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行業(yè)動(dòng)態(tài)Industry Trends

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尿素?zé)峤庀到y(tǒng)在脫硝改造項(xiàng)目上的應(yīng)用

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隨著國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,燃煤電廠(chǎng)鍋爐煙氣排放的指標(biāo)控制越加嚴(yán)格,燃煤電廠(chǎng)煙氣污染物的排放越來(lái)越受到國(guó)家和社會(huì)的廣泛關(guān)注。鍋爐煙氣 脫硝技術(shù)已在國(guó)內(nèi)燃煤電廠(chǎng)全面實(shí)施。液氨、氨水及尿素均可作為煙氣脫硝還原劑,三種反應(yīng)劑中氨水的有效成分僅為 1 /4 左右,達(dá)到同樣的脫硝效率所需量大,運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本高,因此從反應(yīng)劑的消耗和運(yùn)輸儲(chǔ)存方面來(lái)說(shuō),氨水是不經(jīng)濟(jì)的。液氨為液態(tài)純氨屬于危險(xiǎn)品,危險(xiǎn)品的運(yùn)輸需要專(zhuān)門(mén)車(chē)輛并報(bào)批,運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中由一定的危險(xiǎn)性和局限性。尿素作為還原劑成本最高,不僅采購(gòu)成本高,而且要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的反應(yīng)才能生成氨,但占地面積小,為液氨系統(tǒng)的 1 /10 左右,而且在交通運(yùn)輸十分不便的地方確實(shí)是很好選擇。


一、尿素?zé)峤?/a>工藝系統(tǒng)描述

采用尿素為還原劑的選擇性催化還原脫硝技術(shù),尿素溶液供應(yīng)系統(tǒng)的尿素溶液經(jīng)過(guò)計(jì)量模塊后送入尿素?zé)峤庀到y(tǒng),熱解后并充分稀釋的氨氣經(jīng)流量分配控制系統(tǒng)送入反應(yīng)器入口垂直煙道的噴氨柵格,噴入垂直煙道和省煤器出口的煙氣充分混合后,進(jìn)入反應(yīng)器本體,經(jīng)過(guò)導(dǎo)流及整流裝置后,流經(jīng)催化劑,在催化劑區(qū)域?qū)崿F(xiàn)煙氣的脫硝反應(yīng),達(dá)到減少煙氣中氮氧化物的目的,反應(yīng)后的煙氣依次經(jīng)過(guò)反應(yīng)器出口煙道進(jìn)入空氣預(yù)熱器、電除塵裝置、脫硫裝置后排入大氣。


二、尿素系統(tǒng)設(shè)備的布置
尿素系統(tǒng)的布置主要分為 2 個(gè)區(qū): 尿素溶液存儲(chǔ)供應(yīng)及熱解系統(tǒng)、SCR 反應(yīng)器系統(tǒng)。
1、尿素溶液存儲(chǔ)供應(yīng)及熱解系統(tǒng)
尿素?zé)峤夥ㄖ瓢毕到y(tǒng)包括尿素儲(chǔ)倉(cāng)、干卸料裝置、給料裝置、溶解計(jì)量裝置、尿素溶解罐、尿素溶液混合泵、尿素溶液儲(chǔ)罐、尿素溶液循環(huán)泵、計(jì)量和分配裝置、背壓控制閥、絕熱分解室( 內(nèi)含噴射器) 、熱風(fēng)加熱系統(tǒng)及控制裝置等。
2、SCR 反應(yīng)器系統(tǒng)
反應(yīng)器區(qū)主要包括: 脫硝鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)及扶梯、噴氨柵格、SCR 反應(yīng)器、反應(yīng)器進(jìn)口煙道、反應(yīng)器出口煙道等。
3、SCR 反應(yīng)器區(qū)設(shè)備布置
以液氨為還原劑的脫硝系統(tǒng),在 SCR 反應(yīng)器區(qū)只考慮布置稀釋風(fēng)機(jī)和氨空氣混合器,設(shè)備占用空間小,在反應(yīng)器平臺(tái)布置容易實(shí)現(xiàn);
以尿素?zé)峤夥ㄖ瓢毕到y(tǒng)中,在 SCR 反應(yīng)器區(qū)布置尿素溶液的絕熱分解室,熱風(fēng)加熱器及相應(yīng)的控制設(shè)備,設(shè)備尺寸和載荷大,高度超過(guò) 10 m,重量達(dá) 30 t 左右,在反應(yīng)器區(qū)域布置難度較大,目前大多數(shù)脫硝工程中,單臺(tái)爐設(shè)置兩個(gè)反應(yīng)器,一套熱解系統(tǒng)共用,熱解系統(tǒng)布置主要考慮在鍋爐的一側(cè),通過(guò)加固鍋爐原有立柱和剛性平臺(tái)來(lái)滿(mǎn)足熱解系統(tǒng)的布置。熱解裝置布置在反應(yīng)器平臺(tái)附近,不占用鍋爐放零米空間,并能方便熱一次風(fēng)道到熱解爐之間管道及熱解爐道噴氨柵格之間管道的布置,同時(shí)熱解裝置布置在鍋爐一側(cè),不影響催化劑吊裝及安裝。此種設(shè)計(jì)方案在熱解裝置布置上為優(yōu)先選擇方案。
4、SCR 反應(yīng)器區(qū)構(gòu)架的設(shè)計(jì)
脫硝構(gòu)架是脫硝裝置的重要組成部份,用于支吊和固定脫硝裝置反應(yīng)器區(qū)各部件,并維持反應(yīng)器區(qū)各部件之間相對(duì)位置的空間結(jié)構(gòu),目前主要采用支撐結(jié)構(gòu)形式。

