20吨锅炉SNCR烟气脱硝装置工程技术方案Word文档格式.docx

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5.4逃逸NOx脱除装置11

5.5低NOx燃烧控制装置11

5.6SCADA监测与控制系统12

5.7电气系统12

6工艺流程13

6.1LNBs工艺流程13

6.2SNCR工艺流程14

7主要工艺设备表15

8LNBs+SCR系统原料及公用工程消耗17

9运行费用估算17

10报价单18

1睿能源智系统技术（北京）有限公司

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2烟气脱硝工艺技术的选择

氮氧化物是通常公认的三种主要的大气污染物之一（即烟尘、二氧化硫、氮氧化物），它的危害程度比二氧化硫有过之而无不及，甚至更为深广。

随着经济的发展，有效控制燃煤造成的大气污染形势已经刻不容缓，特别是控制燃煤过程中的氮氧化物，烟气脱硝技术显得相当重要。

目前通行的烟气脱硝技术大致可分为两类，一是控制燃烧过程中NOx的生成，即低NOx燃烧技术（LNBs）；

二是对生成的NOx进行处理，即烟气脱硝技术。

其中烟气脱硝技术主要有选择性非催化还原法（SNCR）、选择性催化还原法（SCR）两种。

结合北京紫竹药业公司的20t/h链条炉现状，对其采取各类脱硝工艺的经济技术比较如下：

脱硝技术

类别

脱硝效率（%）

工程造价（万元）

运行费用（万元/年）

经济技术分析

性价比

LNBs

20-30

30

2-3

不能保证达标排放

系统可靠性不高

差

SNCR

40-60

140-150

7-8

投资较SCR技术低80%

烟风系统阻力小，可忽略

不需更换引风机

良

SCR

70-90

600-700

（不含更换引风机）

15-20

（不含风机电量增加）

投资高，经济效益差

催化剂寿命有仅，仅3-5年

引风机压头余量不足，需更换烟风系统阻力增加1000Pa

引风耗电增加15%

极差

55-70

160-170

9-10

投资较SNCR低70%

脱硝效果有保证

不需更换风机

系统可靠性高

最优

SNCR+SCR

85-90

750-800

30-35

投资极高

引风机压头余量不足，需更换

此巨额投资，可更换燃气锅炉

最差

根据北京紫竹药业公司20t/h锅炉的基本状况，选用降低Nox燃烧与选择性非催化还原法（SNCR）烟气脱硝相结合的工艺技术方案，即LNBs+SNCR技术，其经济指标与技术性能最优。

3LNBs+SNCR脱硝工艺简介

3.1降低NOx燃烧技术（LNBs）

为了控制燃烧过程中NOx的生成量所采取的措施原则为：

（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；

（2）降低燃烧温度，防止产生局部高温区；

（3）缩短烟气在高温区的停留时间等。

燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。

将过量空气系数适当降低（不影响锅炉正常燃烧），燃烧区处于“微过氧燃烧”状态时，对于抑制在该区中NOx的生成量有明显效果。

根据这一原理，在不影响锅炉正常燃烧的前提下，应用先进的自动化控制技术（MFA无模型自适应控制）结合烟气再循环，适当降低燃烧区的空气量，NOx生成量可降低10%左右。

3.2选择性非催化还原法（SNCR）

SNCR工作原理：

用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂，还原剂喷入炉膛温度为800℃-1100℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器。

尿素溶液还原吸收法利用还原剂尿素在酸性条件下与NOx发生氧化还原反应，最终产物为N2、CO2、和H20，且无副反应，不会造成二次污染，能达到无毒排放。

反应机理如下：

用尿素作为还原剂还原NOx的主要反应为：

用NH3作为还原剂还原NOx的主要反应为：

SNCR的主要影响因素：

1）温度：

NOx的还原反应发生在一特定的温度范围内（最佳的反应温度870℃-1100℃）；

2）停留时间：

指反应物在反应器内停留的总时间；

在此时间内，NH3、尿素等还原剂与烟气的混合、水的蒸发、还原剂的分解和NOx的还原等步骤必须完成；

停留时间大小取决于锅炉的气路的尺寸和烟气流经锅炉气路的气速；

SNCR系统中，停留时间0.001s～10s；

3）混合程度：

要发生还原反应，还原剂必须与烟气分散和混合均匀；

混合程度取决于锅炉的形状与气流通过锅炉的方式；

4）NH3/NOx摩尔比（化学当量比）

SNCR优点：

此法的脱硝效率约为40%-60%，SNCR建设周期短、投资少、脱硝效率中等，比较适合于中小型燃煤锅炉脱硝改造项目，SNCR技术是已投入商业运行的比较成熟的烟气脱硝技术。

