脱硝培训手册(尿素)

电厂4×1000MW机组烟气脱硝改造工程脱硝理论培训手册1.概述2.系统组成3.系统的启动与停止4.运行控制5.安全注意事项1.1 原理介绍采用“选择性催化剂还原烟气脱硝”技术，其主要化学反应如下：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O其反应产物为对环境无害的水和氮气，但只有在800℃以上的条件下才具备足够的反应速度，工业应用时须安装相关反应的催化剂，在催化剂的作用下其反应温度降至400℃左右，锅炉省煤器后温度正好处于这一范围内，这为锅炉脱硝提供了有利条件。

SCR（脱硝系统）催化剂的工作温度是有一定范围的，温度过高（＞450℃）时催化剂会加速老化；当温度在300℃左右时，在同一催化剂的作用下，另一副反应也会发生。

2SO2+O2→2SO2NH3+H2O+SO3→NH4HSO4即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。

因此，只有在催化剂环境的烟气温度在305-425℃之间时方允许喷射氨气进行脱硝。

1.2 主要设计参数1.2.1脱硝系统入口烟气参数表1 脱硝装置入口设计参数项目名称及符号单位设计煤种1 设计煤种2 备注工业分析收到基全水分 Mar % 14.00 9.61 空气干燥基水分 Mad % 8.49 3.89 收到基灰分 Aar % 11.00 19.77 收到基挥发分 Var % 27.33 22.82 收到基固定碳 FCar % 47.67 47.8 收到基低位发热量Qnet,arkJ/kg 22,760 22,440哈氏可磨系数 HGI 56 54.81元素分析收到基碳 Car % 60.33 58.00 收到基氢 Har % 3.62 3.36 收到基氧 Oar % 9.95 7.28 收到基氮 Nar % 0.69 0.79 收到基全硫 St,ar % 0.41 1.27灰融性变形温度 DT ℃1,130 1,110 软化温度 ST ℃1,160 1,190 流动温度 FT ℃1,210 1,270灰矿物组成二氧化硅 SiO2 % 36.71 50.41 三氧化二铝 Al2O3 % 13.99 15.73 三氧化二铁 Fe2O3 % 13.85 23.46 氧化钙 CaO % 22.92 3.93 氧化镁 MgO % 1.28 1.27 五氧化二磷 P2O5 % --三氧化硫 SO3 % 9.3 2.05 氧化钠 Na2O % 1.23 1.23 氧化钾 K2O % 0.72 1.1烟气参数机组负荷MW 1000 1000湿烟气流量kg/h 3,645,200 3,976,977 实际氧量湿烟气流量Nm3/h 2,761,515 3,012,861 实际氧量干烟气流量Nm3/h 2,501,104 2,753,454 实际氧量干烟气流量Nm3/h 2,996,323 3,304,145 6%氧量100%负荷烟气温度℃356 35350%负荷烟气温度℃310 307飞灰浓度g/Nm3 14.5 24.34烟气成烟气湿度% 9.43 8.61 NOx mg/Nm3 450 450 O2 % 2.74 2.74分及烟气污染物CO2 % 15.26 15.06 CO ppm 0 0SO2 ppm 379 1094 SO3 ppm 3.8 11.0F mg/Nm3 10.7 12.31Cl mg/Nm3 10.6 16.01 As mg/Nm3固态排渣炉，可忽略固态排渣炉，可忽略Hg mg/Nm3 <0.13 <0.12 Pb mg/Nm3 <0.13 <0.121.2.2煤质及烟气参数设计煤种：神府东胜煤，校核煤种：晋北煤。

