燃煤机组脱硝还原剂选用液氨和尿素的安全经济探讨

北极星环保网讯:2012年实施的《火电厂大气污染物排放标准》要求新建燃煤机组排口NO2必须小于100mg/Nm3，这就要求新建燃煤机组必须安装高效脱硝系统，而脱硝系统的安全经济性就影响到机组的安全经济性。为保证脱硝系统的安全经济运行和达标排放，提高脱硝系统的安全性，降低脱硝运行成本，脱硝还原剂的选择就显得尤为关键。

1脱硝系统概况

徐州中能自备电厂新建一台350MW超临界抽凝燃煤发电机组，锅炉安装低NOx燃烧装置，同时，按照国家环保政策，同步安装选择性催化还原烟气脱硝装置（即SCR），选用蜂窝式催化剂，催化剂层数为2+1，以保证氮氧化物达标排放。脱硝装置入口设计NOx为300mg/Nm3，设计脱硝效率为80%，氨逃逸率小于3ppm。

1.1液氨的基本特性

1）氨为无色气体，有刺激性恶臭味。

2)氨气与空气会形成爆炸性混合物，在浓度为16%～25%时，遇明火会产生爆炸。

3)氨是有毒物质，为GB12268规定的危险品，会导致人急、慢性中毒，严重时可致人死亡。储存量超10t，则属于重大危险源，被纳入国家安全监察机构重点监控范围。

4)液氨的运输与储存有严格的标准规定，这使得液氨的运输费用很高。液氨储罐与周围的道路、厂房、建筑等的防火间距不允许少于15m。

1.2尿素的基本特性

尿素是白色或浅黄色的结晶体，易溶于水，在高温(350～650℃)下可完全分解为NH3。因尿素在运输、储存中无需安全及危险性的考虑。

1.3工艺比较

1）液氨法：液氨由槽车运送到液氨贮槽，液氨贮槽输出的液氨在氨气蒸发器内经40℃左右的温水蒸发为氨气，并将氨气加热至常温后，送到氨气缓冲槽备用。缓冲槽的氨气经调压阀减压后，送入氨气/空气混合器中，与来自稀释风机的空气充分混合后，通过喷氨格栅(AIG)之喷嘴喷人烟气中，与烟气混合后进入SCR催化反应器。主要反应式如下：

NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O

液氨的储存与供应系统图如下：

2）尿素法：干尿素直接从贮仓送入混合罐，尿素在混合罐中加水搅拌，确保尿素的完全溶解，然后用循环泵将溶液抽出来，这个过程不断重复，以维持尿素溶液存储罐的液位。把尿素溶液送入热交换器吸收热量，在水解槽中，尿素溶液首先通过蒸汽预热器加热到反应温度，然后尿素溶液与水反应成氨和二氧化碳。反应式如下：

尿素的储存与供应系统图如下：

2还原剂的安全经济性比较

2.1安全性

因液氨储存量超过10t，则属于重大危险源，且运输与储存有严格的标准规定，所以安全性低，而尿素在运输、储存中无需安全及危险性的考虑，所以安全性很高。

中能自备电厂在工程初期优先选择液氨作为还原剂，考虑到安全性后，后改选尿素作为还原剂。

2.2经济性

无论是选用液氨还是尿素作为还原剂，在运行维护费用中，检修费用相当，蒸汽、水等消耗也相近，还原剂的采购成本和运行电费则为主要费用，因此控制还原剂费用和消耗的电费是控制脱硝生产成本的关键。

1）还原剂采购费用

中能自备电厂如选用液氨作为还原剂，液氨的耗量为115kg/h，而尿素作为还原剂时的耗量为200kg/h，按8000h计算，年耗氨量为920t，年耗尿素量为1600t，根据当前市场价格按液氨到厂价3200元/吨、尿素到厂价1900元/吨计算，年原材料费用分别为液氨294.4万元、尿素304万元。

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