NOx是近三十多年來(lái)受到極大關(guān)注的一種污染物。已經(jīng)證明其危害主要有酸雨作用、誘發(fā)光化學(xué)煙霧等 ,也是引起溫室效應(yīng)和光化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)之一,所以降低 NOx的排放也是當(dāng)前應(yīng)著重研究的方向 ?；痣姀S是zui主要的 NOx排放源, “十一五 ”期間規(guī)劃開(kāi)工的火電項(xiàng)目達(dá)1.41億 kW,按照現(xiàn)在的 NOx控制政策,初步預(yù)測(cè)2010年火電廠排放的 NOx將達(dá) 850萬(wàn) t左右。為此 ,國(guó)家出臺(tái)了一系列控制火電廠 NOx排放的法律、法規(guī)和政策, 促使我國(guó)必須加快火電機(jī)組煙氣脫硝設(shè)施的建設(shè) ,煙氣脫硝是新上火電機(jī)組控制NOx排放的必然選擇 ,也是國(guó)家環(huán)保政策的要求。減少 NOx排放的措施主要分為兩大類(lèi) :燃燒過(guò)程控制和燃燒后煙氣脫硝技術(shù)。燃燒過(guò)程控制主要是通過(guò)降低爐膛內(nèi)部zui高溫度或減少煤粉在高溫區(qū)域的停留時(shí)間 , 從而抑制或減少燃燒過(guò)程中NOx的產(chǎn)生量 , 包括低 NOx燃燒器、燃燒優(yōu)化調(diào)整、天然氣再燃、超細(xì)煤粉再燃等技術(shù)。煙氣脫硝技術(shù)包括選擇性催化還原 (SCR)技術(shù)、選擇性非催化還原 (SNCR)技術(shù)、SNCR/SCR聯(lián)合煙氣脫硝技術(shù)、液體吸收法、微生物吸收法、活性炭吸附法、電子束法等。目前應(yīng)用zui廣、zui有效的煙氣脫硝主流技術(shù)是 SCR技術(shù) ,它能達(dá)到 90%以上的脫硝效率。

1 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)技術(shù)原理

    典型的燃煤電廠鍋爐選擇性催化還原 (SCR) 煙氣脫硝系統(tǒng)采用氨(NH3 )作為還原介質(zhì), 主要由供氨與噴氨系統(tǒng)、催化反應(yīng)器、煙氣管道與控制系統(tǒng)等組成。 SCR反應(yīng)器通常布置在鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口之間。離開(kāi)省煤器的熱煙氣在進(jìn)入 SCR反應(yīng)器前 ,在遠(yuǎn)離 SCR反應(yīng)器的上游煙道中噴入氨 (NH3 ), 與煙氣充分均勻混合后進(jìn)入反應(yīng)器[ 2] 。氨在反應(yīng)器中催化劑的作用下,選擇性地與煙氣中的 NOx(主要為 NO和少量的NO2)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) , 將 NOx轉(zhuǎn)換成無(wú)害的氮?dú)?N2)和水蒸氣 (H2 O),從而完成脫硝過(guò)程。脫硝后的凈煙氣從反應(yīng)器底部流出 , 經(jīng)出口煙道進(jìn)入下游的空氣預(yù)熱器。研究認(rèn)為, 在 290 ～ 400℃有如下幾種反應(yīng):

4NO+4NH3 +O2※4N2 +6H2 O

NO+NO2 +2NH3※2N2 +3H2O

6NO2 +8NH3※7N2 +12H2O

2  煙道的設(shè)計(jì)

2.1  進(jìn)出口煙道的設(shè)計(jì)

