀DN15， 304 不锈钢125压力传感器0-2Mpa，4-20mA16压力表0-2.0Mpa27就地掌握箱空开、电源、继电器、按钮、指示灯28附件管道附件、支架、底座等1 套C、稀释水计量模块序号名称规格型号数量1计量泵Q=50L/h，H=100m， 304 材质，2含附件，防爆2过滤器篮式过滤器，DN25，304 材质，100 目13变频器1.1kw,带操作面
24、板24球阀DN15， 304 不锈钢125压力传感器0-2Mpa，4-20mA16压力表0-2.0Mpa27就地掌握箱空开、电源、继电器、按钮、指示灯28D、安排模块附件管道附件、支架、底座等1 套序号设备名称设备规格数量1手动阀DN15，304 材质63减压阀DN1564压力表0-1.0Mpa65附件管道附件、支架、底座等1 套6安排箱4 支液体路和 4 支气路安装其中1 个E、喷射单元序号设备名称设备规格数量1喷嘴FMX030，310S 材质62枪杆310S 不锈钢63保护套管310S 外喷涂碳化钨64金属软管304，长 1.5m185附件喷枪支架、法兰等6F、催化反响器序号设备名称设备规
25、格数量长宽高1催化反响器4.6t300022008000，碳钢长宽高2烟道6t2023120020230，碳钢3支撑Q235 H1001t4支架Q235 H2006t5催化剂6.6m36吹灰器27空压机排气量 2.3m3/min，压力 0.71MPa,功率 15KW8保温材料岩棉40m39保温保护层彩钢板0.7270m2G、其他关心设备序号设备名称设备规格数量1温度传感器-20-100,316 材质12应急洗眼器立式1H、电气单元序号设备名称设备规格数量1低压配电柜电控外协配套12防雷接地电控外协配套1 套3照明电源箱电控外协配套14检修电源箱电控外协配套15照明灯具电控外协配套1 套6防火封
26、堵电控外协配套1 套7掌握电缆电控外协配套8动力电缆电控外协配套9安装辅材电控外协配套1 套I、掌握单元序号设备名称设备规格数量1PLC66 点12氨气泄露检测仪外购、电控外协配套23安装辅材外购、电控外协配套1 套4掌握电缆外购、电控外协配套5工作机主机 i3-2120，3.3G，4GRAM,500G,DVD-ROM ,20 寸2dell 宽屏LCD6掌握柜220080060017氨逃逸监测仪国产18氮氧化物监测仪国产19附件及程序空开、继电器、电源、端子1J、土建序号设备名称设备规格数量1储罐根底18m32围堰、地面5m33反响器、烟道根底30m34罩棚15m25泵房长 4 米，宽 4 米
27、，高 4 米16m26配电室、掌握室长 4 米，宽 4 米，高 4 米16m27氨逃逸分析小屋长 2 米，宽 2 米，高 4 米4m2三、工程概算承受 SNCR+SCR 联合技术：烟气量：120230m3/h。原烟气氮氧化物含量：450mg/Nm3 净烟气氮氧化物含量：100mg/Nm3 脱硝效率：85%20%浓度氨水耗量：36.5kg/h软化水耗量：36.5kg/h四、全年运行费用依据 1 台炉每年运行 7200h，20%氨水价格：600 元/t（1） 20%浓度氨水： 36.5kg/h7200h0.60 元/kg=15.76 万元（2） 电费：20KW/h7200h0.75 元/(KWh)=10.80 万元（3） 除盐水：36.5kg/h7200h0.02 元/t=0.52 万元（4） 、催化剂费用催化剂一次安装费用为 19.00 万元， 依据使用寿命三年计算， 一年催化剂费用：19.00 万元/3 年 = 6.33 万元全年脱硝运行费用合计：15.76 + 10.80 + 0.52 + 6.33 = 33.41 万元