循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝工程(氨水)

循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝设计方案设计单位：广州纳捷环保科技有限公司设计时间：2019年06月07日目录一、公司简介 (1)二、项目简介 (2)三、脱硝方案设计 (2)3.1设计方案及设计原则 (2)3.2 SNCR技术介绍 (4)3.3工艺路线 (6)3.4SNCR脱硝工艺简述 (6)四、SNCR脱硝系统配置 (7)4.1储存系统 (8)4.2加压系统 (8)4.3还原剂稀释计量分配系统 (8)4.4 控制系统 (9)4.5还原剂喷射系统 (10)五、设备性能指标 (10)六、运行成本分析 (11)6.1 SNCR脱硝系统投资成本 (11)6.2 SNCR脱硝设备运行成本（理论计算值） (11)七、部分工程案例 (12)7.1部分脱硝工程业绩汇总表 (12)7.2脱硝设备现场 (13)一、公司简介广州纳捷环保科技有限公司位于广州市黄埔区，主要业务范围包括：节能环保与新能源领域的技术研究、开发、咨询及推广服务；工业脱硫、模块化脱硝等节能环保工程项目承接；并为企业及公共机构提供节能诊断、能源审计、节能规划、节能评估及合同能源管理技术咨询服务等。

公司聘请科技人员10余人,包括教授、博士2人，本科、中高级以上技术人员5余人，并与各行各业的知名学者、专家及相关机构建立了密切的合作关系。

公司的创始专家团队有近二十年锅炉设计运行经验，先后主持或参与了一批国家、省部级重大科研课题项目，为一大批重点耗能企业开展了节能环保诊断、节能环保改造工程，公司创始人先后取得11项软件著作权，且已申请6项实用新型专利并获得国家知识产权局受理，自主研发的SNCR 模块化脱硝技术已列入广州市节能减排技术及成果推广目录。

公司紧紧跟随国家产业政策，立足“诚信、务实、专业、高效”的服务准则，积累了丰富的客户资源、人才资源、技术资源和社会服务资源，逐步发展形成为特色鲜明的，融节能环保技术开发推广、节能环保工程总承包于一体的现代环保科技公司。

二、项目简介该项目为循环流化床锅炉的脱硝装置的烟气脱硝工程，锅炉NOx的排放浓度较高，在不做脱硝处理的情况下，NOx的排放浓度约400mg/Nm³，无法满足当地环保的排放标准。

因此，需要对锅炉烟气中的NOx污染物进行深度处理，使处理后的锅炉烟气中的NOx排放浓度达到国家及当地相关标准，实现洁净排放，满足达标要求。

基本设计参数：三、脱硝方案设计3.1设计方案及设计原则3.1.1方案的选择目前烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术（SNCR），选择性非催化还原技术（SCR），以及SNCR和SCR混合脱硝技术。

广州纳捷环保科技有限公司和湘潭大学、湖南化工研究院等单位合作研发的纳米高效脱硝增效剂应用在SNCR脱硝系统，将SNCR的脱硝效率由50%提高到约80%。

这四种脱硝工艺的技术比较如下：综合考虑工艺、技术、设备、材料、投资经济性等因素，在确保烟气处理效果的前提下，以较少的投资，取得较大的社会、环境和经济效益，本项设计采用选择性非催化还原法（SNCR）对锅炉进行烟气脱硝治理，确保锅炉烟气达标排放。

目前脱硝用还原剂有尿素、氨水和液氨，其各自的优缺点如下：因考虑到取材及对场地的要求，本项目用氨水做为脱硝还原剂。

3.1.2设计原则①处理系统总体规划布局合理、美观，流程顺畅、平面紧凑，节省用地；②充分利用现有的条件和现有设备进行设计，尽量不影响生产，施工期要短；③按现有场地条件设计脱硝系统，力求流程合理，操作维护简便；④还原剂喷射系统的设计适应锅炉任何负荷下持续安全运行，并能适应负荷变化和机组启停次数的要求；⑤SNCR脱硝装置能够在NOx排放浓度为最小值和最大值之间任何点运行；⑥设备和材料具有运行稳定性和耐腐蚀性能；⑦为今后企业可持续性发展着想，选用的设备和材料具有实用性，价格适宜；⑧脱硝工艺选用技术成熟、设备运行可靠，使用寿命较长。