锅炉（B-MCR）燃煤量：365.7 t/h（设计煤种）、372.7t/h（校核煤种）。

电厂常用的代表性煤种——印尼煤、伊泰煤和晋北煤的工业分析、元素分析、痕量元素分析和煤中灰成分分析等见表3。

表2 2007年1-6月入厂煤分析煤种所占比例Qnet，ar Aar Mt，ar Vdaf St，d % kJ/kg % % % % 印尼煤50 23，814 4.37 16.13 47.15 0.79 神华伊泰煤17 23，142 8.39 15.85 36.15 0.41 大友煤19 22，782 13.54 13.82 32.17 1.02 平朔煤11 22，456 18.42 9.55 39.19 1.60 表3 代表性煤种分析数据（元素分析、痕量元素分析和煤中灰组成成分）检测项目符号单位晋北煤伊泰煤印尼煤全水分Mt % 11.4 16.0 17.6 空气干燥基水分Mad % 3.89 6.03 7.27 收到基灰分Aar % 14.50 10.94 5.54 干燥无灰基挥发分Vdaf % 38.18 38.91 47.32 收到基碳Car % 59.05 57.77 58.67收到基氢Har % 3.89 3.79 4.50 收到基氮Nar % 0.83 0.79 1.24 收到基氧Oar % 9.33 10.06 11.60 全硫St，ar % 1.00 0.65 0.85 收到基低位发热量Qnet，ar MJ/kg 22.47 21.73 22.62 煤中氟 F ar µg/g100 81 86煤中氯Cl ar % 0.013 0.008 0.007煤中砷As ar % 0.0017 0.0035 0.0027 煤中铅Pb ar µg/g<1 <1 <1煤中汞Hg ar µg/g<1 <1 <1 煤灰中二氧化硅SiO2 % 50.01 50.05 53.50 煤灰中三氧化二铝Al2O3 % 35.40 26.38 23.68 煤灰中三氧化二铁Fe2O3 % 6.08 7.25 10.54 煤灰中氧化钙CaO % 3.17 6.23 3.04 煤灰中氧化镁MgO % 0.67 1.20 2.25 煤灰中氧化钠Na2O % 0.14 0.28 0.86 煤灰中氧化钾K2O % 0.52 0.91 1.90 煤灰中二氧化钛TiO2 % 1.33 1.34 0.92 煤灰中三氧化硫SO3 % 2.00 5.78 2.75 煤灰中二氧化锰MnO2 % 0.078 0.085 0.052 煤灰中五氧化二磷P2O5 % 0.029 0.018 0.023 1.2.3尿素品质：序号指标名称单位合格品优等品1 总氮（干基）% ≥46.3≥46.52 缩二脲% ≤1.0≤0.53 水分% ≤0.7≤0.34 铁% ≤0.001≤0.005计）% ≤0.03≤0.015 碱度（NH32-计）% ≤0.02≤0.0056 硫酸盐（以SO47 水不溶% ≤0.04≤0.005序号指标名称单位合格品优等品8 颗粒（4~8 mm）% ≥90≥901.2.4 55%尿素溶液品质：淡黄色或清澈或轻微浑浊的液体；悬浮固态物<5µg/g；水硬度（CaCO3）<10µg/g。

1.2.5溶解水品质要求：溶解水将采用电厂除盐水，水质尽量满足如下指标：总硬度（以CaCO3表示）<150µg/g导电性< 250μs/cmSiO2<15µg/g金属物(铁，锌，铅，锰，铬，镍，铜) 总量<1µg/g钠<5µg/g正磷酸盐、砷、汞<1µg/g固体悬浮物<10NTU硫酸盐<10µg/gpH值约7~91.2.6 压缩空气及蒸汽系统：表4 脱硝系统用蒸汽与压缩空气的来源及参数序号项目单位数值备注杂用压缩空气1 来源厂内杂用压缩空气2 压力MPa 0.6仪用压缩空气1 来源厂内仪用压缩空气2 压力MPa 0.5吹灰蒸汽1 来源汽源1 辅助蒸汽2 温度℃300～3503 压力MPa 1.0～1.61.2.7 设计参数表：机组类型超超临界燃煤锅炉机组NOxOUT ULTRA™系统数量一套绝热热解室系统用于1台锅炉设计–烟气流量（单台）烟气流量, 干基(SCR入口烟气) 380 deg C 在运6%含O2量3,304,145 NOx入口浓度(干基，6%含O2量), mg/Nm3 450NOx出口浓度(干基，6%含O2量), mg/Nm3 90NOx脱除率, % 80NH3 逃逸, ppm 3温度要求 (初步): 317～400环境累年平均气温, ℃17 ℃喷射热解室温度，℃300 - 650氨设计流量, kg/hr 460空气中氨所占份额 (vol %) < 5%热解室出口总流量, Nm3/hr(使用电加热器方案) 9,860SCR还原剂消耗量（干尿素, kg/hr）863.9 NOxOUT A (55%), 调整后的流量kg/hr 1570使用尿素溶液浓度（重量浓度）55%雾化空气（杂用气，0.6～0.8Mpa,a）, kg/hr （单台）260电加热器耗电量（单台）kW耗电量1,230* 设计采用电厂锅炉一次风(300°C,10kPa)作为热解室的加热空气。

