鍋爐煙氣脫硝塔設(shè)備介紹
1、脫硝工藝簡述
 
氮氧化物（NOx）是在燃燒工藝過程中由于氮的氧化而產(chǎn)生的氣體，它不僅刺激人的呼吸系統(tǒng)，損害動植物，破壞臭氧層，而且也是引起溫室效應(yīng)、酸雨和光化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)之一 。世界各地對NOx的排放限制要求都趨于嚴(yán)格，而火電廠、垃圾焚燒廠和水泥廠等作為NOx氣體排放的***主要來源，其減排更是受到格外的重視。
目前*降低電廠鍋爐NOX排放行之有效的主要方法大致可分為以下四種：
（1）低氮燃燒技術(shù)，即在燃燒過程中控制氮氧化物的生成，主要適用于大型燃煤鍋爐等；低NOX燃燒技術(shù)只能降低 NOX 排放值的30～50%，要進(jìn)一步降低NOX 的排放, 必須采用煙氣脫硝技術(shù)。
（2）選擇性催化還原技術(shù)（SCR， Selective Catalytic Reduction），主要用于大型燃煤鍋爐，是目前我國煙氣脫硝技術(shù)中應(yīng)用***多的；
（3）選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR，Selective Non-Catalytic Reduction），主要用于垃圾焚燒廠等中、小型鍋爐，技術(shù)成熟，但其效率低于SCR法；投資小，建設(shè)周期短。
（4）選擇性催化還原技術(shù)（SCR）+選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR），主要用于大型燃煤鍋爐低NOx排放和場地受限情況，也比較適合于舊鍋爐改造項目。
信成公司將采用選擇性非催化還原法（SNCR）技術(shù)來降低電廠鍋爐NOx排放。為此，將電廠SNCR脫硝法介紹如下：
2、選擇性非催化還原法（SNCR）技術(shù)介紹
1） SNCR脫硝簡述
SNCR 脫硝技術(shù)是一種較為成熟的商業(yè)性 NOx控制處理技術(shù)。SNCR 脫硝方法主要是將還原劑在850～1150 ℃ 溫度區(qū)域噴入含 NOx 的燃燒產(chǎn)物中, 發(fā)生還原反應(yīng)脫除 NOx , 生成氮氣和水。SNCR 脫硝在實驗室試驗中可達(dá)到 90%以上的 NOx脫除率。在大型鍋爐應(yīng)用上, 短期示范期間能達(dá)到75%的脫硝效率。SNCR 脫硝技術(shù)是 20世紀(jì) 70 年代中期在日本的一些燃油、燃?xì)怆姀S開始應(yīng)用的, 80 年代末歐盟國家一些燃煤電廠也開始了SNCR 脫硝技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用, 美國 90 年代初開始應(yīng)用 SNCR 脫硝技術(shù), 目前世界上燃煤電廠SNCR 脫硝工藝的總裝機容量在 2GW 以上。
本工程SNCR 脫硝系統(tǒng)選用的脫硝劑是氨水。將氨水稀釋成一定比例的稀氨水, 用輸送泵送至爐前噴槍。
2） SNCR工作原理
選擇性非催化還原(SNCR)脫硝工藝是將含有 NHx 基的還原劑(如氨氣、 氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為850℃-1150℃的區(qū)域，還原劑通過安裝在屏式過熱器區(qū)域的噴槍噴入，該還原劑迅速熱分解成 NH3和其它副產(chǎn)物，隨后 NH3 與煙氣中的 NOx 進(jìn)行 SNCR 反應(yīng)而生成 N2和H2O。
3）SNCR系統(tǒng)組成
本方案采用典型的SNCR脫硝工藝，其系統(tǒng)主要由本系統(tǒng)主要包括：卸氨模塊（還原劑制備模塊）、還原劑儲存模塊、濃度調(diào)整（稀釋）模塊、計量分配模塊、噴射模塊以及SNCR控制模塊等六部分組成。