3.2 SNCR技术介绍3.2.1工作原理选择性非催化还原技术，简称SNCR技术，是目前最主流的烟气脱硝技术之一。

用NH3或尿素等氨基还原剂喷入炉膛内，选择性的与烟气中的NOx进行氧化还原反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂，最佳还原剂喷入炉膛温度为800~1050℃，在这个温度范围内，还原剂迅速分解出NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成，该方法以炉膛为反应器，最终产物为N2、CO2和H2O，无副反应，不会造成二次污染，实现了无毒排放。

反应机理如下：氨水为还原剂4NO + 4NH3 + O2→4N2↑+ 6H2O4NO2 + 2NH3 + O2→3N2↑+ 6H2O本设计采用19%氨水做还原剂，取材方便，设备投资及运行成本低。

3.2.2影响效果的主要因素①温度：NOx的还原反应发生在特定的温度范围内（最佳反应温度800℃~1050℃）；②停留时间：指反应物在反应器内总的停留时间，在此时间内，NH3、尿素等含氨基的还原剂与烟气混合、水的蒸发、还原剂的充分分解和NOx 的还原等步骤必须完成；停留时间的大小取决于锅炉的气路尺寸和烟气流经锅炉气路的气速；SNCR系统中，停留时间0.5S就足够了；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烟气通过锅炉的方式；④NH3/NOx摩尔比（化学当量比）。

3.2.3技术优点选择性非催化还原技术（SNCR技术）脱硝效率为40%~60%，建设周期短、投资少、比较适合中小型锅炉烟气脱硝治理项目。

该技术早在20世纪70年代就被日本使用，80年代、90年代该技术在欧美国家得到推广，经过几十年的应用及优化，该技术已经相当成熟，在还原剂喷射温度窗850℃~1100℃之间、NH3/NOx摩尔比1~2、停留时间1S时，理论最大脱硝效率达到了82%，我司在实际运用案例中已经做到了77%的脱硝效果。

3.3工艺路线本项目SNCR系统主要包括：还原剂储存系统、还原剂及软水加压系统、还原剂稀释计量控制系统、PLC控制系统和喷射系统五部分。

还原剂制备系统实现尿素溶液的配置及储存的功能，还原剂加压系统为工作介质加压，在PLC控制系统的控制下，根据实际工况和NOx排放浓度情况，自动调整所需的喷射量，送入喷射系统，喷射系统实现各喷枪的尿素溶液分配和雾化喷射，还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷的要求。

整套电气控制系统调节方便、灵活、可靠，在实现了设备间的联动控制。

锅炉脱硝整体工艺流程如下：3.4SNCR脱硝工艺简述本脱硝系统可用液氨、氨水和尿素做还原剂，考虑到客户对还原剂原材料的供应、运输、储存、安全性等因素，本项目设计采用尿素作为还原剂。

系统配置一套尿素溶解系统及尿素溶液储存系统。

双流体喷嘴将尿素溶液雾化后喷入锅炉。

尿素溶液在锅炉内热分解出氨，与锅炉内的NO x在适温下发生还原反应，还原成氮气和水，从而脱除烟气中氮氧化物。

下图所示为SNCR脱硝工艺框架流程。

SNCR脱硝工艺框架流程图在选择性非催化还原（SNCR）的氮氧化物去除的过程中，还原剂是以液态（氨水、尿素溶液）或气态的形式（氨气）喷射到850℃~1050℃的高温烟气窗口中，通过还原反应后最终形成氮气、水和二氧化碳，从而降低烟气中氮氧化物。