说明：由于热解产物发生逆反应的温度约为270ºC，因而热解室出口温度范围控制在310－350ºC之间，以确保进入热解炉的气体不会发生逆反应。

使用包含300 ºC, 10KPa 的锅炉一次风，所用的任何热空气必须是无硫、低尘的。

1.3.主要设备情况序号名称规格及技术要求单位数量一烟气系统1.SCR反应器外形尺寸：14100X15690X21410 ( 材料Q345，单台金属重量300吨 )座4×22.涡流混和器材料Q345，金属总重量5吨/炉个4×103.烟道补偿器非金属材质，温度450℃，3900mmx15600mm 个4×2非金属材质，温度450℃，4250mmx15690mm 个4×2非金属材质，温度450℃，6000mmx14500mm 个4×2非金属材质，温度450℃，3400mmx14500mm 个4×2非金属材质，温度450℃，4200mmx15748mm 个4×24.SCR入口挡板门电动双层百叶挡板，4250×15690×400mm，台4×25.SCR出口挡板门电动双层百叶挡板，6000×14500×400mm，台4×26.SCR旁路挡板门电动双层百叶挡板，3400×14500×400mm，台4×27.蒸汽吹灰器蒸汽吹灰器，电机1.1KW 台4×248.高压冲洗水泵电机功率132 KW 台4×19.电动锁气器电机功率0.55KW 台4×8 二尿素颗粒储存溶解系统1.尿素颗粒储仓有效V＝141m3，Φ6m×5.1m（直段）＋Φ6m×4.5m（锥段）锥体部分内衬1Cr18Ni9Ti不锈钢个 22.袋式除尘器UF-1B机械振打式，F＝14m2，Q=1500m3/h，N=2.2kW，清灰电机N=0.55kW台 23.斗式提升机Q＝20t/h，N＝7.5kW 台 24.仓壁振动器振动电机，0.5kW 台 25.气化板L=150mm W=300mm 台166.中间储仓V＝2.28m3台 27.尿素溶液溶解罐V＝18.8m3，H＝3m，有效容积12m3，1Cr18Ni9Ti不锈钢台 28.尿素溶解罐盘管式加热器DN50，304L不锈钢台 29.尿素溶解罐搅拌器N＝4kW，轴及浆叶材质316L 台 210.尿素溶液混合泵型号：XCB80-50-160-L，Q＝29m3/h，H=23m，N=5.5kW，不锈钢材质台 411.溶解车间地坑泵型号：LY25-250，Q＝5m3/h，H=15m，N=4kW，不锈钢材质台 112.疏水箱V＝10m3台 113.疏水泵型号：CZx25-200，Q＝8m3/h，H=53m N=5.5kW 台 214.溶解罐排风扇型号：T4－72－No3A，Q=800m3/h，P=285Pa，台 2序号名称规格及技术要求单位数量玻璃钢材质三尿素溶液储存输送系统1.尿素溶液储罐V有效＝240m3，1Cr18Ni9Ti不锈钢台 22.尿素溶液储罐盘管式加热器DN32，304L不锈钢台 23.高压循环泵型号：XCB40-25-315-L，变频调节，电功率N＝18.5kW，Q＝8.2m3/h，H=134m，不锈钢材质套 44.背压控制阀组合件套 2 四热解系统1.计量分配装置总重量：约1200kg，组合件套 42.绝热分解室直径Ф2743mm，高16343mm 套 43.尿素溶液喷射器12支/炉，材质：316不锈钢套 44.电加热器电加热功率1250kW 台 4 2．系统的组成本工程烟气脱硝采用选择性催化还原（SCR）脱硝工艺，一炉两个反应器，还原剂（尿素）储存、配制等为公用系统。