SCR脫硝 設(shè)計要求
采用SCR工藝,脫硝工藝要適用于工程己確定的燃料條件,并考慮燃料來源的變化可能性及環(huán)保要求提高的可能性;
采用20%氨水作為脫硝還原劑;
煙氣脫硝裝置的控制系統(tǒng)可進入主機控制系統(tǒng);
煙氣脫硝效率≥90%;
采用成熟的SCR工藝技術(shù),設(shè)備運行可靠;
根據(jù)工程的實際情況盡量減少脫硝裝置的建設(shè)投資;
脫硝工藝脫硝還原劑、水和能源等消耗少,盡量減少運行費用;
煙氣脫硝不能影響機組功率及正常運行,同時,煙氣脫硝系統(tǒng)應(yīng)具備單獨運行、單獨檢修的要求;
我方整個完成脫硝系統(tǒng)的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、試驗及檢查、試運行、考核、終交付等。
反應(yīng)原理
SCR的全稱為選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reducation)。催化還原法是用氨或尿素之類的還原劑,在一定的溫度下通過催化劑的作用,還原廢氣中的NOx(NO、NO2),將NOx轉(zhuǎn)化非污染元素分子氮(N2),NOx與氨氣的反應(yīng)如下:
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
SCR系統(tǒng)包括催化劑反應(yīng)器、還原劑制備系統(tǒng)、氨噴射系統(tǒng)及相關(guān)的測試控制系統(tǒng)。SCR工藝的核心裝置是催化劑和反應(yīng)器,有臥式和立式兩種布置方式,一般采用立式較多。
SCR反應(yīng)器本體
SCR反應(yīng)器本體依煙氣流向可分為噴氨段、混合段、均流段、反應(yīng)段。SCR脫硝效率與以下因素有關(guān):催化劑質(zhì)量;反應(yīng)溫度;停留時間;氨氮比;氨氣與煙氣混合均勻程度;煙氣在SCR反應(yīng)器內(nèi)分布均勻程度。為達到較高的脫硝效率,設(shè)計每個功能段時 考慮以上因素,每個環(huán)節(jié)均優(yōu)化設(shè)計。在本項目中,設(shè)計進入SCR系統(tǒng)的煙氣溫度為300-400℃。立式SCR反應(yīng)器上方煙氣流向需要轉(zhuǎn)90°角度,均流器前煙道不僅短,而且也有多個影響氣流的局部構(gòu)件。安裝均流器空間小,為使進入催化劑層的煙氣分布均勻,均流器采用導(dǎo)流板加均流格柵板形式,導(dǎo)流板和格柵板依據(jù)CFD數(shù)值模擬計算結(jié)果進行設(shè)計。保證進入催化劑層的煙氣流速均勻程度σ<0.2。
催化劑
目前常用的催化劑形式主要為蜂窩式和板式。 蜂窩式是目前市場占有份額高的催化劑形式,其特點是單位體積的催化劑活性高,達到相同脫硝效率所用的催化劑體積較小,適合灰分低于30g/m3,灰粘性較小的煙氣環(huán)境。板式催化劑的市場占有份額僅次于蜂窩式催化劑。板式催化劑以金屬板網(wǎng)為骨架,比表面積較小。此種催化劑的特點是:具有較強的抗腐蝕和防堵塞特性,適合于含灰量高及灰粘性較強的煙氣環(huán)境。缺點是單位體積的催化劑活性低、相對荷載高、體積大,使用的鋼結(jié)構(gòu)多。
SCR建議采用立式結(jié)構(gòu),在SCR本體內(nèi)自上至下可布置3層催化劑,3層催化劑采用2+1配置方式,初期布置二層催化劑,預(yù)留增加一層催化劑位置,一層為催化劑經(jīng)過長時間的運行,脫硝效率下降,無法達到排放要求,可在預(yù)留位置再安裝一層催化劑。
催化劑的選用及反應(yīng)時間是影響脫硝效率的主要因素,為保證成功實施,采用已有成功應(yīng)用業(yè)績的催化劑,催化劑的數(shù)量嚴格按廠家要求進行設(shè)計,并適當(dāng)考慮余量。催化劑使用壽命為24000小時。