本项目的SNCR系统采用模块化设计的理念，几乎全部的设备都安装在预先在工厂经过测试的模块上，减少了现场的安装和调试工作。

SNCR 系统主要有还原剂制备系统，还原剂加压系统，还原剂计量分配系统，控制系统、还原剂喷射系统，下面将对主要设备分别进行说明。

四、SNCR脱硝系统配置本项目采用以尿素为还原剂的SNCR脱硝系统，系统主要包括：还原剂制备系统、还原剂加压系统、还原剂计量分配控制系统、PID控制系统、还原剂喷射系统。

4.1储存系统储存系统主要包括软水储罐、氨水储罐、氨水溢流罐、水封呼吸阀等。

软水储罐软水储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，罐体配置液位显示装置、温度显示装置。

氨水储罐氨水储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，罐体配置液位显示装置、液位传感器、检修入口等。

氨水溢流罐：储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，罐体配置液位显示装置、手孔等，防止氨水储罐氨水溢流并过滤排出的氨气。

水封呼吸阀：储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，进排气独立箱体设计，维持氨水储罐罐内与大气的压力平衡，同时起到防爆功能。

4.2加压系统加压系统采用自主专利技术对整套加压系统进行封装优化，做成了液态工质恒压加压模块，模块包含两组独立的泵组（一备一用），主要设备包括：立式多级离心泵、背压阀、逆止阀、过滤器、压力表等，外形简洁美观，管路联接口分布合理，安装快捷方便。

4.3还原剂稀释计量分配系统还原剂计量分配系统采用自主专利技术对整套计量分配进行封装优化，模块的计量分配包括独立的液路和气路，实现了还原剂用量的总量把控，及每支喷枪的还原剂用量可计量可控制，压缩空气也在该设备内被平均分配到每支喷枪中，集成化控制。

主要设备包括：电动执行球阀、流量传感器、还原剂精密过滤器、压缩空气过滤器、还原剂分配器、混合器、压缩空气分配器、压力表、不锈钢转子流量计等。

设备集成度高，整体结构简洁紧凑，安装简便操作方便，液、气管路联接分布整齐合理。

4.4 控制系统本烟气脱硝系统还原剂的喷射通过前馈控制参数（锅炉负荷、温度）和反馈控制参数（出口NOx浓度）来进行连续不断的调整。

在保持NOx 排放浓度（或脱硝效率）及NH3逃逸率小于设定值的条件下，根据前馈控制参数确定不同负荷时还原剂的喷射量，再以反馈控制参数来调整还原剂的喷射量。

当锅炉负荷、原始烟气中NOx浓度低于设定值等情况下，停止投加还原剂。

本烟气脱硝装置的系统可直接PLC控制系统，带触摸屏远程控制系统，触摸屏远程控制系统均可操作，远程控制系统布置在锅炉操作室内。

整套系统及装置满足在各种工况下自动运行的要求，脱硝控制系统包括脱硝装置运行控制的所有控制的所有参数及曲线，如运行时间、锅炉负荷、喷射区温度、出口氮氧化物浓度、含氧量及还原剂喷入量等，并可储存生成报表。

完成数据采集、顺序控制和调节控制功能。

脱硝控制系统建成后，可完成对脱硝系统的启/停控制、正常运行的监视和调整、以及异常与事故工况的处理和故障诊断。

4.5还原剂喷射系统还原剂喷射系统主要设备为雾化介质喷枪，采用国外先进技术生产的双流体喷嘴，在SNCR脱硝上有大量成功使用业绩。

喷枪采用压缩空气来雾化尿素溶液，采用耐热不锈钢制造。

喷枪包括喷嘴头、加长杆、混合器、连接枪座等主要部件组成，喷枪通过软管与尿素溶液管、压缩空气管连接。

只要锅炉运行这些喷枪全部投运，在日常的使用当中，即使不喷射尿素溶液，只需维持压缩空气的不间断供应，就能维持喷管的基本散热要求，不易损坏。

喷枪选用耐高温的310S不锈钢材质，合金喷涂，适应流量为10~80L/h，采用0.3~0.6 MPa压缩空气雾化介质，雾化形状为扇形。