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SCR脱硝技术在小型燃油燃气锅炉中的实际应用—— 河北汉蓝燃油小锅炉脱硝设备在某粮油厂安装运行

发表时间:2018-07-02


万纯小型燃油燃气锅炉SCR脱硝系统


随着国家经济的快速发展,氮氧化物(NOx)排放量也越来越多,有研究表明 ,NOx是形成雾霾天气的重要原因, 已成为制约社会经济发展的因素之一,因此国家将NOx列为十二五期间大气污染物总量控制对象。


目前, SCR脱硝因技术成熟在燃煤机组中已得到广泛应用,但在燃气机组中应用还不多。随着环保要求的日益严格,燃气余热锅炉设立脱硝装置是今后的必然趋势,燃气轮机因燃料较为清洁并结合最新的 NOx 排放控制技术即可实现更低浓度的排放,以满足日益严格的环保要求。


在排放要求较高时, 需采用烟气净化技术。 目前应用较广的烟气脱硝技术有: 选择性催化还原(SCR)法、 选择性非催化还原(SNCR)法、同时脱硫脱硝(如电子束法、活性焦还原法)等。


选择性催化还原技术即 SCR脱硝技术是在催化剂作用下,用选择性还原剂(氨或尿素)将NOx还原为无害的氮气和水蒸气,是目前国际上技术最成熟、应用最广泛的烟气脱硝技术, NOx脱除效率80~90%,但投资和运行成本较高,该脱硝技术在德国、 日本、 奥地利、 丹麦、美国等国应用广泛。


脱硝反应机理: SCR反应条件下的反应式为: 4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O ,在适当催化剂的作用下,对NO2也有还原去除的作用: 4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O 6NO2 + 8NH3→7N2+12H2O



河北汉蓝SCR脱硝反应器



SCR系统包括烟道、SCR反应器、催化剂、氨喷射系统,脱硝装置灰斗,吹灰及控制系统,脱硝剂存储、制备、供应系统,检修仪表和控制系统,电气系统等。其中,核心部分是SCR反应器。脱硝剂存储、制备、供应系统包括液氨储存、制各、供应系统包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氦蒸发槽、液氨泵、氨器缓冲槽、 稀释风机、混合器、氨气稀释槽、废水泵、废水池等。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储氮罐内,用液氮泵将储槽中的液氨输送到液氨蒸发槽内蒸发为氨气,经氨气缓冲槽控制一定的压力及流量,然后与 稀释空气在混合器中混合均匀, 再送至脱硝系统。氮气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释槽中,经水的吸收排入废水池.再经由废水泵送至废水处理厂处理。


SCR反应器布置在锅炉省煤器后,空气预热器之前。此时锅炉尾部烟气的温度足以满足催化剂运行温度,不需专门加温,催化剂容易堵塞。因烟气含尘量高, 所以必须通过使烟气均匀布置和布置吹灰装置来避免催化荆堵塞。同时反应过程中还会发生副反应,SO2在催化剂作用下转化为SO3,再与烟气中的残留的氨反应形成硫酸氢铵,其对省煤器会造成腐蚀。 但低浓度残留氨有利于避免形成硫酸氢铵。投资较低,而在旧厂改造中,有时由于场地限制,不能使用高含尘量工艺流程。


万纯燃油燃气小锅炉SCR脱硝设备


河北汉蓝为某粮油有限公司设计制造的燃油小型锅炉——5T/h柴油高压蒸汽发生器脱硝设备,为长期运行锅炉,烟气量为3000m3/h左右,实际为1500~2000m3/h。

 

本项目燃油小锅炉脱硝方案选用SCR烟气脱硝工艺,在综合考虑还原剂的消耗量和不同还原剂的运输和安全成本的基础上,本项目还原剂选用 20 %(质量) 浓度的氨水。本项目工艺流程主要可分为还原剂供应系统和余热锅炉烟气系统。从燃机来的烟气经过余热锅炉第一级高温蒸发器换热模组后与喷氨格栅喷入的氨气混合通过催化剂层,烟气中的NOX 在催化剂的作用下,与NH3 发生还原反应,生成无二次污染的 N2和H2O ,然后通过余热锅炉的第二级高温蒸发器和省煤器,最后通过烟囱随烟气排放。


综上所述,小型燃油燃气锅炉因其具有热效率高,染物排放浓度低,性能好等特点而被广泛使用,但在当前国家不断调整能源结构和落实节能减排的大背景下,未来相当长一段时间我国将在发达地区大量建设燃气锅炉并会同步实施 SCR 脱硝装置。因此开展燃气余热SCR脱硝技术的研究,同时在应用过程中不断总结和提升也是十分必要的。


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