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3 液氨稀释系统技术方案

3.1 液氨稀释系统规模及性能指标的确定

4台锅炉采用SNCR脱硝技术实现达标排放，则所需20%的氨水用量为800kg/h，考虑设计余量和运行方式的灵活选择，确定了液氨稀释系统的处理能力为对350kg/h的液氨进行稀释，氨水生产能力为1.75t/h，液氨稀释后的氨水浓度为2 0%，浓度波动范围为18%～22%。

3.2 液氨稀释系统工艺流程优化设计

自化学水装置外供脱盐水母管引出以DN32的管线作为液氨稀释用水，经调节阀、流量计控制流量送入超级吸氨器，液氨取自热电装置现有锅炉给水加药系统液氨管线，通过调节液氨调节阀减压后的压力间接控制液氨流量进入超级吸氨器，与脱盐水在超级吸氨器内混配为所需浓度的工业氨水。配置好的氨水进入锅炉烟气脱硝主体工程的氨水储槽，通过氨水输送系统供锅炉脱硝使用。生产过程中产生的由液氨带来的少量不凝性气体夹带氨气从氨水贮槽中排出，进入尾气净化器由少量脱盐水净化回收其中的氨气后排入大气排放。净化用脱盐水来自锅炉脱硝主体工程稀释水泵出口管的分流支管。

液氨稀释过程中放出大量的热，需要冷却循环系统降温。循环冷却水用水接自锅炉风机冷却水母管，氨溶于水中放出的大量热量被循环冷却水带出送凉水塔冷却后循环使用。冷却循环水的流量要求进水温度30℃左右，出水温度不超过45℃。为保证超级吸氨器的安全运行和生产能力及运行方式的灵活选择，增设了氨水再循环系统，确保装置在低负荷连续运行时超级吸氨器内布水均匀。以超级吸氨器为主体组成的液氨稀释系统工艺流程见图2。

以超级吸氨器为主体组成的液氨稀释系统对传统的氨水生产工艺具有以下优点：

(1)系统无氨泄漏由于液氨稀释系统是一个完全封闭的系统，唯一出口是氨水储槽的排气孔(见图2)。但吸氨器系统中的尾气吸收器会对这里排出的含氨气体进行再次回收，保证排出的尾气满足国家废气排放标准。这对操作工人的身心健康及环境保护起到了很好的作用，而且由于没有氨尾气排放，也就没有氨的损失，整个系统既环保又节能。

(2)可快速、安全生产氨水由于超级吸氨器具有快速不循环制氨水的特性，并且超级吸氨器的氨水出口直通到氨水储罐，而氨水储罐通过尾气吸收器与大气相连，除液氨进口需要0.15MPa以下的工艺压力外，整个系统完全属于低压运行，因此液氨稀释系统不仅可快速生产氨水，且安全可靠。

3.3 液氨稀释系统运行调节控制方案

液氨稀释系统运行调节控制采用DCS系统在控制室操作，即可手动操作，稳定后又可投入自动控制，并设有连锁及控制功能。系统设置主要监控测点有：脱盐水供水压力和流量、液氨总管压力及流量、减压后液氨压力、氨水温度与密度及氨水浓度、氨水再循环流量。

系统连锁及控制功能如下：①当冷却水出口温度>50℃时，系统报警;当冷却水出口温度>55℃时，系统紧急停车。②当冷却水温差大于15℃时报警;温差小于5℃时报警。③当氨水温度>30℃，系统报警;氨水温度>30℃>35℃时，系统紧急停车。④液氨减压后压力大于0. 3MPa时，系统紧急停车。⑤当脱盐水流量小于0 . 5m3时，系统紧急停车。⑥当氨水储罐液位高于2m时，系统报警;高于2m时，系统紧急停车。⑦氨水浓度偏离规定值±1%时报警。

4 实施中的改进措施及运行效果分析

以超级吸氨器为主体组成的液氨稀释系统改造周期为两周，主要包括土建、设备安装、调试、投料试运行。在试运行过程中结合现场条件，进行了如下改进及运行分析：

(1)在循环水进水管道上加设管道泵，以确保循环冷却水的流量，控制循环水出水温度在45℃以下，氨水温度在25℃以下，以防超级吸氨器内因超温结垢。

(2)氨水浓度显示由密度仪取值及氨水温度取值，通过氨水密度表对应显示。在调试过程中发现在线氨水浓度与人工分析成品氨水浓度相差较大，在线氨水浓度为10%～12%，而人工分析氨水则为18%～2 0%，经过多次分析对比，并进行密度仪、氨水温度表的校对，以及对氨水密度表调整校核，实现了在线氨水浓度与人工分析氨水浓度差别稳定在2%。

(3)氨水出口阀须保持常开，氨水出口到氨水储罐及尾吸器、排气口要保持畅通，防止系统憋压，损坏设备。

(4)发生任何异常现象，首先关闭液氨气动球阀、液氨调节阀，10s后关闭脱盐水。

(5)运行过程中密切观察脱盐水、循环水运行情况，包括流量、压力、温度，发现异常要立即关闭液氨阀门，待问题处理后再开机。

2015年年初经过半个多月的调试及运行，以超级吸氨器为主体组成的液氨稀释系统和SNCR锅炉烟气脱硝系统成功投用，所配置的氨水稳定在18%～22%，烟气NOx排放浓度小于100mg/Nm3，最低可达到26mg/Nm3，满足《火电厂大气污染物排放标准》(GB1214 5 - 8 9)最新环保要求，实现了达标排放。3号锅炉由于原始NOx排放浓度略高导致脱硝成本显著偏高，为了进一步降低脱硝成本，目前正在进行3号锅炉降硝改造，即对现有锅炉配风系统和燃烧系统进行优化改造，采用炉内空气分级燃烧、低温燃烧等方法实现低NOx燃烧，使锅炉出口NOx浓度尽可能控制在3 0 0mg/Nm3以下，在保证锅炉烟气脱硝达标排放和实现长周期稳定运行的前提下，尽可能降低脱硝成本。

5 结束语

超级吸氨器在锅炉脱硝改造中的成功应用，解决了传统氨水制备系统不能快速制备不同浓度氨水、设备多、系统复杂、运行操作繁琐、占地面积大等的问题。另外，超级吸氨器是一个能效高、反应高效与换热高效的设备，出口氨水温度在不超负荷工作时可比冷却水温度低10~15℃，因此夏天氨水温度可低于冷却水温度10℃以上，也就没有在浓度高时的不断蒸发损耗或无法制备高浓度氨水的问题了。并且配套的尾气吸收器，由于液气比大，可将装置唯一排放口气体中的氨完全吸收干净，经尾器吸收后的水再作为锅炉脱硝主体工程的稀释水或超级吸氨器的吸收剂，从而无外排之虑，也就不存在传统工艺的贮槽吞吐氨损失了。目前超级吸氨器单机每小时可吸收转化0.38～10t/h(液氨量)，因此在化工、锅炉脱硫、脱硝改造等领域内有很好的应用前景。

原标题：循环流化床锅炉脱硝技术改造与运行分析

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