脱硝系统.ppt.ppt

《脱硝系统.ppt.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《脱硝系统.ppt.ppt（28页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、脱硝系统,神华神东电力公司新疆准东五彩湾电厂,中国神华,2011.12,目前烟气脱硝包括：不使用催化剂对氮氧化物进行选择性还原的SNCR使用催化剂对氮氧化物进行选择性催化还原的SCR,一、SCR反应机理 烟气中的氮氧化物与还原剂(氨、尿素等）混合后,在催化剂的作用下,被还原为氮气。SCR为一种炉后脱硝反应装置，设置触媒装置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，其作用为使喷入之氨与烟气中之NOx加速反应实现脱硝。,在此情况时，其有效反应之温度范围较SNCR低的多，约在320400之间。最普遍使用的化学反应剂（还原剂）为氨与尿素“选择性催化剂还原烟气脱硝”技术，其主要化学反应如下：4NH3+4NO

2、+O24N2+6H2O4NH3+2NO2+O23N2+6H2O 其反应产物为对环境无害的水和氮气，但只有在800以上的条件下才具备足够的反应速度，工业应用时须安装相关反应的催化剂，在催化剂的作用下其反应温度降至400左右，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围内，这为锅炉脱硝提供了有利条件。,SCR（脱硝系统）催化剂的工作温度是有一定范围的，温度过高（450）时催化剂会加速老化；当温度在300左右时，在同一催化剂的作用下，另一副反应也会发生。2SO2+O22SO3NH3+H2O+SO3NH4HSO4 即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。因此，只有在催化剂环境的

3、烟气温度在305-425之间时方允许喷射氨气进行脱硝。,二、系统的组成,2.1 工程设计主要特点脱硝工艺采用SCR法。脱硝装置设计效率为不小于80%，催化剂层数按照2+1设置。不设置SCR烟气旁路系统和省煤器高温旁路系统。脱硝装置双反应器布置在省煤器和空预器之间，电除尘器入口烟道上方。吸收剂采用纯氨，液氨蒸发系统采用蒸汽加热形式。脱硝设备年利用小时按5500小时考虑。2.2 工艺系统描述及主要设备选型 本工程烟气脱硝系统采用SCR法，一台锅炉两个反应器。主要工艺系统有：1、烟气系统2、催化剂吹灰系统3、液氨存储、制备及供应系统4、液氨蒸发系统,2.3 主要工艺流程：公用系统制备的氨气输送至炉前

4、，通过混合器与稀释风混合稀释后进入烟道，稀释风通过烟道内的涡流混合器与烟气进行充分、均匀的混合后进入反应器，在催化剂的作用下，氨气与烟气中的NOX反应生成氮气和水从而达到除去氮氧化物的目的。氨气的喷入量根据出口浓度及脱硝效率通过调节门进行调节，喷氨量少会使脱硝效率过低，过大容易导致氨逃逸率上升造成尾部烟道积灰。脱硝系统的反应器是布置在省煤器与空气预热器之间，锅炉燃烧产生的飞灰将流经反应器。为防止反应器积灰，每层反应器入口布置有吹灰器，通过吹灰器的定期吹扫来清除催化剂上的积灰。,公用系统氨气的制备过程实际上是液氨的气化过程，液氨存储在液氨储罐中，引自机组的蒸汽通过氨站蒸发器的加热器对液氨进行加热

5、；液氨受热蒸发气化成氨气，通过蒸发器后的调节阀可控制缓冲罐内的压力；蒸发器内的压力和温度可通过调节液氨调节门和蒸汽调节门来控制。,三、工艺系统概述,3.1烟气系统,烟气系统是指从锅炉省煤器出口至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至锅炉空预器进口之间的连接烟道。烟气系统主要由烟道、SCR反应器、催化剂、氨/空气混合器及涡流混合器、催化剂吹灰系统、灰斗组成。,3.2 SCR反应器 SCR反应器本体是指烟气与NH3混合后通过安装催化剂的区域产生反应的区间。SCR反应器是还原剂与烟气中NOx发生催化还原反应的容器，与尾部烟道相连，内装催化剂。外型为矩形立方体，四壁为侧板，并形成壳体，催化剂分2

