脱硝SCR理论培训手册脱硝培训教材.docx

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脱硝SCR理论培训手册脱硝培训教材

脱硝SCR理论培训手册

1.概述

2.系统组成

3.系统的启动与停止

4.运行控制

5.安全注意事项

1．概述

1.1原理介绍

本工程采用“选择性催化剂还原烟气脱硝”技术，其主要化学反应如下：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O

其反应产物为对环境无害的水和氮气，但只有在800℃以上的条件下才具备足够的反应速度，工业应用时须安装相关反应的催化剂，在催化剂的作用下其反应温度降至400℃左右，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围内，这为锅炉脱硝提供了有利条件。

SCR（脱硝系统）催化剂的工作温度是有一定范围的，温度过高（＞450℃）时催化剂会加速老化；当温度在300℃左右时，在同一催化剂的作用下，另一副反应也会发生。

2SO2+O2→2SO2

NH3+H2O+SO3→NH4HSO4

即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。

因此，只有在催化剂环境的烟气温度在305-425℃之间时方允许喷射氨气进行脱硝。

1.2主要设计参数

1.2.1脱硝系统入口烟气参数

表1脱硝装置入口设计参数

项目

名称及符号

单位

设计煤种1

设计煤种2

备注

工

业

分

析

收到基全水分Mar

%

14.00

9.61

空气干燥基水分Mad

%

8.49

3.89

收到基灰分Aar

%

11.00

19.77

收到基挥发分Var

%

27.33

22.82

收到基固定碳FCar

%

47.67

47.8

收到基低位发热量Qnet,ar

kJ/kg

22,760

22,440

哈氏可磨系数HGI

56

54.81

元素分析

收到基碳Car

%

60.33

58.00

收到基氢Har

%

3.62

3.36

收到基氧Oar

%

9.95

7.28

收到基氮Nar

%

0.69

0.79

收到基全硫St,ar

%

0.41

1.27

灰

融

性

变形温度DT

℃

1,130

1,110

软化温度ST

℃

1,160

1,190

流动温度FT

℃

1,210

1,270

灰

矿

物

组

成

二氧化硅SiO2

%

36.71

50.41

三氧化二铝Al2O3

%

13.99

15.73

三氧化二铁Fe2O3

%

13.85

23.46

氧化钙CaO

%

22.92

3.93

氧化镁MgO

%

1.28

1.27

五氧化二磷P2O5

%

--

三氧化硫SO3

%

9.3

2.05

氧化钠Na2O

%

1.23

1.23

氧化钾K2O

%

0.72

1.1

烟

气

参

数

机组负荷

MW

1000

1000

湿烟气流量

kg/h

3,645,200

3,976,977

实际氧量

湿烟气流量

Nm3/h

2,761,515

3,012,861

实际氧量

干烟气流量

Nm3/h

2,501,104

2,753,454

实际氧量

干烟气流量

Nm3/h

2,996,323

3,304,145

6%氧量

100%负荷烟气温度

℃

356

353

50%负荷烟气温度

℃

310

307

飞灰浓度

g/Nm3

14.5

24.34

烟

气

成

分

及

烟

气

污

染

物

烟气湿度

%

9.43

8.61

NOx

mg/Nm3

450

450

O2

%

2.74

2.74

CO2

%

15.26

15.06

CO

ppm

0

0

SO2

ppm

379

1094

SO3

ppm

3.8

11.0

F

mg/Nm3

10.7

12.31

Cl

mg/Nm3

10.6

16.01

As

mg/Nm3

固态排渣炉，可忽略

固态排渣炉，可忽略

Hg

mg/Nm3

<0.13

<0.12

Pb

mg/Nm3

<0.13

<0.12

1.2.2煤质及烟气参数

设计煤种：

神府东胜煤，校核煤种：

晋北煤。

锅炉（B-MCR）燃煤量：

365.7t/h（设计煤种）、372.7t/h（校核煤种）。

电厂常用的代表性煤种——印尼煤、伊泰煤和晋北煤的工业分析、元素分析、痕量元素分析和煤中灰成分分析等见表3。

表22007年1-6月入厂煤分析

煤种

所占比例

Qnet，ar

Aar

Mt，ar

Vdaf

St，d

%

kJ/kg

%

%

%

%

印尼煤

50

23，814

4.37

16.13

47.15

0.79

神华伊泰煤

17

23，142

8.39

15.85

36.15

0.41

大友煤

19

22，782

13.54

13.82

32.17

1.02

平朔煤

11

22，456

18.42

9.55

39.19

1.60

表3代表性煤种分析数据（元素分析、痕量元素分析和煤中灰组成成分）

检测项目

符号

单位

晋北煤

伊泰煤

印尼煤

全水分

Mt

%

11.4

16.0