    進(jìn)出口煙道一般由壁厚為 6 mm的鋼板制成 ,且有充分的加固和支撐 ,來(lái)防止過(guò)度的顫動(dòng)和振動(dòng)。在進(jìn)、出煙道的轉(zhuǎn)彎處一般設(shè)置導(dǎo)流葉片,導(dǎo)流葉片和轉(zhuǎn)彎處應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)姆滥ゴ胧?。?dāng)煙道為合金材料或者內(nèi)襯時(shí), 內(nèi)部導(dǎo)流葉片和水收集裝置應(yīng)采用合金材料或耐酸鋼制作 ,而不能采用非合金襯里或涂層。為了避免連接的設(shè)備承受其他作用,要特別注意煙道和鋼支架的熱膨脹 ,熱膨脹將通過(guò)帶有內(nèi)部導(dǎo)向板的膨脹節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)。在該段煙道設(shè)計(jì)中,可根據(jù) CFD分析結(jié)果確定導(dǎo)流葉片的位置、形狀和數(shù)量 ,根據(jù)流速和飛灰分布情況確定防磨板設(shè)置的位置 。

2.2  旁路設(shè)置

    由于不同類(lèi)型的催化劑有不同的*工作溫度。通常,典型的氧化鈦和氧化釩基催化劑的工作溫度范圍為 340 ～ 400℃, *反應(yīng)溫度約為370℃,zui低工作溫度約為 320℃。 SCRzui低運(yùn)行溫度取決于煙氣中 SO3、NH3 的含量及水分等。SCR反應(yīng)器入口煙氣溫度較低時(shí)易發(fā)生硫酸銨鹽的沉積 ,煙氣溫度較高時(shí)會(huì)增大 SO2 與 SO3 的轉(zhuǎn)化率, 而且長(zhǎng)時(shí)間處在 450℃以上時(shí)會(huì)燒結(jié)催化期間需嚴(yán)格控制反應(yīng)器入口的煙氣溫度, 使其維持在zui低運(yùn)行溫度以上, 并應(yīng)盡量維持在*工作溫度范圍內(nèi),以避免硫酸銨鹽的沉積,提高脫硝效率。因此 ,在煙氣系統(tǒng)中根據(jù)不同需要 ,可以設(shè)置 SCR反應(yīng)器旁路和省煤器旁路 , 分別描述如下。

2.2.1  SCR反應(yīng)器旁路的設(shè)置

   SCR反應(yīng)器旁路設(shè)置的目的, 一是為了機(jī)組在冷啟動(dòng)時(shí)不使催化劑受到損害 ;二是為了機(jī)組在長(zhǎng)期不脫硝時(shí)節(jié)約引風(fēng)機(jī)的電耗。對(duì)于是否設(shè)置 SCR反應(yīng)器旁路,有兩種不同的觀點(diǎn):

(1)設(shè)置旁路

    此觀點(diǎn)認(rèn)為, 在機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)候 (此時(shí)煙氣溫度還沒(méi)有到催化劑的反應(yīng)溫度 )使用旁路 , 以避免催化劑受到損害 ;另一個(gè)用途是機(jī)組在長(zhǎng)期不脫硝的時(shí)候,煙氣通過(guò)旁路至空預(yù)器,以節(jié)約引風(fēng)機(jī)的電耗。這種情況在美國(guó)應(yīng)用較多 ,但設(shè)置旁路除了要增加擋板的投資外, 同時(shí)為避免反應(yīng)器冷卻后產(chǎn)生凝結(jié)水 ,還需設(shè)置反應(yīng)器的加熱系統(tǒng) ,因而將大大增加系統(tǒng)的投資。

(2)不設(shè)置旁路

    此觀點(diǎn)認(rèn)為 ,機(jī)組冷啟動(dòng)的次數(shù)比較少,因此對(duì)催化劑的影響不會(huì)太大,而且設(shè)置旁路煙道時(shí)由于要增加擋板, 投資比較高, 系統(tǒng)也比較復(fù)雜。并且在長(zhǎng)期不用旁路煙道時(shí)會(huì)造成擋板前積灰嚴(yán)重 ,開(kāi)啟時(shí)容易卡澀, 而擋板開(kāi)啟瞬間又有大量灰進(jìn)入空預(yù)器 ,可能會(huì)造成空預(yù)器堵灰而停用。