4设计基础

4.1项目背景

北京紫竹药业现有容量为20t/h链条炉1台，主要用于提供生产用汽。

目前锅炉烟气中的NOx含量为400mg／Nm3造成超标排放，需要进行脱硝处理，以使处理后的烟气中NOx含量降至200mg／Nm3，以满足北京市《大气污染物综合排放标准》（DB11/501-2007）的要求。

4.2设计依据

4.2.1锅炉参数

锅炉采用江苏无锡锅炉厂的SHL20—2.45/400型锅炉。

设计燃用燃煤。

锅炉年运行时间8000h。

锅炉主要技术参数见下表：

额定蒸发量

20t/h

额定蒸汽温度

400℃

额定蒸汽压力

2.45MPa（25kgf/㎝2）

受热面积

锅炉本体

辐射84.65㎡

对流269.21㎡

过热器

133.4㎡

省煤器

257㎡

空气预热器

445㎡

炉排有效面积

223/㎡

给水温度

105℃

热空气温度

150℃

排烟温度

176℃（实际197℃）

锅炉设计效率

74.60%

设计燃料

2类烟煤

燃料消耗量

4t/h

4.2.2锅炉烟气主要污染物含量

项目

单位

设计值

锅炉烟气流量

Nm3/h,干基

37,000

O2

mg/Nm3

1.0

SOx

10.2

烟尘

560

NOx

1500

CO2

400

NO/NOX

9/1

4.3装置规模及组成

本项目的LNBs+SNCR烟气脱硝装置处理能力为100%BMCR工况下的烟气，设计处理烟气量37,000Nm3/h，年运行时间为8000小时，系统主要包括：

还原剂制备系统、锅炉燃烧工况监测系统、还原剂喷射装置、逃逸Nox脱除装置，低Nox燃烧控制装置、SCADA监测与控制系统、配套管道及仪表等。

本装置以尿素（或液氨、氨水）作为主要还原剂，配一定比例（1-2%）的强化反应剂，脱除烟气中的NOx。

不产生产品、中间产品、副产品等，烟气处理后直接排入大气。

4.4还原剂

本装置的还原剂确定为尿素，液氨及氨水也可选用。

以下是三种还原剂优缺点分析：

还原剂

优点

缺点

建议

尿素

没有溢出危险，设备投资成本低

运行成本稍高

推荐使用

氨水

如果溢出，蒸汽浓度较低

运输，贮存成本较高

液氨

还原剂和蒸发成本最低；

氨储罐体积小

安全问题、二次污染

不使用

通过以上分析，建议本项目还原剂采用尿素，二等品以上级。

4.5强化反应剂

为了强化选择性非催化还原反应，提高还原剂与Nox的反应速率，以保证系统的脱硝效果，按还原剂（尿素）用量的1-2%配比强化反应剂。

4.6LNBs+SNCR脱硝装置总体性能指标

本项目的LNBs+SNCR脱硝装置保证满足以下的性能指标：

（1）烟气脱硝采用低Nox燃烧与选择性非催化还原反应结合的技术工艺路线；

（2）烟气处理能力37,000Nm3/h；

（3）处理前烟气中的氮氧化物含量按400mg／Nm3（氧含量6%，干基）计算，处理后烟气中的氮氧化物含量≤150mg/Nm3，满足北京市《大气污染物综合排放标准》（DB11/501-2007）的要求。

（4）烟气氮氧化物含量按照400mg/Nm3设计时，设计脱硝效率≥62.5%；

（5）氨的逃逸率≤10ppm；

（6）年运行时间为8000小时；

（7）还原剂采用尿素（二等品以上级）；

（8）不设置反应器旁路；

（9）还原剂耗量：

尿素10kg/h按锅炉负荷100计

（10）NH3与NOx摩尔比为1/1至3/1

（11）在锅炉的正常负荷范围内，SO2/SO3转化率小于1%。

（12）安全、消防、环保、劳动安全卫生等按中国国家相关规定执行。

5系统配置

本项目的LNBs+SNCR烟气脱硝装置主要包括：

部分子系统/装置的设备参数与工况涉及技术机密，暂时保密，待项目合同确定后即可全部提供。

5.1还原剂制备系统

还原剂制备系统由还原剂贮仓、还原剂溶解池、还原剂溶液贮罐、星型卸料阀、还原剂输送泵、配套管道及仪表组成，其具体设备工艺参数如下：

还原剂贮仓：

封闭式贮仓，防腐内壁，容积3-5立方米，贮存还原剂量可满足连续一星期的满负荷用量，配套料位监测仪。

还原剂溶解池：

半封闭式设计，防