脱硝培训手册(尿素)解析

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：

4NH

3+4NO+O

2

→4N

2

+6H

2

O

4NH

3+2NO

2

+O

2

→3N

2

+6H

2

O

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。

2SO

2+O

2

→2SO

2

NH

3+H

2

O+SO

3

→NH

4

HSO

4

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,ar

kJ/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℃356 353

50%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 0

SO2 ppm 379 1094 SO3 ppm 3.8 11.0

F mg/Nm3 10.7 12.31

Cl 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 <0.12

1.2.2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≥46.5

2 缩二脲% ≤1.0≤0.5

3 水分% ≤0.7≤0.3

4 铁% ≤0.001≤0.005

计）% ≤0.03≤0.01

5 碱度（NH

3

2-计）% ≤0.02≤0.005

6 硫酸盐（以SO

4

7 水不溶% ≤0.04≤0.005