2.2.2  省煤器旁路的設(shè)置

省煤器旁路設(shè)置的目的是為了機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí) ,保證 SCR入口煙氣溫度高于反應(yīng)溫度。一般對(duì) SCR入口溫度的要求是 280 ～ 400℃。為使 SCR催化劑在*工作溫度范圍內(nèi)運(yùn)行 ,通常設(shè)置省煤器煙氣旁路來(lái)調(diào)節(jié) SCR入口煙氣溫度,目的是在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)保證 SCR反應(yīng)器中的煙氣溫度高于硫酸氫銨的凝結(jié)溫度 ,從而有效地控制由于硫酸銨鹽凝結(jié)導(dǎo)致的催化劑及空氣預(yù)熱器的沾污積灰與腐蝕堵塞。當(dāng)鍋爐啟停較為頻繁時(shí), 通常需要采用省煤器煙氣旁路系統(tǒng) ,對(duì)于停爐后快速啟動(dòng) SCR裝置運(yùn)行具有重要作用。

2.3  噴氨格柵

    煙氣脫硝裝置中 ,氨的擴(kuò)散、氨與氮氧化物的混合和分布效果是影響煙氣脫硝效率和避免氨逃。SCR是噴氨格柵的方法,即將煙道截面分成 20 ～ 50個(gè)大小不同的控制區(qū)域 ,每個(gè)區(qū)域有若干個(gè)噴射孔,每個(gè)分區(qū)的流量單獨(dú)可調(diào), 以匹配煙氣中 NOx的濃度分布。工藝設(shè)計(jì)時(shí), 噴氨格柵的位置及噴嘴形式是根據(jù)鍋爐尾部煙道的布置形式 ,通過(guò)模擬試驗(yàn)來(lái)選擇的。同時(shí) ,通過(guò)煙道設(shè)計(jì)的優(yōu)化及加設(shè)煙氣導(dǎo)流擋板 ,使進(jìn)入 SCR催化反應(yīng)器內(nèi)的煙氣氣流均勻 ,以免 NOx與 NH3 的混合不充分和局部噴氨過(guò)量而影響脫硝效果及經(jīng)濟(jì)性 ,所以一般應(yīng)盡可能使氨從遠(yuǎn)離反應(yīng)器入口處噴入。 SCR脫硝效率是通過(guò)噴氨量來(lái)調(diào)整的 , 因此噴氨部位的選取同 NH3 /NOx摩爾比一樣重要 ,噴氨部位應(yīng)在NOx濃度及煙氣流速分布均勻的地方。加氨量是根據(jù) SCR入口 NOx濃度和允許的 NOx排放濃度決定的 ,并通過(guò)反饋信號(hào)來(lái)修正。以氨逃逸量作為反饋信號(hào)來(lái)控制加氨是不可靠的 ,因?yàn)楹茈y測(cè)定 NH3 的逃逸量。 NH3 /NOx摩爾比表示需要的噴氨量的多少,脫硝效率一般隨 NH3 /NOx摩爾比的增大而增高 , 但當(dāng) NH3 /NOx摩爾比大于1.0時(shí) ,氨逃逸量會(huì)急劇增大 , 同時(shí)氨氧化等副反應(yīng)的反應(yīng)速率也將增大。實(shí)際運(yùn)行中通常將 NH3 /NOx摩爾比控制在 0.75 ～ 1.00[ 4] 。噴氨格柵通常布置省煤器出口煙道上 , 以達(dá)到預(yù)期的混合及分布效果, 其下游通常需要足夠長(zhǎng)的混合距離。由于爐后空間的限制, SCR反應(yīng)器只能采用高位布置,這使所需的連接煙道變長(zhǎng) ,系統(tǒng)阻力較大 ,設(shè)備基礎(chǔ)荷載增大 ,從而使系統(tǒng)的投資及運(yùn)行費(fèi)用提高。為了克服現(xiàn)有的脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷 ,提出了一種噴氨格柵設(shè)置在鍋爐省煤器下側(cè)的煙氣脫硝裝置。這樣 ,通過(guò)較短的煙道與 SCR 反應(yīng)器相連 , 在 SCR反應(yīng)器的上部設(shè)有整流裝置 , SCR反應(yīng)器中部設(shè)有催化劑床層 ,反應(yīng)器下部接出口煙道。 SCR反應(yīng)器的進(jìn)口采用與省煤器出口煙道處于同一標(biāo)高或稍高的低位布置, 或直接將 SCR反應(yīng)器置于噴氨格柵下側(cè) ,這些都能較好地解決常規(guī)噴氨格柵設(shè)置中存在的問(wèn)題, 從而降低系統(tǒng)的投資及運(yùn)行成本。

