脱硝培训讲义(SCR 液氨法)

脱硝反应原理
• SCR 技术是在金属催化剂作用下，以 NH3作为还原剂，将NOx还原成N2和H2O。 NH3 不和烟气中的残余的 O2 反应，因此称 这种方法为“选择性”。主要反应方程式 为： • 4NH3+4NO+O2─>4N2+6H2O (1) • NO+NO2+2NH3 ─>2N2+3H2O (2)
催化剂
脱硝设计参数
• ‘脱硝工艺流程Fra bibliotek介液氨储存和供应系统
系统包括氨压缩机、液氨储罐、液 氨蒸发器、气氨罐废水箱、废水泵、 废水坑等。此套系统提供氨气供脱硝 反应使用。液氨的供应由液氨槽车运 送，利用液氨卸料压缩机将液氨由槽 车输入液氨储罐内，储槽输出的液氨 在液氨蒸发器内蒸发为气氨，经气氨 罐送达脱硝系统。
气氨罐
• 气氨罐工作压力 0.2MPa, 设计压力 0.9MPa 。 从蒸发器蒸发的气氨流进入气氨罐，通过调 压阀减压成 2.1kg/cm2，再通过气氨输送管线 送到锅炉侧的脱硝系统。气氨罐的作用即在 稳定气氨的供应，避免受蒸发器操作不稳定 所影响。气氨罐上也有安全阀（启跳压力为 0.8MPa)可保护设备。 • 当停蒸发系统时气氨罐中的氨留在罐中，使 下次启动可快速达到要求压力。
国华太仓发电有限公司2×600MW机组
烟气脱硝工程（SCR）
培训讲义
脱硝基本概念
• • • • • 脱硝的构成 脱硝的原料 脱硝反应原理 脱硝的设计参数 脱硝的工艺流程
脱硝工艺的构成
整个 SCR 烟气脱硝系统分为两大部 分，即 SCR 反应器和液氨存储及供 应系统。
液氨存储及供应系统
2×600MW机组脱硝工程设 计采用一套氨储存及供应系统。 根据液氨储存的安全要求。氨储 存和供应系统设备占地大约1600 （44×36）m2符合安全区域要求。
排放系统
• 系统紧急排放的气氨则排放至废水箱中，经水 的吸收排入废水坑，再经由废水泵送至废水处 理厂处理。 • 当夏季温度达到33℃ 以上，氨储罐上冷却水 系统，冷却喷淋水经地面坡度进地沟，由地沟 进废水坑。冷却水集中至地坑时，可开启废水 泵，通过DN15管道进喷淋管补充部分喷淋水， 即时通往污水处理阀手动关闭，通往往喷淋管 阀手动开启，旁路阀手动开启。 • 消防监控系统与自动喷淋系统联锁，喷淋水同 样进废水坑。
氨压缩机
• 为活塞式压缩机 • 最大出口压力1.7MPa • 压缩比8
液氨蒸发器
• 液氨蒸发器为螺旋盘管（1.4m)式。蒸发器传热面积22m2 管 内为液氨管外为温水浴，以蒸气直接喷入水中加热至 40℃ ， 再以温水将液氨汽化，并加热至常温。蒸气流量受蒸发器 本身水浴温度控制调节。当水的温度高过时报警，高高值 时则切断蒸汽来源，并在控制室 DCS 上报警显示。与蒸发 器连通的气氨罐上装有压力控制阀将气氨压力控制在 2.1kg/cm2。当出口压力达到3.8 kg/cm2时，则切断液氨进料。 在气氨出口管线上装有温度检测器，当温度低于 10℃ 时切 断液氨进料，使气氨至气氨罐维持适当温度及压力。 • 蒸发器与气氨罐为蒸发系统运行时二开一备。切换时先将 正在运行的供氨气动阀关闭，开启备用蒸发系统供氨气动 阀、蒸汽调节阀，当气氨罐压力达到 0.2MPa ，开启备用气 氨罐后气氨气动阀门向SCR供氨，同时启动停车程序，停正 在运行的蒸发系统。
废水箱
• 废水箱为立式水箱，水箱上部设有2米长 的喷淋塔，水箱的液位由溢流管线维持， 废水箱设计连结由箱顶淋水和箱侧进水。 液氨系统各排放处所排出的气氨由管线 汇集后从废水箱低部进入。通过分散管 将气氨分散入废水箱水中，利用大量水 来吸收安全阀、检修排放气氨。
气氨泄漏检测器
• 液氨储存及供应系统周边设有六只气氨检测器， 分别在储氨区、蒸发区和泄氨区，三个区域内 检测气氨的泄漏，并在控制室显示大气中氨的 浓度（50ppm)，操作员可在控制室内监视氨区 情况。当检测器测得大气中氨浓度过高时，在 机组控制室会发出警报，并启动消防联动系统， 打开雨淋阀在设备四周水雾喷淋。通过大量水 喷淋使溢出氨在短时间内被吸收。消除火灾隐 患。
主要设备及主要操作
（主要操作参数）
液氨储罐