4）SNCR工藝流程
SNCR的典型工藝流程為：還原劑—>鍋爐/窯爐（反應(yīng)器）—>除塵脫硫裝置—>引風(fēng)機—>煙囪。還原劑以氨水（尿素溶液）為主，20%氨水溶液（或尿素需增加制備模塊制成尿素溶液）經(jīng)輸送化工泵送至靜態(tài)混合器，與稀釋水模塊送過來的軟化水進(jìn)行定量的混合配比，通過計量分配裝置精確分配到每個噴槍，然后經(jīng)過噴槍噴入爐膛，實現(xiàn)脫硝反應(yīng)。如下圖所示：
5）SNCR反應(yīng)過程
1、NH3 作為還原劑：
4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O
2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O
6NO2+8NH3—>7N2+12H2O
2、尿素作為還原劑：
CO(NH2)2+ 2NO→ 2N2+CO2+2H2O
CO（NH2）2+ H2O—>2NH3+CO2
4NO+4NH3+O2—>4N2+6H2O
2NO+4NH3+2O2—>3N2+6H2O
6NO2+8NH3—>7N2+12H2O
6） SNCR技術(shù)特點
l SNCR技術(shù)特點：
1、脫硝效率可達(dá)75%。
2、氨逃逸較高8~12ppm。
3、系統(tǒng)簡單，投資省。
4、無催化劑，運行費用省。
5、占地面積小。
l SNCR技術(shù)投資成本低，建設(shè)周期短，脫硝效率中等，比較適用于缺少資金的發(fā)展中國家和適用于對現(xiàn)有中小型鍋爐的改造。這種技術(shù)的不足之處就是 NOx的脫除效率不高，氨逃逸比較高。所以單獨使用 SNCR技術(shù)受到了一些限制。但對于中小型機組或老機組改造，由于它在經(jīng)濟(jì)性能方面的優(yōu)勢，仍不失其吸引力。
l SNCR法不使用催化劑，采用爐膛噴射脫硝，氨還原NOx在850-1150℃這一狹窄溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。噴入的氨與煙氣良好混合是保證脫硝還原反應(yīng)充分進(jìn)行、使用***少量氨達(dá)到***好效果的重要條件。若噴入的氨未充分反應(yīng)，則泄漏的氨會影響鍋爐爐尾部受熱面，不僅使煙氣飛灰容易沉積在受熱面，且煙氣中氨遇到三氧化硫會生成硫酸氨，易堵塞空氣預(yù)熱器，并有腐蝕危險。
目前，國外對 SNCR的研究除了進(jìn)一步提高其效率和安全性之外，另一個重點是對 SNCR和其它脫硝技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用的研究。
7）工藝流程簡圖（氨水或尿素為還原）。
                                                                    
3 SNCR工藝的經(jīng)濟(jì)性分析
SNCR工藝以鍋爐爐膛為反應(yīng)器，可通過對鍋爐外圍的改造來實現(xiàn)對煙氣的脫硝，工程建設(shè)周期短，其投資成本和運行成本與其它脫硝技術(shù)相比都是比較低的，因此非常適合對現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行改造，特別適合于中小型鍋爐的脫硝改造。一方面在較低投資條件下有效提高了脫硝的效率，另一方面，也很好的控制了氨逃逸，為國家環(huán)保事業(yè)做出了貢獻(xiàn)。
3、氨水泄漏等安全防護(hù)措施
1濃氨水對人體的危害及防范措施和處理