3 SCR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)

    SCR反應(yīng)器是還原劑和煙氣中的 NOx發(fā)生催化還原反應(yīng)的場(chǎng)所 ,通常由碳鋼制塔體、煙氣進(jìn)出口、催化劑放置層、人孔門(mén)、導(dǎo)流葉片等組成。反應(yīng)器是煙氣脫硝系統(tǒng)中zui核心的設(shè)備, 催化劑以單元模塊形式疊放在若干層托架上 ,布置在反應(yīng)器之中。

3.1 SCR反應(yīng)器殼體的設(shè)計(jì)

   在SCR反應(yīng)器殼體的設(shè)計(jì)中 ,要考慮良好的 NOx/NH3 混合和速度的均布 , 以保證脫硝效率。反應(yīng)器殼體通常采用標(biāo)準(zhǔn)的板箱式結(jié)構(gòu), 輔以各種加強(qiáng)筋和支撐構(gòu)件來(lái)滿(mǎn)足防震、承載催化劑、密封、承受荷載和抵抗應(yīng)力的要求 ,并且實(shí)現(xiàn)與外界的隔熱。

3.2 催化劑的設(shè)計(jì)

   在SCR煙氣脫硝系統(tǒng)中,催化劑是 SCR系統(tǒng)中的主要設(shè)備,其成分組成、結(jié)構(gòu)、壽命及相關(guān)參數(shù)直接影響 SCR系統(tǒng)脫硝效率及運(yùn)行狀況。一般要求 SCR的催化劑:(1)具有較高的 NOx選擇性; (2)在較低的溫度下和較寬的溫度范圍內(nèi),具有較高的催化活性;(3)具有較好的抗化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性;(4)費(fèi)用較低。

    SCR反應(yīng)器中的催化劑通常垂直布置, 煙氣自 SCR反應(yīng)器頂部垂直向下平行于催化劑表面流動(dòng)。煙氣在 SCR反應(yīng)器中的空塔速度是 SCR的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù),它是煙氣體積流量與 SCR反應(yīng)器中催化劑體積的比值,反映了煙氣在 SCR反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間的長(zhǎng)短 ,煙氣的空塔速度越大, 其停留時(shí)間越短。在SCR反應(yīng)器里催化劑分層布置,一般為 2 ～ 4層,當(dāng)催化劑活性降低后,需依次逐層更換催化劑。

    催化劑的型式一般可分為平板式和蜂窩式兩種。蜂窩式催化劑有較大的幾何比表面積, 防積塵和防堵塞性能較差, 阻力損失大。板式催化劑比蜂窩式催化劑具有更好的防積塵和防堵塞性能 ,但受到機(jī)械或熱應(yīng)力作用時(shí) ,其活性層容易脫落 ,且活性材料容易受到磨損, 其骨架材料必須有耐酸性, 以防達(dá)到露點(diǎn)溫度時(shí) SO2 帶來(lái)的危害。

