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不均匀喷氨系统在SNCR+SCR耦合脱硝技术中的应用

北极星环保网来源:发电设备 梁存敬等2019/5/21 11:33:51我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:喷氨系统 烟气脱硝技术 SNCR脱硝

3.2.2尿素制氨方式的选择

电加热尿素热解工艺投资较少,但电耗运行成本较高,长期运行经济性差,设备系统较复杂,电加热器存在故障退出运行的风险,目前应用此工艺的有些电厂正在实施或考虑二次改造为烟气热解或水解工艺;烟气加热尿素热解工艺系统复杂,锅炉本体及烟风道系统改造量大,目前应用业绩少且投运时间短,风险相对较大,投资成本高。

选用尿素水解脱硝工艺,可充分对尿素站系统利用原有设备,设备系统简单,锅炉本体无需改动。水解装置采用撬装模块,施工简单,占地面积小,投资小。尿素水解制氨负荷响应慢,可通过增加制氨裕量加以解决,水解器排污问题均已在新的工艺设计中得到有效改进,可靠性高[5]。

无论是电加热或是烟气加热的尿素热解工艺,尿素热解中均不同程度地存在因热解不均、喷枪雾化不良、稀释风、含尘、温度控制等原因导致出口弯头管道尿素结晶堵塞现象,脱硝系统被迫退出,可靠性相对不高。综合对比两种尿素制氨技术,该公司采用尿素水解方案对脱硝超低排放进行改造。

3.3工程应用

该公司于2016年10月和12月分别完成了1号、2号锅炉脱硝超低排放改造,新增了2台尿素水解反应器,每台尿素水解反应器对应1台机组,每台产氨能力为60kg/h(留50%裕量),在尿素水解反应器出口至锅炉输送氨管道之间可联络,可对邻炉补氨。

图4为该公司尿素水解站。

QQ截图20190521112218.jpg

图4尿素水解站

质量分数为50%的尿素溶液被输送到尿素水解反应器内,饱和蒸汽通过盘管的方式进入水解反应器,饱和蒸汽不与尿素溶液混合,通过盘管回流,冷凝水由疏水箱、疏水泵回收。水解反应器内气液两相平衡体系的压力为0.6~0.9MPa,温度为140~155℃。水解反应器中产生出来的含氨气流经过计量分配后进入氨空气混合器,然后与一次风在氨气-空气混合器处稀释,最后进入SCR上部喷氨格栅。水解反应器材质为316L,设置2台无油润滑空压机,通过空压机向尿素水解器内加入防腐空气,使其水解器内一直有溶解氧的存在,使尿素溶液中一直有溶解氧的存在,溶解氧使不锈钢在氧化性介质中能进行化学钝化,表面生成氧化膜,最大限度缓解腐蚀速率。

产品气为质量分数为28%氨气、35%二氧化碳和37%水蒸气的混合物。为确保产品气的温度高于露点温度以防止管道堵塞,产品气管道采用夹套保温,管内输送气氨,夹套内输送伴热蒸汽,蒸汽冷凝水回到稀释水箱回收利用。

因农用尿素中含有一些的细微杂质,水解反应过程中会产生结垢物黏结在加热盘管表面,影响传热导致反应器制氨出力下降,运行中需每周进行一次排污防止杂质结垢,每次排污5s,从而产生少量废水。该改造项目优化了废水处理方式,废水回至尿素溶解罐,打至尿素溶液储罐后进入炉前SNCR喷射系统进行脱硝反应;另外还设置了废水池,尿素废水经稀释后进入厂内草坪灌溉系统,作为厂区草木的肥料使用。

每台锅炉设2台高温离心式稀释风机,一用一备,稀释风取自高温空气预热器出口热风道,风道320℃。喷入反应器上部喷氨格栅的氨气为热空气稀释后含5%左右氨气的混合气体。

图5为高温省煤器上部加装喷氨格栅布置图。

QQ截图20190521112209.jpg

图5 高温省煤器上部加装喷氨格栅布置图

延伸阅读:

燃煤电站尿素水解脱硝系统优化调整

电厂尿素热解和水解工艺研究

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