脫硝構(gòu)架按其作用可劃分為二部份,即柱、梁及支撐系統(tǒng)和平臺(tái)樓梯系統(tǒng)。柱、梁及支撐系統(tǒng),承擔(dān)由反應(yīng)器和絕熱分解室傳下來(lái)的載荷,并將其傳到基礎(chǔ)上,并且還要承受風(fēng)、地震的作用,平臺(tái)樓梯的布置是以方便運(yùn)行、檢修為原則。


三、 尿素?zé)峤庵瓢睂?duì)催化劑及空預(yù)器的影響

目前尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)技術(shù)成熟,NH3 轉(zhuǎn)化率非常高,約 99. 8% 以上尿素轉(zhuǎn)化為 NH3,尿素?zé)峤庵瓢毕到y(tǒng)熱解爐出口 NH3 與 HNCO 的體積比例約為 1 000∶ 1,HNCO 的比例非常低,進(jìn)入到煙氣中時(shí)進(jìn)一步被稀釋?zhuān)♂尯蟮?HNCO 體積份數(shù)約為 0. 1 ppm,同時(shí) HNCO 還會(huì)與煙氣中的 NO 發(fā)生反應(yīng),進(jìn)一步降低了 HNCO 的份額。HNCO 在煙氣溫度約 200 ℃ 左右時(shí)成液態(tài),若此時(shí)接觸對(duì)催化劑,容易吸附灰塵造成催化劑堵塞,由于一般催化劑的最低噴氨溫度為 300 ℃,此時(shí)已停止噴氨對(duì)催化劑沒(méi)有影響??疹A(yù)器采用了脫硝空預(yù)器,空預(yù)器冷端采用了鍍搪瓷結(jié)構(gòu),對(duì)空預(yù)器幾乎沒(méi)有影響。


四、 結(jié)束語(yǔ)
尿素?zé)峤?/a>制氨工藝操作簡(jiǎn)潔可靠,基本不需人力和維護(hù),不需要備用設(shè)備; 尿素系統(tǒng)不需防火和安全間距,占地面積小( 約 400 m2) ; 低量油耗或無(wú)油耗,運(yùn)行費(fèi)用低; 負(fù)荷變化的跟隨能力強(qiáng),響應(yīng)時(shí)間短至 5 ~ 30 s,停止加氨后,系統(tǒng)中無(wú)氨的駐留,無(wú)氨泄漏的困擾。由于尿素相對(duì)于液氨具有的安全性,尿素分解制氨技術(shù)在國(guó)內(nèi)逐漸為更多的用戶(hù)選擇,并且由于專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的不斷應(yīng)用創(chuàng)新和技術(shù)改造,尿素?zé)峤獾倪\(yùn)行成本將會(huì)降低。
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