   催化劑的兩種形式各有優(yōu)缺點(diǎn) :一般認(rèn)為 ,脫硝裝置布置在省煤器和空預(yù)器之間時(shí) , 采用平板式催化劑和大孔徑的蜂窩式催化劑都是可行的, 脫硝裝置布置在低含塵濃度的燃煤電廠時(shí) ,會(huì)采用蜂窩式催化劑。從國(guó)外應(yīng)用情況來(lái)看 ,推薦平板式和蜂窩式的廠商數(shù)量基本持平, 另外從目前世界范圍內(nèi)的使用情況來(lái)看, 兩種形式的催化劑數(shù)量也基本相當(dāng)。SCR系統(tǒng)的性能主要由催化劑質(zhì)量和反應(yīng)條件所決定,在 SCR反應(yīng)器中催化劑體積越大, NOx 的脫除率越高,同時(shí)氨的逸出量也越少,然而 SCR 工藝的費(fèi)用也會(huì)顯著增加。

    因此, 在 SCR系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中 , 催化劑的體積是一個(gè)重要的參數(shù)。在zui初的催化劑體積的設(shè)計(jì)中也應(yīng)考慮適當(dāng)放大催化劑的量 ,同時(shí)還需考慮反應(yīng)器中有效區(qū)域的變化。研究發(fā)現(xiàn) , 反應(yīng)器中有些部位的溫度常偏離設(shè)計(jì)溫度 , 導(dǎo)致 NOx脫除率的改變 , 因此催化劑反應(yīng)器的設(shè)計(jì)通常在平均溫度的 ±15℃范圍內(nèi)進(jìn)行。氣流的入口裝置應(yīng)設(shè)計(jì)成可使煙氣均勻流入 SCR單元的所有部位 ,這樣煙氣的停留時(shí)間和NOx脫除率就有可能在催化劑反應(yīng)器各個(gè)截面上相等。對(duì)于一個(gè)給定的 NOx脫除率來(lái)說(shuō), NH3 / NOx化學(xué)計(jì)量比不應(yīng)超過(guò)理論值的 ±5%。

    過(guò)大的偏離可能會(huì)降低脫硝反應(yīng), 導(dǎo)致逸出氨的濃度增大, 并需要更大的催化劑體積。設(shè)計(jì)中也要考慮到催化劑堵塞 ,其兩個(gè)主要原因是銨鹽的沉積和飛灰的沉積。一般來(lái)說(shuō), 選擇合理的催化劑節(jié)距和蜂窩尺寸、選用合適的 SCR反應(yīng)溫度和催化劑內(nèi)的煙氣速度、在每層催化劑上布置多臺(tái)耙式半伸縮蒸汽吹灰器或聲波吹灰器、煙道和反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì)等措施,均可減少堵塞。

3.3 吹灰器的設(shè)計(jì)

   因燃煤機(jī)組的煙氣中飛灰含量較高, 通常在SCR反應(yīng)器中安裝吹灰器, 以除去覆蓋在催化劑活性表面及堵塞氣流通道的顆粒物 ,從而使反應(yīng)器的壓降保持在較低的水平。吹灰器通常為可伸縮的耙形結(jié)構(gòu),采用蒸汽或空氣進(jìn)行吹掃 ,一般每層催化劑的上面都設(shè)置吹灰器 , 各層吹灰器的吹掃時(shí)間錯(cuò)開(kāi) ,每個(gè)吹灰器的吹掃時(shí)間約為 5 min, 每月吹灰一次。工程應(yīng)用中, 聲波清灰器也逐漸得到應(yīng)用 ,聲波清灰器釋放聲波, 產(chǎn)生振動(dòng), 使堆積在催化轉(zhuǎn)換器表面的粉塵松脫 , 這樣氣流就可將粉塵帶走。一般zui上面一層吹灰器以 20°角傾斜向下安裝 ,其他層的吹灰器水平布置,*層吹灰器傾斜安裝主要是考慮偏轉(zhuǎn)聲波的指向性, 使更多的聲波能量作用于積灰面 , 角度的選擇在于作用范圍與指向性以及聲波反射間的平衡, 其他層吹灰器采用水平布置, 主要是考慮兩層之間的間距較小,聲波可以在此空間內(nèi)多次反射 ,形成良好的聲場(chǎng),有效地利用聲能 ,除了可以吹掃下層的催化劑 , 還可以對(duì)上層催化劑的底部進(jìn)行吹掃 ?？梢越?jīng)常開(kāi)啟聲波清灰器 , 使催化反應(yīng)器免受飛灰淤塞,合理安排聲波吹灰器的運(yùn)行周期,可使催化劑積灰量處于穩(wěn)定的低水平。