6、层布置在壳体内，另外设置了一个预备层。烟气中的氮氧化物(NOx)与在反应器的上游注入的氨气(NH3)一起通过催化剂层,并将(NOx)还原为水汽(H2O)和氮气(N2)。.为了使反应器内的烟气均匀流过催化剂层，在烟气进口处设置了导流板,在催化剂层的上方设整流装置。在每个反应器出入口各设置一套NO、O2分析系统。,3.3 催化剂 脱硝催化剂主要选用钒钛钨催化剂，主要成分有二氧化钛TiO2、五氧化二钒V2O5、三氧化钨WO3等。催化剂内外活性均匀。（1）催化剂布置模式按层数2+1设计。（2）本工程选用蜂窝式催化剂，催化剂单元为整体制作。（3）烟气入射催化剂角度（与垂直方向的夹角）：10 催化剂模块设

7、有有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂各层模块规格统一、具有互换性。催化剂设计与选型中考虑了燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒，并采取了防止催化剂中毒的有效措施。催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间。,催化剂模块采用钢结构框架，并便于运输、安装、起吊。催化剂能满足烟气温度不高于430的情况下长期运行（会导致催化剂烧结），同时催化剂能承受运行温度430不少于5小时的考验，而不产生任何损坏。,蜂窝式催化剂,催化剂的性能1.催化剂能在锅炉任何正常的负荷下运行；2.SCR反应器内催化剂能满足烟气温度不高于420的情况下长期运行，同时能承受运行温度450，

8、而不产生任何损坏；3.在达到要求的脱硝效率同时，能有效防止锅炉飞灰在催化剂中发生粘污、堵塞及中毒现象发生。4.催化剂化学寿命大于16000运行小时，机械寿命大于10年，并可再生利用。5.顶层催化剂的上端部采取耐磨措施。6.在加装新的催化剂之前，催化剂体积能满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸率等的要求。7.催化剂模块设有防止烟气短路的密封系统,3.4 吹灰系统,每台锅炉根据SCR反应器本体内设置的催化剂层数及数量设置一套吹灰系统，每一层催化剂设置一层吹灰器，吹灰器数量按50脱硝效率时所需催化剂的层数和数量来配置。每只反应器布置三层催化剂。每层催化剂布置三台吹灰器。,每台锅炉共用一路蒸汽管路系统

9、，两路疏水管路系统。吹灰蒸汽汽源接自锅炉吹灰蒸汽管道减压站之后。,吹灰器的数量和布置将催化剂中的积灰尽可能多地吹扫干净，尽可能避免因死角而造成催化剂失效导致脱硝效率的下降和反应器烟气阻力的增加。,3.5 液氨储存、制备、供应系统,液氨储存、制备、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发器、液氨泵、氨气缓冲罐、稀释风机、氨/空气混合器、氨气稀释罐、废水泵、废水池等。此套系统提供氨气供脱硝反应使用。液氨的供应由液氨槽车运送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽车输入储氨罐内，用液氨泵将储槽中的液氨输送到液氨蒸发器内蒸发为氨气，经氨气缓冲罐来控制一定的压力及其流量，然后与稀释空气在混合器中混合均匀，再送

10、达脱硝系统。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释罐中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至污水处理站处理。,1、液氨卸料压缩机 卸料压缩机能满足各种条件下的要求。卸料压缩机抽取储氨罐中的氨气，经压缩后将槽车的液氨推挤入液氨储罐中。系统设有卸料压缩机2台，1用1备。2、储氨罐 液氨的储槽容量，按照2台锅炉BMCR工况，在设计条件下，每天运行24小时，连续运行7天的消耗量考虑，设置2台50M3液氨储罐，储槽上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀为储槽液氨泄漏保护所用。储槽还装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统，当储槽内温度或压力高时报警。储槽有防太阳辐