17.6

空气干燥基水分

Mad

%

3.89

6.03

7.27

收到基灰分

Aar

%

14.50

10.94

5.54

干燥无灰基挥发分

Vdaf

%

38.18

38.91

47.32

收到基碳

Car

%

59.05

57.77

58.67

收到基氢

Har

%

3.89

3.79

4.50

收到基氮

Nar

%

0.83

0.79

1.24

收到基氧

Oar

%

9.33

10.06

11.60

全硫

St，ar

%

1.00

0.65

0.85

收到基低位发热量

Qnet，ar

MJ/kg

22.47

21.73

22.62

煤中氟

Far

µg/g

100

81

86

煤中氯

Clar

%

0.013

0.008

0.007

煤中砷

Asar

%

0.0017

0.0035

0.0027

煤中铅

Pbar

µg/g

<1

<1

<1

煤中汞

Hgar

µg/g

<1

<1

<1

煤灰中二氧化硅

SiO2

%

50.01

50.05

53.50

煤灰中三氧化二铝

Al2O3

%

35.40

26.38

23.68

煤灰中三氧化二铁

Fe2O3

%

6.08

7.25

10.54

煤灰中氧化钙

CaO

%

3.17

6.23

3.04

煤灰中氧化镁

MgO

%

0.67

1.20

2.25

煤灰中氧化钠

Na2O

%

0.14

0.28

0.86

煤灰中氧化钾

K2O

%

0.52

0.91

1.90

煤灰中二氧化钛

TiO2

%

1.33

1.34

0.92

煤灰中三氧化硫

SO3

%

2.00

5.78

2.75

煤灰中二氧化锰

MnO2

%

0.078

0.085

0.052

煤灰中五氧化二磷

P2O5

%

0.029

0.018

0.023

1.2.3尿素品质：

序号

指标名称

单位

合格品

优等品

1

总氮（干基）

%

≥46.3

≥46.5

2

缩二脲

%

≤1.0

≤0.5

3

水分

%

≤0.7

≤0.3

4

铁

%

≤0.001

≤0.005

5

碱度（NH3计）

%

≤0.03

≤0.01

6

硫酸盐（以SO42-计）

%

≤0.02

≤0.005

7

水不溶

%

≤0.04

≤0.005

8

颗粒（4~8mm）

%

≥90

≥90

1.2.455%尿素溶液品质：

淡黄色或清澈或轻微浑浊的液体；

悬浮固态物<5µg/g；

水硬度（CaCO3）<10µg/g。

1.2.5溶解水品质要求：

溶解水将采用电厂除盐水，水质尽量满足如下指标：

总硬度（以CaCO3表示）<150µg/g

导电性<250μs/cm

SiO2<15µg/g

金属物（铁，锌，铅，锰，铬，镍，铜）总量<1µg/g

钠<5µg/g

正磷酸盐、砷、汞<1µg/g

固体悬浮物<10NTU

硫酸盐<10µg/g

pH值约7~9

1.2.6压缩空气及蒸汽系统：

表4脱硝系统用蒸汽与压缩空气的来源及参数

序号

项目

单位

数值

备注

杂用压缩空气

1

来源

厂内杂用压缩空气

2

压力

MPa

0.6

仪用压缩空气

1

来源

厂内仪用压缩空气

2

压力

MPa

0.5

吹灰蒸汽

1

来源

汽源1辅助蒸汽

2

温度

℃

300～350

3

压力

MPa

1.0～1.6

1.2.7设计参数表：

机组类型

超超临界燃煤锅炉机组

NOxOUTULTRA™系统数量

一套绝热热解室系统用于1台锅炉

设计–烟气流量（单台）

烟气流量,干基（SCR入口烟气）380degC

在运6%含O2量

3,304,145

NOx入口浓度（干基，6%含O2量）,mg/Nm3

450

NOx出口浓度（干基，6%含O2量）,mg/Nm3

90

NOx脱除率,%

80

NH3逃逸,ppm

3

温度要求（初步）:

317～400

环境累年平均气温,℃

17℃

喷射热解室温度，℃

300-650

氨设计流量,kg/hr

460

空气中氨所占份额（vol%）

<5%

热解室出口总流量,Nm3/hr（使用电加热器方案）

9,860

SCR还原剂消耗量（干尿素,kg/hr）

863.9

NOxOUTA（55%）,调整后的流量kg/hr

1570

使用尿素溶液浓度（重量浓度）

55%

雾化空气（杂用气，0.6～0.8Mpa,a）,kg/hr（单台）

260

电加热器耗电量（单台）kW耗电量

1,230

*设计采用电厂锅炉一次风（300°C,10kPa）作为热解室的加热空气。

说明：

由于热解产物发生逆反应的温度约为270ºC，因而热解室出口温度范围控制在310－350ºC之间，以确保进入热解炉的气体不会发生逆反应。

使用包含300ºC,10KPa的锅炉一次风，所用的任何热空气必须是无硫、低尘的。

1.3.主要设备情况

序号

名称

规格及技术要求

单位

数量

一

烟气系统

1.

SCR反应器

外形尺寸：

14100X15690X21410（材料Q345，单台金属重量300吨）

座

4×2

2.

涡流混和器

材料Q345，金属总重量5吨/炉

个

4×10

3.

烟道补偿器

非金属材质，温度450℃，3900mmx15600