4 脫硝劑存儲(chǔ)、制備、供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1 還原劑選擇

    SCR煙氣脫硝系統(tǒng)以氨作為還原介質(zhì), 氨的提供有 3種方式:液氨 ,氨水與尿素。從建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用等方面來(lái)看, 液氨相對(duì)來(lái)說(shuō)具有*性 ,目前電廠鍋爐 SCR裝置普遍使用的還原劑也是液氨。

4.2 系統(tǒng)流程

    液氨儲(chǔ)存、制備、供應(yīng)系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機(jī)、儲(chǔ)氨罐、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、稀釋風(fēng)機(jī)、混合器、氨氣稀釋槽、廢水泵、廢水池等。此套系統(tǒng)提供氨氣供脫硝反應(yīng)使用。液氨的供應(yīng)可通過(guò)液氨槽車(chē)運(yùn)送, 利用液氨卸料壓縮機(jī)將液氨由槽車(chē)輸入液氨儲(chǔ)槽內(nèi) ,儲(chǔ)槽輸出的液氨于液氨蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)為氨氣 , 經(jīng)氨氣緩沖槽來(lái)控制一定的壓力及流量,然后與稀釋空氣在混合器中混合均勻,再送達(dá)脫硝系統(tǒng)。氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則排入氨氣稀釋槽中 ,經(jīng)水吸收排入廢水池,再由廢水泵送至廠區(qū)廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。

下面主要介紹工藝設(shè)計(jì)中脫硝劑的存儲(chǔ)和制備系統(tǒng)中的一些設(shè)備流程。

 (1)卸料壓縮機(jī)卸料壓縮機(jī)一般為往復(fù)式壓縮機(jī), 壓縮機(jī)抽取液氨儲(chǔ)槽中的氣態(tài)氨, 經(jīng)壓縮后將槽車(chē)中的液氨推擠入液氨槽中。

由于槽車(chē)向儲(chǔ)槽供氨的過(guò)程中, 隨著槽車(chē)中液氨量的減少,其壓力也不斷下降, 甚至影響繼續(xù)供氨, 因此用卸料壓縮機(jī)提高槽車(chē)內(nèi)的壓力,以保證其槽內(nèi)的液氨可全部順利卸出。卸氨系統(tǒng)主要由卸料壓縮機(jī)和液氨槽車(chē)組成, 這部分管道的設(shè)計(jì)需與槽車(chē)相配 , 而且與槽車(chē)接口的管道宜用不銹鋼材質(zhì)。

 (2)液氨儲(chǔ)槽液氨儲(chǔ)槽是 SCR系統(tǒng)液氨儲(chǔ)存的設(shè)備 ,一般為能承受一定壓力載荷的罐體。儲(chǔ)槽上安裝有超流閥、逆止閥、緊急關(guān)斷閥和安全閥作為儲(chǔ)槽液氨泄漏保護(hù)作用。儲(chǔ)槽還裝有溫度計(jì)、壓力表、液位計(jì)和相應(yīng)的變送器將信號(hào)送到脫硝控制系統(tǒng), 當(dāng)儲(chǔ)槽內(nèi)溫度或壓力過(guò)高時(shí)報(bào)警。

