吨锅炉SNCR烟气脱硝装置工程技术方案

********20t/h燃煤锅炉烟气脱硝项目
LNBs+SNCR
烟气脱硝装置技术方案
低设备投资、低运行成本
高性价比、高可靠性
睿能源智系统技术（北京）有限公司
2009年4月
目录
1 睿能源智系统技术（北京）有限公司 (3)
2 烟气脱硝工艺技术的选择 (3)
3 LNBs+SNCR脱硝工艺简介 (4)
3.1 降低NOx燃烧技术（LNBs） (4)
3.2 选择性非催化还原法（SNCR） (5)
4 设计基础 (6)
4.1 项目背景 (6)
4.2 设计依据 (6)
4.2.1锅炉参数 (6)
4.2.2锅炉烟气主要污染物含量 (6)
4.3 装置规模及组成 (7)
4.4还原剂 (7)
4.5强化反应剂 (7)
4.6 LNBs+SNCR脱硝装置总体性能指标 (7)
5 系统配置 (8)
5.1 还原剂制备系统 (8)
5.2 锅炉燃烧工况监测系统 (10)
5.3 还原剂喷射装置 (10)
5.4 逃逸NOx脱除装置 (11)
5.5 低NOx燃烧控制装置 (11)
5.6 SCADA监测与控制系统 (12)
5.7电气系统 (12)
6 工艺流程 (13)
6.1 LNBs工艺流程 (13)
6.2 SNCR工艺流程 (14)
7 主要工艺设备表 (15)
8 LNBs+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
睿能源智系统技术（北京）有限公司主要研究开发能源、环保相关项目，经营相关冶金设备、环保设备，拥有多个相关项目的研究开发团队，其中供氧项目组是国内最具实力和影响力的研究开发团队，其供氧技术具有国际领先水平。

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公司汇聚了大量的专业人才，现有职工85人，其中教授、副教授25人，高级工程师15人，博士、硕士25人、各类工程人员20。

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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：
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。

3 LNBs+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NO x含量为400 mg／Nm3造成超标排放，需要进行脱硝处理，以使处理后的烟气中NO x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：
4.2.2锅炉烟气主要污染物含量。