• 工程共设计2个储罐，一个液氨储罐的存储容量（直 径3.2mX12m)为106m3。工作压力1.5MPa,设计压力 2.17MPa,三类容器。一个液氨储罐可供应一套SCR机 组脱硝反应所需还原剂一周左右。储罐上安装、紧 急关断阀和安全阀做为储罐液氨泄漏保护所用。储 罐还装有温度计、压力表液位计和相应的变送器将 信号送到主体机组DCS控制系统，当储罐内温度或压 力高时开启冷却水。当储罐罐体温度高高报警，当 压力高高时开启废水箱上气动阀。 • 储罐上液位计高值为0.9储罐体积；高高值约为《、 <0.95储罐体积 。
系统中操作要注意问题
氨压缩机 蒸发系统 高压水泵
氨压缩机
• 氨压缩机调试和运行时，要先阅读操作 手册。 • 可请厂家作指导，供货合同中有这笔费 用。 • 氨压缩机调试前要加油。
蒸发系统
• 蒸发系统是减压，加热蒸发，蒸发器内 有未蒸发的液氨，停系统时要先关供液 氨阀，再关调节阀，经过延时关气氨罐 出口压力。避免因阀门关闭，液氨继续 蒸发使气氨罐压力过高安全阀启跳。
高压水泵
• 高压水泵：19 MPa；耗量：350l/min。 • 在高压水管路中为分别吹灰设置了切断 阀，在操作中必需避免切断阀关闭，而 泵开着，这样会使管路压力过高安全阀 启跳。
稀释风机系统
• 稀释风机系统7#，8#炉各设置二台高压风 机，并互为备用。在风机进口设有气动风 门，用于自控的启动和切换。 • 为了防止风机切换时空气倒流，在风管并 流之前设置止回阀。 • 为了监视二个反应器喷氨稀释风运行情况， 在风道上设置流量计。
声波吹灰系统
• 每台SCR使用9个DC-75喇叭，第一层 4 个、第二层 5 个、第三层 5 个（预 留）。清灰的顺序为每次在一层上 运行两台声波喇叭，这一对喇叭或 第9个喇叭每次运行十秒钟，一循环 的间隔为十分钟。
SCR反应系统
SCR反应器布置在锅炉省煤器 与空预器之间。每台炉SCR反应器、 连接烟道以及检修维护通道等占 地约600m2，拟将炉后的烟道支架 的土建框架加高增设平台作为SCR 装置布置场地。
脱硝原料
氨; 液氨; Ammonia; CAS: 7664-41-7；《危险化学品名录》 （ 2002 版）中被分为：第 2 类 压缩气体和液化气体、第 3 项 有毒气体；中国危险货物编号：CN No. 23003；联合国危险货物 编号：UN No. 1005。 理化性质：无色气体,有刺激性恶臭味。分子式NH3。分 子量17.03。相对密度0.7714g/l。熔点-77.7℃。沸点-33.35℃。自 燃点651.11℃。蒸气密度0.6。蒸气压1013.08kPa(25.7℃)。蒸气 与空气混合物爆炸极限16～25%(最易引燃浓度17%)。水溶液呈 碱性,0.1N水溶液PH值为11.1。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶 和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物 达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性 物质存在,则危险性更高。与硫酸或其它强无机酸反应放热,混合 物可达到沸腾。二台炉用量为724kg/h.
SCR反应系统
• 烟气从省煤器底部导出，与带有气氨的稀释 空气混合，经一段烟道稳流，通过导流板进 SCR反应器反应。烟气经脱硝进空预器。 • 反应温度300~400℃ ，稀释空气中含量3%， 控制喷氨量为烟气中Nox摩尔比1：1，同时控 制反应器出口烟气含NH3 小于3ppm。 • 当锅炉负荷变化时主要通过调节气氨流量来 调节NH3/NO＝1
氨管氮气吹扫
• 脱硝工程中氨管，如卸料压缩机、液氨储槽、蒸 发器、气氨罐等都备有氮气吹扫管线。在液氨卸 料之前通过氮气吹扫管线对以上设备分别要进行 严格的系统严密性检查和氮气吹扫，防止气氨泄 漏和与系统中残余的空气混合造成危险。 • 每次卸氨后要将阀门前管道中的氨用氮气赶入废 水箱喷淋吸收。防止氨溢出。
空预器吹灰系统
• 空预器吹灰分在线蒸汽吹灰、离线高压水吹灰。 控制分控制室控制和现场控制。就地控制。锅炉 试运行期间，使用油作燃料进行时，吹灰器立即 投运，每隔八小时吹灰一次。 • 冷态启动期间，使用油作燃料时，吹灰器立即投 运，每隔八小时吹灰一次。 • 热态启动期间，锅炉暖炉并有蒸汽压，一旦点火， 吹灰器立即投运，每隔八小时吹灰一次。 • 高压水（ 19MPa) 吹扫六个月左右一次，或者根 据需要在线吹扫。