   儲(chǔ)槽四周安裝有工業(yè)水噴淋管線及噴嘴, 當(dāng)儲(chǔ)槽槽體溫度過(guò)高時(shí)自動(dòng)淋水裝置啟動(dòng),對(duì)槽體自動(dòng)噴淋減溫 ;當(dāng)有微量氨氣泄漏時(shí)也可啟動(dòng)自動(dòng)淋水裝置 ,對(duì)氨氣進(jìn)行吸收 ,控制氨氣污染。

(3)液氨蒸發(fā)槽液氨蒸發(fā)槽一般為螺旋管式。管內(nèi)為液氨,管外為溫水浴,以蒸汽直接將水加熱到 40℃供液氨汽化 ,并加熱至常溫。蒸汽流量受蒸發(fā)槽本身水浴溫度控制調(diào)節(jié),當(dāng)水的溫度高過(guò) 45℃時(shí)則切斷蒸汽來(lái)源 ,并在控制室 DCS上報(bào)警顯示。蒸發(fā)槽上裝有壓力控制閥 , 將氨氣壓力控制在 0.2 MPa,當(dāng)出口壓力達(dá)到 0.38 MPa時(shí)則切斷液氨進(jìn)料。在氨氣出口管線上也裝有溫度檢測(cè)器, 當(dāng)溫度低于 10℃時(shí)切斷液氨, 使氨氣至緩沖槽維持適當(dāng)溫度及壓力,蒸發(fā)槽也裝有安全閥 ,可防止設(shè)備壓力異常過(guò)高。

(4)氨氣緩沖槽從蒸發(fā)槽蒸發(fā)的氨氣流進(jìn)入氨氣緩沖槽, 通過(guò)調(diào)壓閥減壓到 0.18 MPa,再經(jīng)氨氣輸送管線送到鍋爐側(cè)的脫硝系統(tǒng)。緩沖槽的作用是保證氨氣有一定的壓力,穩(wěn)定氨氣的供應(yīng) ,避免受蒸發(fā)槽操作不穩(wěn)定的影響。

(5)稀釋風(fēng)機(jī)稀釋風(fēng)機(jī)的作用是將稀釋風(fēng)引入氨與空氣混合系統(tǒng)。稀釋風(fēng)一是用于控制;二是作為 NH3 的載體, 通過(guò)噴氨格柵將 NH3 在煙道中均勻分布;三是稀釋風(fēng)通常在加熱后混入 , 有助于氨氣中水分的汽化。所以在引入稀釋風(fēng)后需要增加一個(gè)稀釋風(fēng)的加熱器,通常采用蒸汽加熱或電加熱,個(gè)別工藝采用蒸汽加熱為主、電加熱器為輔的方式。管路設(shè)計(jì)中一般在風(fēng)機(jī)進(jìn)口處設(shè)置氣動(dòng)閥門(mén), 在風(fēng)機(jī)出風(fēng)口加裝止回閥,避免因備用風(fēng)機(jī)投用時(shí),停運(yùn)風(fēng)機(jī)倒轉(zhuǎn),使氨濃度短時(shí)超過(guò)安全范圍。

(6)氨 /空氣混合器氨氣在進(jìn)入噴氨格柵前需在氨 /空氣混合器中充分混合 ,以便于調(diào)節(jié)氨的濃度,同時(shí)有助于噴氨格柵中噴氨分布的均勻。由氨氣流量控制器控制的氨氣與來(lái)自稀釋風(fēng)機(jī)的空氣以約 1:20的比例混合后經(jīng)噴射器進(jìn)入脫硝系統(tǒng)。

(7)氨氣稀釋槽氨氣稀釋槽一般為立式水槽 ,水槽的液位由滿(mǎn)溢流管線維持 ,稀釋槽設(shè)計(jì)連結(jié)有槽頂淋水和槽側(cè)進(jìn)水。液氨系統(tǒng)各排放處所排出的氨氣由管線匯集后從稀釋槽低部進(jìn)入, 通過(guò)分散管將氨氣分散入稀釋槽水中 ,利用大量水來(lái)吸收安全閥排放的氨氣。

