SCR烟气脱硝项目技术方案

　　SCR烟气脱硝项目技术方案

　　2016年7月

　　目录

　　1总则 (1)

　　2工程概况 (1)

　　2.1锅炉主要参数 (1)

　　2.2脱硝工艺方案 (2)

　　2.3工程范围 (2)

　　3设计采用的标准和规范 (2)

　　4烟气脱硝工艺方案 (3)

　　4.1脱硝工艺的简介 (3)

　　5 工艺系统说明 (9)

　　5.1氨的储存系统 (10)

　　5.5电气部分 (16)

　　5.6仪表和控制系统 (17)

　　6供货范围及清单 (20)

　　6.1供货范围（不仅限于此） (20)

　　6.2供货清单 (20)

　　7施工工期 (22)

　　8质量保证及售后服务 (23)

　　9设计技术指标 (24)

　　技术方案

　　1总则

　　1.1本技术文件仅适用于烟气脱硝技改项目，它包括脱硝系统正常运行所必需具备的工艺系统、控制系统的设计、设备选型、采购、制造、运输、设备供货、脱硝系统的安装施工及全过程的技术指导、调试、试运行、人员培训和最终的交付投产。土建设计及施工由招标方负责，由投标方提出土建条件资料。

　　1.2本技术文件提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范条文，投标方保证提供符合国家或国际标准和本技术规范书要求的优质产品及其相应的服务，对国家有关安全、环保、劳卫、消防等强制性标准将满足其要求，同时确保达到招标技术条件书要求的指标值。当投标方执行招标技术条件书所列标准（所列标准如有更新版本，以最新版本为准）有矛盾时，按较高标准执行。

　　1.3技术合同谈判将以本技术文件书为蓝本，经修改后最终确定的文件将作为技术协议书，并与商务合同文件有相同的法律效力。双方工作语言为中文，所有的技术条件书、文件资料均为中文。

　　1.4本技术文件未尽事宜，双方协商解决。

　　2工程概况

　　2.1锅炉主要参数

　　锅炉类型链条炉

　　额定蒸发量35t/h

　　省煤器出口烟气温度≥350℃（暂定）

　　烟气中NOX含量≤600mg/ m3（暂定）

　　烟气中含水量2%（暂定）

　　空气中氧含量11%

　　烟气量105000m3/h

　　备注： NOx计算均已NO2计算

　　2.2脱硝工艺方案

　　锅炉脱硝装置分别采用选择性催化还原法（SCR）工艺做脱硝设计方案。

　　的含量不大于600mg/m3时，保性能保证要求：当装置进口烟气中NO

　　X

　　证脱硝装置出口烟气中NO

　　含量不大于200mg/m3。

　　X

　　2.3工程范围

　　2.3.1本工程为设计、供货、安装、培训、调试及交付使用等为一体的总承包项目。招标方提供电源、气源、水源、热源至脱硝区域10米范围内。

　　2.3.2投标方提供详细的供货清单，但不局限于供货范围内所列设备和系统。对于属于整套设备运行和施工所必需的部件，即使本文条款中未列出或数量不足，投标方仍须在执行合同时补足。

