油氣鍋爐低溫SCR脫硝方案

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1、石化烯烴裝置鍋爐煙氣處理低溫SCR脫硝項(xiàng)目技術(shù)方案中石化寧波設(shè)計院2015年6月10日1/11、項(xiàng)目概況3臺油氣鍋爐煙氣脫硝裝置，根據(jù)目前脫硝技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及我公司成熟的技術(shù)、設(shè)計和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，針對本項(xiàng)目的具體情況，采用低溫SCR脫硝工藝，SCR反應(yīng)器布置在空氣預(yù)熱器之前?？紤]到廠內(nèi)具體情況、還原劑的儲運(yùn)方便、安全，擬采用20%左右的氨水為還原劑。本方案為初步技術(shù)方案，供業(yè)主參考。2、煙氣基本參數(shù)脫硝進(jìn)口煙氣參數(shù)單臺（共2臺）煙氣量Nm3/h200000240000入口溫度℃180180二氧化硫mg/Nm35050氧含量%氮氧化物mg/Nm350

2、50煙塵濃度mg/Nm3小于30小于303、煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行最新超低排放；二氧化硫50mg/Nm3；氮氧化物50mg/Nm3；粉塵30mg/Nm3；（1）本項(xiàng)目采用低溫SCR工藝，脫硝工藝要適用于工程己確定的煙氣條件，并考慮煙氣變化的可能性；（2）使用20%氨水作為脫硝還原劑；（3）煙氣脫硝裝置的控制系統(tǒng)可進(jìn)入主機(jī)控制系統(tǒng)，也使用PLC系統(tǒng)單獨(dú)控制；（4）煙氣脫硝效率≥88%；（5）NH3逃逸量控制在5ppm以下；（6）脫硝裝置可用率不小于98%，服務(wù)壽命為20年；（7）采用成熟的SCR工藝技術(shù)，設(shè)備運(yùn)行可靠；15/16（1）根據(jù)

3、工程的實(shí)際情況盡量減少脫硝裝置的建設(shè)投資；（2）脫硝工藝脫硝還原劑、水和能源等消耗少，盡量減少運(yùn)行費(fèi)用；（3）煙氣脫硝不能影響原系統(tǒng)出力及正常運(yùn)行，同時，脫硝系統(tǒng)應(yīng)具備單獨(dú)運(yùn)行、單獨(dú)檢修的要求。4、煙氣處理流程5、SCR脫硝工藝SCR工藝系統(tǒng)主要包括煙道系統(tǒng)、SCR反應(yīng)器、氨噴射系統(tǒng)、氨儲存制備供應(yīng)系統(tǒng)、聲波吹灰系統(tǒng)等，下面將分別進(jìn)行描述。5.1SCR脫硝系統(tǒng)5.1.1SCR脫硝原理SCR的全稱為選擇性催化還原法(SelectiveCatalyticReducation)。催化還原法是用氨或尿素之類的還原劑，在一定的溫度下通過催化劑的作用，還原廢氣

4、中的NOx(NO、NO2)，將NOx轉(zhuǎn)化非污染元素分子氮(N2)，NOx與氨氣的反應(yīng)如下：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2OSCR系統(tǒng)包括催化劑反應(yīng)器、還原劑制備系統(tǒng)、氨噴射系統(tǒng)及相關(guān)的測試控制系統(tǒng)。SCR工藝的核心裝置是催化劑和反應(yīng)器，有臥式和立式兩種布置方式，一般采用立式較多。5.1.2反應(yīng)器本體SCR反應(yīng)器本體依煙氣流向可分為噴氨段、混合段、均流段、反應(yīng)段。SCR脫硝效率與以下因素有關(guān)：l催化劑質(zhì)量；l反應(yīng)溫度；l停留時間；l氨氮比；l氨氣與煙氣混合均勻程序；l煙氣在SCR反應(yīng)器內(nèi)分布均勻程度。15

5、/16為達(dá)到較高的脫硝效率，設(shè)計每個功能段時必須考慮以上因素，每個環(huán)節(jié)均優(yōu)化設(shè)計。在本項(xiàng)目中，設(shè)計進(jìn)入SCR系統(tǒng)的煙氣溫度為180℃。5.1.3噴氨格柵或氨水專用噴槍噴氨段內(nèi)安裝有噴氨格柵，噴氨格柵上安裝有噴氨專用噴嘴，噴氨格柵不僅能將氨氣均勻噴入煙氣中，而且還有良好的初步混合效果。只有噴氨格柵噴出的氨氣均勻，后面的混合器的混合效果才能好。5.1.4氨氣/空氣混合器為使氨氣與煙氣混合均勻，在噴氨格柵后安裝有混合器，混合器采用多層縱向折流板形式，通過折流板的擾流，使煙氣與氨氣充分混合均勻?；旌掀饕罁?jù)CFD數(shù)值模擬計算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計，保證氨氣混合效果。5

6、.1.5整流器混合好氨氣的煙氣在反應(yīng)器內(nèi)的分布均勻程序不僅影響脫硝效率，也影響到氨的逃逸濃度。煙氣流速高區(qū)域煙氣停留時間短，脫硝效率低、部分氨氣無法反應(yīng)而逃逸，雖然煙氣流速低區(qū)域脫硝效率高，但在煙氣分布不均勻時，則總體脫硝效率則低、氨易逃逸。立式SCR反應(yīng)器上方煙氣流向需要轉(zhuǎn)90°角度，均流器前煙道不僅短，而且也有多個影響氣流的局部構(gòu)件。安裝均流器空間小，為使進(jìn)入催化劑層的煙氣分布均勻，均流器采用導(dǎo)流板加均流格柵板形式，導(dǎo)流板和格柵板依據(jù)CFD數(shù)值模擬計算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計。保證進(jìn)入催化劑層的煙氣流速均勻程度σ<0.2。5.1.6催化劑目前常用的催化劑形

7、式主要為蜂窩式和板式。(1)蜂窩式是目前市場占有份額最高的催化劑形式，其特點(diǎn)是單位體積的催化劑活性高，達(dá)到相同脫硝效率所用的催化劑體積較小，適合灰分低于30g/m3，灰粘性較小的煙氣環(huán)境。(2)板式催化劑的市場占有份額僅次于蜂窩式催化劑。板式催化劑以金屬板網(wǎng)為骨架，比表面積較小。此種催化劑的特點(diǎn)是：具有較強(qiáng)的抗腐蝕和防堵塞特性，適合于含灰量高及灰粘性較強(qiáng)的煙氣環(huán)境。缺點(diǎn)是單位體積的催化劑活性低、相對荷載高、體積大，使用的鋼結(jié)構(gòu)多。考慮到本項(xiàng)目的廢氣氣量小而且其中少量顆粒物，氣體堵塞催化劑孔道和沖刷磨損催化劑作用較小，所以本工藝采用的催化劑形式是蜂窩

8、狀整體催化劑。催化劑尺寸：150×150×800mm。15/16本工程共配置一臺SCR反應(yīng)器，每臺SCR反應(yīng)器設(shè)計三層催化