11、射措施，四周安装有消防水喷淋管线及喷嘴，当储槽槽,（一）储氨和供氨设备,体温度过高时自动淋水装置启动，对槽体自动喷淋减温；当有微量氨气泄露时也可启动自动淋水装置，对氨气进行吸收，控制氨气污染。3、液氨供应泵 液氨进入氨蒸发罐，可以利用压差和液氨自身的重力势能实现；也可以采用液氨泵来供应。液氨泵为专门输送液氨的泵。为保证氨的不间断供应，氨泵采用一用一备。4、液氨蒸发器 液氨蒸发所需要的热量采用辅气系统来提供热量。蒸发器上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时，则切断液氨进料。,在氨气出口管线上装有温度检测器，当温度过低时切断液氨，使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力；蒸发器也装

12、有安全阀，可防止设备压力异常过高。系统共设置两台液氨蒸发器，一用一备。液氨蒸发器按照在BMCR工况下2100容量设计。5、氨气缓冲罐从蒸发器蒸发的氨气流进入氨气缓冲罐，通过调压阀减压成一定压力，再通过氨气输送管线送到锅炉侧的脱硝系统。氨气缓冲罐能满足为SCR系统供应稳定的氨气，避免受蒸发器操作不稳定所影响。缓冲罐上设置有安全阀保护设备。6、氨气稀释罐 氨气稀释罐为一定容积水槽，水槽的液位由满溢流管线维持，稀释罐设计连结有槽顶淋水和槽侧进水。液氨系统,各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释罐底部进入，通过分散管将氨气分散入稀释罐水中，利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。7、氨气泄漏检测器 液氨储存

13、及供应系统周边设有氨气检测器，以检测氨气的泄漏，并显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在机组控制室会发出警报，运行操作人员采取必要的措施，以防止氨气泄漏的异常情况发生。液氨储存及供应系统设在炉后，采取措施与周围系统作适当隔离。8、排放系统 氨制备区设有排放系统，使液氨储存和供应系统的氨排放管路为一个封闭系统，将液氨系统各排放处所排出的,氨气经由氨气稀释罐吸收成氨废水后排放至废水池，再经由废水泵送到污水处理站。9、氮气吹扫系统 液氨储存及供应系统保持系统的严密性防止氨气的泄漏和氨气与空气的混合造成爆炸是最关键的安全问题。本系统的卸料压缩机、储氨罐、氨气蒸发器、氨气缓冲罐等都备有氮

14、气吹扫管线。在液氨卸料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行严格的系统严密性检查和氮气吹扫，防止氨气泄漏和系统中残余的空气混合造成危险。10、稀释风机 氨的爆炸极限为15%-28%，为保证氨注入烟道的绝对安全以及均匀混合，需要引入稀释风，将氨浓度降到爆,炸极限一下，喷入反应器烟道的氨气为空气稀释后的含5左右氨气的混合气体。所选择的风机能满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。每台锅炉设两台稀释风机，一台备用。,（二）注氨系统及设备,1、稀释风机 氨的爆炸极限为15%-28%，为保证氨注入烟道的绝对安全以及均匀混合，需要引入稀释风，将氨浓度降到爆炸极限一下，喷入反应器烟道的氨气为空

15、气稀释后的含5左右氨气的混合气体。所选择的风机能满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的余量。每台锅炉设两台稀释风机，一台备用。,2、氨气/空气混合器 氨气在进入喷氨格栅前需要在氨气/空气混合器中充分混合，氨气/空气混合器有助于调节氨的浓度，同时有助于喷氨格栅中喷氨的均匀分布。3、供氨母管 混合的氨气注入烟道之前，供氨母管沿着烟道的垂直断面又分成若干个支管，使喷入的氨气均匀分布在烟道的各个断面上。,4、注氨格栅 储存在液氨罐的高纯液氨经汽化器加热后，由液氨转化为气态氨，通过供氨管道送至催化反应器前的喷氨汇流管排上，最后由喷氨格栅均匀地注入反应器前的烟道。注氨格栅（AIG）是SCR系统中的关键设备。注入的氨气在烟道中分配的均匀性，直接关系到脱销效率和氨的逃逸率两项更要指标。注氨格栅一般采用碳钢，布置在省煤器出口与催化反应器进口之间的烟道上。目前，注氨格栅多采用安装在烟道垂直断面上的若干喷氨支管与支管上的喷嘴组成。,一侧有两路喷氨汇流管排，一路汇流管排有七组喷氨格栅。,谢谢！,