(8)氨氣泄漏檢測(cè)器液氨儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)周邊設(shè)有氨氣檢測(cè)器,以檢測(cè)氨氣的泄漏, 并顯示空氣中氨的濃度。當(dāng)檢測(cè)器測(cè)得空氣中氨濃度過(guò)高時(shí),在機(jī)組控制室會(huì)發(fā)出警報(bào),操作人員采取必要的措施,以防止氨氣泄漏的異常情況發(fā)生。電廠液氨儲(chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)宜設(shè)在爐后,并采取措施與周?chē)到y(tǒng)作適當(dāng)隔離。

(9)排放系統(tǒng)液氨儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)的氨排放管路為一個(gè)封閉系統(tǒng) ,將經(jīng)由氨氣稀釋槽吸收成氨廢水后排放至廢水池,再經(jīng)由廢水泵送到廢水處理系統(tǒng)。由于廢水具有一定的腐蝕性, 因此要求廢水泵具備耐腐蝕性。

(10)氮?dú)獯祾咭喊眱?chǔ)存及供應(yīng)系統(tǒng)保持系統(tǒng)的嚴(yán)密性, 防目前國(guó)內(nèi)已投入使用的機(jī)組大多數(shù)采用國(guó)外的 SCR煙氣脫硝技術(shù), 而我國(guó)的脫硝工作正處于啟動(dòng)階段,尚未形成我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù) ,脫硝裝置的設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)、調(diào)試、運(yùn)行、管理等各方面的經(jīng)驗(yàn)都相對(duì)缺乏。

所以,在燃煤電廠鍋爐 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中, 可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家取得的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì), 針對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)與燃煤特性,對(duì) SCR應(yīng)用于我國(guó)燃煤電廠鍋爐的適應(yīng)性進(jìn)行深入、全面、系統(tǒng)的試驗(yàn)研究 ,以提高 SCR工藝對(duì)我國(guó)國(guó)情的適應(yīng)性。止氨氣的泄漏和氨氣與空氣的混合造成爆炸是zui關(guān)鍵的安全問(wèn)題。

 SCR系統(tǒng)的卸料壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)槽、氨氣溫水槽、氨氣緩沖槽等都需備有氮?dú)獯祾吖芫€ ,在液氨卸料之前對(duì)以上設(shè)備要進(jìn)行嚴(yán)格的系統(tǒng)嚴(yán)密性檢查和氮?dú)獯祾? 防止氨氣泄漏和系統(tǒng)中殘余的空氣混合而產(chǎn)生潛在的爆炸危險(xiǎn)。在系統(tǒng)拆卸檢修前 ,也必須對(duì)系統(tǒng)用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃置換 ,達(dá)到要求后方可進(jìn)行拆卸檢修和動(dòng)火。

5 結(jié) 語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)已投入使用的機(jī)組大多數(shù)采用國(guó)外的 SCR煙氣脫硝技術(shù), 而我國(guó)的脫硝工作正處于啟動(dòng)階段,尚未形成我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù) ,脫硝裝置的設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)、調(diào)試、運(yùn)行、管理等各方面的經(jīng)驗(yàn)都相對(duì)缺乏。所以,在燃煤電廠鍋爐 SCR煙氣脫硝系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)中, 可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家取得的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行合理的優(yōu)化設(shè)計(jì), 針對(duì)鍋爐設(shè)計(jì)特點(diǎn)與燃煤特性,對(duì) SCR應(yīng)用于我國(guó)燃煤電廠鍋爐的適應(yīng)性進(jìn)行深入、全面、系統(tǒng)的試驗(yàn)研究 ,以提高 SCR工藝對(duì)我國(guó)國(guó)情的適應(yīng)性。