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玻璃工厂烟气SCR脱硝工艺中氨系统设计

北极星环保网来源:玻璃 路明2019/6/25 9:32:35我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:烟气SCR脱硝 SCR工艺 脱硝技术

北极星环保网讯:当前,环保要求异常严格,尤其对于钢铁、水泥及玻璃等高污染行业,更是治理的重中之重。在玻璃行业,无论是新投产的还是原有生产线整改,无一例外都要进行烟气脱硫脱硝。在玻璃行业应用最为广泛的脱硝技术SCR工艺(选择性催化还原技术SelectiveCatalyticReduction),其它脱硝技术,如SNCR工艺(选择性非催化还原技术SelectiveNon-CatalyticReduction)以及SNCR/SCR交互脱硝技术,应用很少。据统计资料显示,在用的脱硝装置中,采用SCR工艺的设备总台数占全部脱硝设备总数的73.8%,烟气处理量则达到总排放烟气量的94.7%。

1 SCR脱硝工艺原理

SCR化学反应原理就是利用氨气作为还原剂,与烟气中的NO发生氧化还原反应,生成氮x气和水,这一反应过程有温度条件限制,一般为300~380℃,而且还要在有催化剂的环境中进行。目前,可以为SCR工艺提供还原剂的物质主要有液氨、氨水及尿素3种。这3种还原剂各有优缺点。

液氨一般纯度为99.8%,纯度高,工艺流程简单,投资及运行费用低,但液氨有毒,易燃易爆,所以有严格的安全和防火要求,受到当地政府安监和质监部门的严格监管;氨水一般浓度为20%~30%,是氨的水溶液,纯度低,体积大,从中提取氨气需要消耗大量能源,费用高于液氨,工艺流程较复杂;尿素最为安全,不受政府部门监管,但是价格最高,工艺系统很繁杂。所以,玻璃工厂几乎均采用液氨为还原剂。

2 工艺流程

玻璃企业SCR工艺一般由氨的储运系统、氨气稀释喷入混合系统、催化反应系统、供配电系统、控制系统等组成。玻璃企业典型SCR工艺系统流程见图1。由图1可见,氨的使用贯穿整个工艺流程,由于氨具有毒性及火灾危险性,一直以来事故多发,相关案例不胜枚举,给生产企业造成了巨大的生命财产损失。

QQ截图20190625092701.jpg

图1 玻璃工厂典型SCR工艺系统流程图

2.1 氨储运系统

氨的物理性质:无色透明液体,有刺激性气味,极易溶于水,有毒,在一定条件下可以燃烧和爆炸,泄漏时很容易被发现。在国家现行规范GB18218《危险化学品重大危险源辨识》重大危险源判定中,SCR工艺中氨的使用临界量为10t。在国家现行规范GB50016《建筑设计防火规范》中,氨的火灾危险性为乙类,其爆炸极限范围为15.5%~25%,遇明火、静电等能引起爆炸。氨具有较高的体积膨胀系数,超装的液氨储罐、气瓶等极易发生爆炸。因此,在氨储运系统的设计、施工及使用过程中,始终要把安全因素放在首位。

氨储运系统的功能是把液氨处理成适合SCR工艺系统使用的具有一定压力范围的氨气,氨储运区包括卸车、储存、蒸发、缓冲、输送及事故排放等工艺装置。SCR工艺系统中的氨用量绝大部分汇集于此,是消防安全的重中之重。

2.1.1 安全间距

氨储运区基本配置:卸车用的氨压缩机、液氨储罐、氨输送泵、液氨蒸发器、氨气缓冲罐、液氨稀释槽、废水处理系统、消防喷淋系统以及控制室、配电室等。

液氨储罐的数量根据玻璃工厂规模大小,一般采用2~3个,要求其储存量能满足7~10天的使用要求。均采用地上卧式储罐,储罐应在同一防火堤内成组布置,防火堤内的有效容积要大于其中最大一台储罐的储量,一般防火堤的高度应≮1.0m,在防火堤相对应的两侧设置进出踏步。氨区应设置足够高度和覆盖面积的遮阳棚,防止夏季日晒对液氨储罐温升造成影响。氨储运区应设置净宽和净高均≮4m的环形消防车道,环形消防车道至少要有两处与工厂内道路联通。同时,在储罐区,控制室等均应配有手提式灭火器等消防器材。目前,小规模的玻璃生产线在前几年淘汰落后产能的过程中均已经停产,国内玻璃生产企业基本都是规模以上企业,厂内均有两条以上的浮法生产线,其厂内液氨罐区总容量一般为50~200m3,氨区的火灾危险性分类为乙类,其内建筑物的墙、柱、屋顶等均应采用不燃性材料,氨

区内各部分的防火间距要求见表1。此外,在玻璃工厂总图设计之初,对氨储运区的总图定位要通盘考虑,宜布置在玻璃工厂全年最小频率的上风侧。氨区的摆放要远离可能发

生明火的车间或装置,要有便利的交通条件,便于消防车辆进出、人员撤离等。

延伸阅读:

选择性催化还原法SCR催化剂在玻璃熔窑烟气脱硝中的应用研究

浮法玻璃窑炉用燃料及其烟气污染物排放特性与治理技术

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