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SNCR脱硝工艺

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SNCR脱硝工艺工艺描述:

SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction)即为选择性非催化还原法,是一种经济实用的NO脱除技术,其原理是以NH3、尿素[CO(NH2)2]等作为还原剂,在注入到锅炉之前雾化或者注入到锅炉中靠炉内的热量蒸发雾化。喷入炉膛温度为800°C~1100°C的区域,该还原剂迅速热分解成NHa和其它副产物,随后NH3与烟气中的NO,进行SNCR反应而生成Nz。因此可以认为是选择性化学过程。还原剂有不同的反应温度范围,此温度范围称为温度窗口,对本方法的脱硝效率有较大影响。


适用:锅炉、链条炉、循环流化床、回转窑炉等。

SNCR和SCR是目前烟气脱硝的常用技术,SNCR和SCR相比具有以下特点。

第一,SNCR和SCR最大的不同在于脱硝过程中不使用催化剂,且不导致SO:/SOa氧化,故造成空预器堵塞的机会非常小。

第二,整个过程没有压力损失,因此不需提高引风机压头,特别是改造机组不需对引风机进行改造,既节省了投资又缩短了建设工期。

第三,SNCR所需设备占地面积小,且相对于SCR设备简单,施工量减少,缩短了工程实施时间,对于改造机组而言,在场地限制较大的情况下更便于工程实施。

第四,SNCR工艺整个还原过程在锅炉内部进行,不需要另外设立反应器。还原剂通过安装在锅炉墙壁上的喷嘴喷入烟气中。喷嘴布置在燃烧室和省煤器之间的过热器区域,锅炉的热量为反应提供了能量,使NOx在这里被还原。反应器、反应器支撑钢结构及其附属烟道的取消,降低了较大一部分投资,减少了大部分安装工作,而且更便于日后的检修、维护工作。

系统原理

烟气中氮氧化物的处理阶段一般分为燃料前期处理、燃烧过程控制和后期烟气脱硝。燃料前期处理即是对燃料进行脱氮处理,暂无工业应用;燃烧过程控制主要是改善燃烧状态,控制过量空气、降低燃烧温度等;而后期烟气脱硝技术主要是选择性非催化还原反应技术、选择性催化还原反应技术和联合脱硝技术以及正在发展的一体化脱硝技术。另外还有微生物法、电子束法、活性炭吸附法等技术,但均因运行成本、操作难度等原因未得到工程应用与推广。

对于煤气加热炉的最佳技术路线推荐采用目前技术最成熟、应用最广的SCR脱硝技术。

工艺路线描述如下:经加热炉排出的烟气,温度约为200℃左右。考虑到本次项目烟气量较小,烟气含硫量较高,为保证脱硝效率,降低项目成本。本项目拟配置一套热风炉烟气加热装置,将原烟气从200℃加热至320℃。

设置一套SCR脱硝反应装置,配套一套还原剂存储、热解、均布系统。烟气进入脱硝前温度在320℃,经过喷氨、整流格栅后进入SCR催化剂模块内,完成NOx的还原过程,NOx被还原成无毒无害的N2进入大气;脱硝后的烟气经过引风机进入脱硫塔,进行后续脱硫除尘处理。

脱硝反应器及烟道

1)脱硝反应器是烟气脱硝装置的主体设备,反应器内空塔流速不超过6m/s,反应器布置合理,结构紧凑,烟气均匀。设备整体使用寿命不低于30年。

2)SCR反应器的设计充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。反应器设计成烟气竖直向下流动,反应器入口设气流均布装置,反应器入口及出口段设导流板,对于反应器内部易于磨损的部位设计必要的防磨措施,并做详细说明。反应器内部各类加强板、支架设计成不易积灰的型式,同时必须考虑热膨胀的补偿措施。

3)反应器配有可拆卸的催化剂测试块。

4)反应器的设计应考虑寿命期内更换不同类型催化剂的可能性。

5)反应器设计考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置。

6)采用尿素热解制氨,产生的氨气经稀释风机稀释后通过喷氨格栅均匀喷入烟道。为防止管道通烟后受热膨胀引起变形造成的不利影响,在进、出口的相应位置设置了膨胀节以补偿因变形引起的水平位移,垂直位移和角位移。

7)反应器配备有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔,人孔门和观察孔没有泄漏,而且在附近设置走道或平台。

8)反应器壳体由满足使用要求的材料制做。

9)为了保证反应器安全运行,对吸附塔采取以下措施:

①材质上:所有设备和材料考虑能耐腐蚀和防磨损。

②气流均匀:采用流场模拟软件对吸附塔的设计进行优化,对烟气入口、烟气出口的的布置进行优化。

10)反应器要求检验压力为吸附系统设计正常运行压力下,不允许出现漏气现象。

11)反应器结构设计需考虑设备热膨胀、耐腐蚀及耐磨。保证设备稳定运行。

12)反应器外部支撑钢结构需满足结构稳定性要求。

13)反应器顶部布料系统需保证密封性好,不允许出现漏灰现象,所有法兰连接处要有密封垫。

14)反应器壳体使用6mm厚钢板及型钢补强设计,能够承受内部压力(设计压力±9500)、地震负荷、催化剂负荷和热应力等。

15)烟道设计能够承受如下负荷:烟道自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。所有烟道在适当位置配有足够数量和大小的人孔门和清灰孔,以便于烟道(包括膨胀节和挡板门)的维修和检查以及清除积灰。另外,人孔门与烟道壁分开保温,以便于开启。烟道在适当位置按标准配有足够数量的测试孔,并设有维护平台。


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