　　2.3.3 投标方提供检修所需的专用工具、随机备品备件。

　　3设计采用的标准和规范

　　3.1脱硝装置的设计、制造、安装、调试、试验及检查、试运行、考核、最终交付等符合相关的中国法律及规范。对于标准的采用符合下述原则：

　　(1)与安全、环保、健康、消防等相关的事项执行中国国家及地方有关法规、标准；

　　(2)设备和材料执行设备和材料制造商所在国标准；

　　(3)建筑、结构执行中国电力行业标准或中国相应的行业标准。

　　3.2脱硝工程设计、制造、安装、调试、试验及检查、试运行、性能考核、最终交付中采用的所有标准、规定如下：

　　GB50054－95 《低压配电设计规范》

　　GB50034－92 《工业企业照明设计标准》

　　GB13223－2003 《火电厂大气污染物排放标准》

　　GB12348－90 《工业企业厂界噪声标准》

　　GB16297－1996 《大气污染物综合排放标准》

　　HJ/T75-2001 《火电厂烟气排放连续监测统技术规范》

　　GB4272-92 《设备及管道保温技术通则》

　　GB50221—95 《钢结构工程质量检验评定标准》

　　GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》

　　GB50212-91 《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》

　　HGJ229—91 《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》

　　GB0198—97 《热工仪表及控制装置施工及验收规范》

　　GB50168—92 《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》

　　GB50169—92 《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》

　　GB50259—96 《电气装置安装工程电气照明施工及验收规范》

　　GB50231-98 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》

　　GB50235-97 《工业金属管道工程施工及验收规范》

　　GB50236-1998 《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》

　　GB50275-98 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》

　　HGJ209—83 《钢结构、管道涂装技术规程》

　　JGJ8l—91 《建筑钢结构焊接规程》

　　DLGJ158-2001 《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》

　　4烟气脱硝工艺方案

　　4.1 脱硝工艺的简介

　　有关NOX的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段入手，限燃烧前、燃烧中和燃烧后。当前，燃烧前脱硝的研究很少，几乎所有的形容都集中

　　在燃烧中和燃烧后的NOX 的控制。所以在国际上把燃烧中NOX

　　的所有控制措施统称为一次措施，把燃烧后的NOX控制措施统称为二次措施，又称为烟气脱硝技术。

　　目前普遍采用的燃烧中NOX 控制技术即为低NOX燃烧技术，主要有低NOX燃烧器、空气分级燃烧和燃料分级燃烧。

　　应用在燃煤电站锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）、选择性非催化还原技术（Selective Non-Catalytic Reduction，简称SNCR）以及SNCR/SCR混合烟气脱硝技术。

　　4.2 SCR烟气脱硝技术

　　近几年来选择性催化还原烟气脱硝技术(SCR)发展较快,在欧洲和日本得到了广泛的应用,目前催化还原烟气脱硝技术是应用最多的技术。

　　1）SCR脱硝反应

　　目前世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR两种。此

　　两种法都是利用氨对NO

　　X 的还原功能，在催化剂的作用下将NO

　　X

　　(主要是NO)

　　还原为对大气没有多少影响的N

　　2和水。还原剂为NH

　　3

　　，其不同点则是在尿

　　素法SCR中，先利用一种设备将尿素转化为氨之后输送至SCR触媒反应器，它转换的方法为将尿素注入一分解室中，此分解室提供尿素分解所需之混合时间，驻留时间及温度，由此室分解出来之氨基产物即成为SCR的还原剂通过触媒实施化学反应后生成氨及水。尿素分解室中分解成氨的方法有热解法和水解法，主要化学反应方程式为：

　　NH

　　2CONH

　　2

　　+H

　　2

　　O→2NH

　　3

　　+CO

　　2

　　在整个工艺的设计中，通常是先使氨蒸发，然后和稀释空气或烟气混合，最后通过分配格栅喷入SCR反应器上游的烟气中。典型的SCR反应原理示意图如下：

　　

　　在SCR反应器内，NO通过以下反应被还原：

　　4NO+4NH3+O2→3N2+6H2O

　　6NO+4NH3→5N2+6H2O

　　当烟气中有氧气时，反应第一式优先进行，因此，氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。

　　在锅炉的烟气中，NO

　　2一般约占总的NO

　　X

　　浓度的5%，NO

　　2

　　参与的反应如

　　下：

　　2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O

　　6NO2+8NH3→7N2+12H2O

　　上面两个反应表明还原NO 2比还原NO 需要更多的氨。

　　在绝大多数锅炉烟气中，NO 2仅占NO X 总量的一小部分，因此NO 2的影响并不显著。

　　SCR 系统NO X 脱除效率通常很高，喷入到烟气中的氨几乎完全和NO X 反应。有一小部分氨不反应而是作为氨逃逸离开了反应器。一般来说，对于新的催化剂，氨逃逸量很低。但是，随着催化剂失活或者表面被飞灰覆盖或堵塞，氨逃逸量就会增加，为了维持需要的NO X 脱除率，就必须增加反应器中NH 3/NO X 摩尔比。当不能保证预先设定的脱硝效率和（或）氨逃逸量的性能标准时，就必须在反应器内添加或更换新的催化剂以恢复催化剂的活性和反应器性能。从新催化剂开始使用到被更换这段时间称为催化剂寿命。

