脱硝系统参数

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m3:是实际工况下的
每个热力学量都有标准-非标准状况的换算公式,以满足实际需要。
2.4脱硝系统入口参数
2.4.1脱硝系统入口烟气参数
表2-3 脱硝系统入口烟气参数(BMCR工况)
项 |
单位 |
数 |
|||
湿 |
干 |
||||
省煤器出口烟气成分(过量空气系数为1.15) |
|||||
CO2 |
Vol% |
15.35(设计煤种) 15.96(校核煤种) |
16.56(设计煤种) 17.06(校核煤种) |
||
O2 |
Vol% |
2.59(设计煤种) 2.59(校核煤种) |
2.79(设计煤种) 2.77(校核煤种) |
||
N2 |
Vol% |
74.77(设计煤种) 75.01(校核煤种) |
80.65(设计煤种) 80.17(校核煤种) |
||
SO2 |
Vol% |
0.06(设计煤种) 0.09(校核煤种) |
0.07(设计煤种) 0.10(校核煤种) |
||
H2O |
Vol% |
7.36(设计煤种) 6.51(校核煤种) |
|
||
锅炉不同负荷时的省煤器出口烟气量和温度(湿基) |
|||||
项 |
BMCR |
THA |
75%THA |
40%THA |
30%THA |
省煤器出口湿烟气量(设计煤种)Nm3/h |
1717904 |
1572292 |
1210771 |
788542 |
683592 |
省煤器出口烟气温度(设计煤种)℃ |
388 |
377 |
352 |
324 |
306 |
省煤器出口湿烟气量(校核煤种)Nm3/h |
1706236 |
1560537 |
1201553 |
794847 |
685053 |
省煤器出口烟气温度(校核煤种)℃ |
390 |
379 |
353 |
324 |
306 |
2.4.2脱硝系统入口烟气中污染物成分
表2-4脱硝系统入口烟气中污染物成分(BMCR工况,标准状态,干基,含氧量6%)
项 |
单 |
数 |
|
设计煤种 |
校核煤种 |
||
烟尘浓度 |
g/Nm3 |
25.96 |
36.81 |
NOX (以NO2计) |
mg/Nm3 |
650 |
650 |
Cl(HCl) |
mg/Nm3 |
|
|
F(HF) |
mg/Nm3 |
|
|
SO2 |
mg/Nm3 |
1179 |
1856 |
SO3 |
mg/Nm3 |
17 |
26 |
2.5纯氨资料
脱硝系统用的反应剂为纯氨,其品质符合国家标准GB536—88《液体无水氨》技术指标的要求,如下表:
指 标名称 |
单 |
合 |
备 |
氨含量 |
% |
99.0 |
|
残留物含量 |
% |
0.4 |
重量法 |
水 |
% |
— |
|
油含量 |
Mg/kg |
— |
重量法 |
|
|
|
红外光谱法 |
铁含量 |
Mg/kg |
— |
|
密 |
kg/L |
25℃时 |
|
沸 |
℃ |
标准大气压 |
|
3.1NOX脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率
在设计煤条件下,对NOX脱除率、氨的逃逸率、SO2/SO3转化率同时进行考核:
脱硝装置在性能考核试验时的NOX脱除率不小于52%,脱硝装置出口NOX含量不大于 312(终期87%时84.5)mg/Nm3,氨的逃逸率不大于3ppm,SO2/ SO3转化率小于0.9%。(含氧量6%)
脱硝装置在保证的催化剂化学寿命期内,即备用层催化剂投运前,NOX脱除率不小于50%(终期85%),氨的逃逸率不大于3ppm,SO2/SO3转化率小于1%。(含氧量6%)
脱硝装置在备用层催化剂投运后,NOX脱除率不小于50%(终期85%),氨的逃逸率不大于3ppm,SO2/SO3转化率小于1%。(含氧量6%)
1)
2)
3)
4)
3.2压力损失
1)
2)
3)
3.3脱硝装置可用率
在质保期内,脱硝整套装置的可用率在最终验收前不低于98%,在燃用校核煤种时,保证脱硝装置安全运行。
3.4催化剂寿命
从脱硝装置投入商业运行开始到更换或加装新的催化剂之前,催化剂的运行小时数作为催化剂化学寿命(NOX脱除率不低于性能保证要求,氨的逃逸率不高于3ppm)。
DBC保证催化剂的化学寿命不少于24000小时。
DBC保证催化剂的机械寿命不少于50000小时。
3.5系统连续运行温度
在满足NOX脱除率、氨的逃逸率及SO2/ SO3转化率的性能保证条件下,DBC保证SCR系统具有正常运行能力。
最低连续运行烟温310℃。
最高连续运行烟温430℃。
3.6氨耗量
在100%BMCR至45% BMCR负荷,且原烟气中NOX含量为650mg/Nm3时(干基,含氧量6%),DBC保证系统氨耗量。BMCR工况,50%脱硝效率条件下,两台机组最大氨耗量不超过473kg/h。此消耗值为性能考核期间48小时的平均值。
