電廠scr熱解爐尿素結(jié)晶研究和對(duì)策

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1、電廠SCR熱解爐尿素結(jié)晶研究和對(duì)策　　摘要：電廠SCR脫硝系統(tǒng)熱解爐尿素結(jié)晶會(huì)導(dǎo)致整個(gè)脫硝系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，本文介紹了我廠3號(hào)機(jī)組脫硝系統(tǒng)流程，并以我廠3號(hào)機(jī)組脫硝系統(tǒng)熱解爐尿素結(jié)晶為案例，分析了SCR尿素?zé)峤鉅t尿素結(jié)晶的原因，提出了對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、流場(chǎng)控制、設(shè)備選型、運(yùn)行參數(shù)及日常維護(hù)方面的改進(jìn)措施，以期對(duì)熱解爐尿素結(jié)晶的現(xiàn)象進(jìn)行有效地預(yù)付和提供有針對(duì)性的對(duì)策。關(guān)鍵詞：SCR；脫硝改造；熱解爐；尿素結(jié)晶；分析與對(duì)策中圖分類號(hào)：F407.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1前言隨著國(guó)家環(huán)保部門對(duì)電力污染治理要求的不斷提高，依據(jù)最新《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223——2011》規(guī)定要求，2

2、003年12月31日前投運(yùn)或通過審批的機(jī)組氮氧化物排放濃度不得大于200mg/Nm3，之后的現(xiàn)役或新建機(jī)組氮氧化物排放濃度不得大于100mg/Nm3，作為環(huán)首都北京的重點(diǎn)區(qū)域，我廠自2011年開始逐步實(shí)施了8臺(tái)機(jī)組的煙氣脫硝改造工程。8目前在世界上有成熟應(yīng)用業(yè)績(jī)的脫硝方法主要分為兩類，分別為燃燒中脫硝和燃燒后脫硝。燃燒中脫硝主要為低氮燃燒技術(shù)，它具有投資少，建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，但其脫硝效率較低，一般在40%以下，另外受工況變化的影響較大。燃燒后脫硝有成熟應(yīng)用的技術(shù)可分為SCR和SNCR技術(shù)，其中SCR技術(shù)具有脫硝效率高，還原劑消耗少、脫硝性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界上應(yīng)用最多的

3、技術(shù)之一。經(jīng)過詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，我廠脫硝改造工程采取了低氮燃燒器+SCR相結(jié)合的方式。23號(hào)機(jī)組脫硝系統(tǒng)簡(jiǎn)介大唐國(guó)際張家口發(fā)電廠1-8號(hào)300MW機(jī)組之3號(hào)鍋爐為東方鍋爐股份有限公司生產(chǎn)的1025t/h、亞臨界、一次中間再熱、自然循環(huán)、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、汽包型鍋爐。采用三分倉(cāng)回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器，平衡通風(fēng),擺動(dòng)式燃燒器，四角切園燃燒,制粉系統(tǒng)采用HP803中速磨正壓直吹冷一次風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。我廠3號(hào)機(jī)組SCR法煙氣脫硝工藝，由清華同方環(huán)境股份有限公司提供，引進(jìn)意大利TKC公司技術(shù)，結(jié)合清華大學(xué)熱能系多年來在SCR煙氣脫硝技術(shù)方面的研究，為本工程提供優(yōu)化設(shè)計(jì)。脫硝設(shè)施布置在3號(hào)爐

4、后與電除塵器之間，反應(yīng)器布置在鍋爐省煤器和空預(yù)器之間，脫硝系統(tǒng)不設(shè)置煙氣旁路和省煤器高溫旁路系統(tǒng)。在完成低氮燃燒器改造后，8SCR入口NOx濃度可控制在450mg/Nm3以下，SCR區(qū)按3層設(shè)計(jì)（2+1形式），初裝2層催化劑后可保證在鍋爐任何工況處理100%煙氣量條件下，脫硝效率不小于80％。吸收劑原料為尿素，采用熱解法制備氨氣。保證煙氣出口氨的逃逸率不大于3ppm，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%，在催化劑附加層未投運(yùn)前，從脫硝裝置入口到出口之間的系統(tǒng)壓力損失不大于800Pa（SCR煙道阻力不大于450Pa）。在滿足NOx脫除率、氨的逃逸率及SO2/SO3轉(zhuǎn)化率的性能保證條件

5、下，可保證SCR系統(tǒng)能夠在最低連續(xù)運(yùn)行煙溫300℃，最高連續(xù)運(yùn)行煙溫420℃條件下正常投運(yùn)。脫硝系統(tǒng)主要包括：煙氣系統(tǒng)、SCR反應(yīng)器本體、尿素儲(chǔ)存供應(yīng)系統(tǒng)、尿素?zé)峤庀到y(tǒng)、氨計(jì)量分配系統(tǒng)、廢水回收系統(tǒng)。3尿素?zé)峤饧夹g(shù)簡(jiǎn)介尿素制取氨通常有兩種方法：熱解和水解。水解法是將尿素以水溶液的方式進(jìn)行分解。熱解法是將直接快速霧化后的尿素溶液進(jìn)行分解。我廠3號(hào)機(jī)組脫硝系統(tǒng)采用了NOXOUTULTRA方法。NOXOUTULTRA方法是美國(guó)燃料公司（FuelTechInc）尿素?zé)峤庵瓢惫に嚨淖?cè)名稱。3.1尿素的性質(zhì)3.1.1尿素的物理性質(zhì)尿素的分子式為CO(NH2)2，相對(duì)分子質(zhì)量60.06

6、8，為無(wú)色或白色針狀或棒狀結(jié)晶體，工業(yè)或農(nóng)業(yè)品為白色略帶微紅色固體顆粒，有刺鼻性氣味。含氮量約為46.67%。密度1.335g/cm3。熔點(diǎn)132.7℃。溶于水、醇，難溶于乙醚、氯仿。呈弱堿性。3.1.2尿素的化學(xué)性質(zhì)尿素在酸、堿、酶作用下（酸、堿需要加熱）能水解生產(chǎn)氨和二氧化碳。尿素對(duì)熱不穩(wěn)定性，在高溫下可進(jìn)行縮合反應(yīng)，生成縮二脲、縮三脲和三聚氰酸。加熱至150~160℃將脫氨成縮二脲。若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸。（機(jī)理：先脫氨生成異氰酸（HN=C=O），再三聚。）加熱至160℃分解，產(chǎn)生氨氣同時(shí)變?yōu)楫惽杷帷Ｄ蛩匾兹苡谒?0℃時(shí)100毫升水中可溶解1

7、05克，水溶液呈中性反應(yīng)。尿素產(chǎn)品有兩種。結(jié)晶尿素呈白色針狀或棱柱狀晶形，吸濕性強(qiáng)。粒狀尿素為粒徑1～2毫米的半透明粒子，外觀光潔，吸濕性有明顯改善。20℃時(shí)臨界吸濕點(diǎn)為相對(duì)濕度80%，但30℃時(shí)，臨界吸濕點(diǎn)降至72.5%，故尿素要避免在盛夏潮濕氣候下敞開存放。在尿素生產(chǎn)中加入石蠟等疏水物質(zhì)，其吸濕性大大下降。3.2尿素?zé)峤夤に?尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的主體設(shè)備包括尿素儲(chǔ)倉(cāng)、尿素溶解罐、尿素溶液儲(chǔ)罐、尿素溶液噴嘴、熱解爐和電加熱器。主要的工藝流程為固體尿素溶液經(jīng)溶液配置成40%-60%的尿素溶液（我廠尿素溶液濃度控制在50%