　　2）SCR 系统组成及反应器布置

　　在选择催化还原工艺中，NO x 与NH 3在催化剂的作用下产生还原。催化剂安放在一个固定的反应器内，烟气穿过反应器平行流经催化剂表面。催化剂单元通常垂直布置，烟气自上向下流动。如下图所示：

　　

　　SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。下图为典型SCR烟气脱硝工艺系统基本流程简图：

　　

　　4.3 SNCR烟气脱硝技术

　　选择性催化还原脱除NO

　　的运行成本主要受催化剂寿命的影响，一种

　　X

　　不需要催化剂的选择性还原过程或许更加诱人，这就是选择性非催化还原

　　技术。该技术是用NH

　　3、尿素等还原剂喷入炉内与NO

　　X

　　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850～1

　　100℃的区域，该还原剂（尿素）迅速热分解成NH

　　3并与烟气中的NO

　　X

　　进行S

　　NCR反应生成N

　　2

　　，该方法是以炉膛为反应器。

　　研究发现，在炉膛850～1100℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂

　　作用下，NH

　　3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NO

　　X

　　，基本上不

　　与烟气中的O

　　2作用，据此发展了SNCR法。在850～1100℃范围内，NH

　　3

　　或

　　尿素还原NO

　　X

　　的主要反应为：

　　NH

　　3

　　为还原剂

　　4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

　　尿素为还原剂

　　NO+CO(NH2)2 +1/2O2→2N2+CO2+H2O

　　当温度高于1100℃时, NH

　　3

　　则会被氧化为

　　4NH3+5O2→4NO+6H2O

　　不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。NH

　　3

　　的反应最佳温度区为 850～110O℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使

　　NO

　　x 还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，也会使NO

　　x

　　还原率降低。NH

　　3

　　是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。

　　引起SNCR系统氨逃逸的原因有两种，一是由于喷入点烟气温度低影响

　　了氨与NO

　　x

　　的反应；另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。

　　还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，因为NO x 在炉膛内的分布经常变化，如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀，则会出现分布较高的氨逃逸量。在较大的燃煤锅炉中，还原剂的均匀分布则更困难，因为较长的喷入距离需要覆盖相当大的炉内截面。为保证脱硝反应能充分地进行，以最少的喷入NH 3量达到最好的还原效果，必须设法使喷入的NH 3与烟气良好地混合。若喷入的NH 3不充分反应，则逃逸的NH 3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上，而且烟气中NH 3遇到S03会产生(NH 4)2S04易造成空气预热器堵塞，并有腐蚀的危险。

　　SNCR 烟气脱硝技术的脱硝效率一般为30%-40%，受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低NO X 燃烧技术的补充处理手段。采用SNCR 技术，目前的趋势是用尿素代替氨作为还原剂，值得注意的是，近年的研究表明，用尿素作为还原剂时，NO X 会转化为N 2O ，N 2O 会破坏大气平流层中的臭氧，除此之外，N 2O 还被认为会产生温室效应，因此产生N 2O 问题己引起人们的重视。

　　综上所述，SCR 脱硝工艺技术先进，工艺成熟，经济合理，工业业绩居多，脱硝效率高，拟选用目前效率最高的SCR 技术。

　　5 工艺系统说明

　　SCR 脱硝系统由三个子系统所组成，SCR 反应器及附属系统、氨储存处理系统和氨注入系统。