3.7其它消耗
DBC保证在100%BMCR工况,含尘量24.05g/Nm3(干基,含氧量6%)时,以下消耗品的值,此消耗值应为性能考核期间48小时的平均值。
1) 吹扫的单位时间内的蒸汽耗量11.5t/h。
2) 每次吹扫期间的蒸汽耗用总量23t。
3) 吹扫频率1次/周。
注:一台机组各1台吹灰器同时吹扫运行。
4 工艺设计
4.1脱硝工艺原理
脱硝工艺采用选择性催化还原方法,该反应发生在装有催化剂的反应器里,烟气与喷入的氨在催化剂的作用下反应,实现脱出氮氧化合物。
自站区域来的氨气与稀释风机来的空气在氨/空气混合器内充分混合。氨的爆炸极限(在空气中体积浓度) 16~25%,为保证安全和分布均匀,稀释风机流量按稀释后的氨体积浓度不超过5%设计。氨的注入量控制由SCR进出口NOX,出口O2监视分析仪测量值、烟气温度测量值、稀释风机流量、烟气流量(由燃煤流量和燃煤资料经换算求得)来控制。
通过氨/烟气混合器的混合气体进入位于烟道内的氨注入格栅,在注入格栅前设有手动调节和流量指示,在系统投运初期可根据烟道进出口检测NOX浓度来调节氨的分配量,调节结束后不再调整。
混合气体通过氨注射栅格注入到催化剂前的烟道中,与烟气充分混合后,进入SCR反应器,SCR反应器运行温度可在310℃~ 400℃范围内,SCR反应器的位置位于省煤器与空预器之间, SCR反应器进、出口均设置有温度测量点,出现310℃~400℃温度范围以外的情况时,控制系统将自动连锁报警和停止氨供给。脱硝反应生成的水和氮气随烟气进入空气预热器。
在SCR进口设置NOX分析仪、温度监视,在SCR出口设置NOX,O2分析仪、温度监视。
SCR反应器设置吹灰器,吹扫介质为过热蒸汽,脱硝装置的吹灰器采用耙式吹灰器。根据运行经验设定吹扫频率,一般3次/天或根据反应器里催化剂前后的压差变化情况进行控制。
脱硝装置采用液氨制备还原剂(气氨)。氨供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨泵,液氨蒸发槽、氨气吸收槽,废水池、废水泵等。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,通过重力或压力将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气,经压力控制阀控制一定的压力并经脱硝自动控制系统控制其流量,然后与稀释空气在混合器中混合均匀,再送达脱硝装置中。
本工程脱硝装置的P
4.2工艺设计原则
本项目脱硝工艺设计遵循以下原则:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)本工程主要由两个系统组成,一个是SCR系统,另一个是还原剂供应系统,即氨供应系统,两个系统分区域布置。
SCR脱硝工艺设计考虑的主要因素包括:烟气的温度、飞灰特性和颗粒尺寸、烟气流量、中毒反应、NOX的脱除率、烟气中SOX的浓度、压降、催化剂的结构类型和用量等。
脱硝反应一般在300~420℃范围内进行,此时催化剂活性最大,所以SCR反应器布置在锅炉省煤器与空预器之间。
在脱硝同时也有副反应发生,如SO2氧化生成SO3,在低温条件下SO3与氨反应生成NH4HSO4。NH4HSO4会附着在催化剂或空预器冷段换热元件表面上,导致脱硝效率降低或空预器堵塞。
氨的过量和逃逸取决于NH3/NOX摩尔比、工况条件和催化剂的活性用量。本工程氨逃逸不大于3ppm。
SO2氧化生成SO3的转化率不大于1%。
本项目设计采用蜂窝式催化剂,其特点为表面积大,体积小,机械强度大、阻力较大。烟气的组成成分(如粉尘浓度、粉尘颗粒尺寸、碱性金属和重金属等)的含量是影响催化剂选型的主要参数。针对长沙项目锅炉机组的实际情况,选用节距为8.2mm的蜂窝式催化剂,可以避免催化剂在运行中产生堵塞。
催化剂能够长期承受的温度不得高于430℃,短期承受的温度不得高于450℃,超过该限值,会导致催化剂烧结。
SCR脱硝系统采用的还原剂为氨(NH3),其爆炸极限(在空气中体积%) 16%~25%,为保证氨(NH3)注入烟道的绝对安全以及均匀混合,需要引入稀释风,将氨浓度降低到爆炸极下限以下,本项目设计控制在5%(体积浓度)以内。
4.3主要工艺设计参数
脱硝装置主要工艺设计参数根据SCR工艺物料与能量平衡计算得出。
脱硝装置出口相关烟气参数见表4-1~4-4。
催化剂设计应满足NOX脱除率、氨的逃逸率、SO2/ SO3转化率等性能保证要求。
SCR工艺还原剂耗量指标如下:
设计煤,初装50%脱硝效率时,每台机组设计最大气氨供应量为236.8kg/h(BMCR工况);最小气氨供应量为93.8kg/h(40%THA工况)。
设计煤,远期85%脱硝效率时,每台机组设计最大气氨供应量为399.6kg/h(BMCR工况);最小气氨供应量为158.4kg/h(40%THA工况)。
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