氨水對人體的侵入途徑為吸入和食入，吸入后對鼻、喉和肺有刺激性引起咳嗽、氣短和哮喘等；可因喉頭水腫而窒息死亡；可發(fā)生肺水腫，引起死亡。氨水濺入眼內(nèi)，如不采取急救措施，可造成角膜潰瘍、穿孔，并進(jìn)一步引起眼內(nèi)炎癥，***終導(dǎo)致眼球失明。皮膚接觸可致灼傷。慢性影響，反復(fù)低濃度接觸，可引起支氣管炎。皮膚反復(fù)接觸，可致皮炎，表現(xiàn)為皮膚干燥、癢、發(fā)紅。
防護(hù)措施：呼吸系統(tǒng)防護(hù)，可能接觸其蒸氣時，應(yīng)該佩戴防毒面具；緊急事態(tài)搶救或逃生時，建議佩戴自給式呼吸器。眼睛防護(hù)，戴化學(xué)安全防護(hù)眼睛。穿*，戴防化學(xué)品手套。工作現(xiàn)場禁止吸煙、進(jìn)食和飲水。工作后，淋浴更衣，保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。
一旦氨水沾污皮膚，先用清水或2%的食醋液沖洗，至少15分鐘。若有灼傷，就醫(yī)治療。若皮膚局部出現(xiàn)紅腫、水泡，可用2%食醋液沖洗。如果眼睛接觸，立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15 分鐘?；蛴?/span>3%硼酸溶液沖洗，立即就醫(yī)。如果吸入，迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸暢通。呼吸困難時給輸氧。呼吸停止時，立即進(jìn)行人工呼吸，就醫(yī)。若鼻粘膜受到強烈的刺激，可滴入1%的mahuangsu溶液，重者應(yīng)吸入*。誤服者立即漱口，口服稀釋的醋或檸檬汁，就醫(yī)。
2、泄漏應(yīng)急處理
泄漏量較大，應(yīng)停運脫硝系統(tǒng)。疏散泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，禁止無關(guān)人員進(jìn)入污染區(qū)，在明顯處張貼通告，告知其他人本區(qū)域有氨泄漏。建議應(yīng)急處理人員戴自給式呼吸器，穿化學(xué)*。不要直接接觸泄漏物，在確保安全情況下堵漏。用大量水沖洗，經(jīng)稀釋的氨水放入廢水系統(tǒng)。用沙土、石頭或其它惰性材料吸收，然后以少量加入大量水中，調(diào)節(jié)至中性，再放入廢水系統(tǒng)。如大量泄漏，利用圍堤收容，然后收集、轉(zhuǎn)移、回收或無害處理后廢棄。應(yīng)采用便攜式氨檢測器，檢查并確認(rèn)空氣中的氨濃度低于20ppm。
3、氨區(qū)管理要求
a、氨區(qū)周圍墻完整，并掛有“嚴(yán)禁煙火”等明顯的警告標(biāo)示牌。氨區(qū)內(nèi)要保持清潔，不準(zhǔn)儲存其它易燃品和堆放雜物，不準(zhǔn)搭建臨時建筑。
b、氨區(qū)周圍消防通道要保持暢通。禁止任何車輛進(jìn)入氨區(qū)。
c、氨區(qū)必須配備足夠數(shù)量的滅火器，氨罐噴淋系統(tǒng)要定期進(jìn)行檢查試驗。滅火器要定期進(jìn)行檢驗，發(fā)現(xiàn)失效要及時更換。
d、在氨區(qū)進(jìn)行作業(yè)的人員必須持有上崗證，應(yīng)充分掌握氨區(qū)系統(tǒng)設(shè)備并了解氨氣的性質(zhì)和有關(guān)的防火、防爆規(guī)定，向作業(yè)人員提供安全防護(hù)裝置（防護(hù)手套、護(hù)目鏡、能過濾氨的面罩、*等）并定期維護(hù)。
e、在現(xiàn)場應(yīng)備有洗眼、快速沖洗裝置。
f、氨區(qū)卸氨時要有專人就地檢查，發(fā)現(xiàn)跑、冒、漏立即進(jìn)行處理。嚴(yán)禁在雷雨天和附近地區(qū)發(fā)生火警時進(jìn)行卸氨工作。
鍋爐煙氣脫硝塔

4、控制氮氧化物的排放

選擇性非催化還原法（SNCR）煙氣脫硝技術(shù)是目前主要的脫硝技術(shù)之一，在爐膛850~1050℃狹窄的溫度范圍內(nèi)，在爐膛內(nèi)煙氣適宜處均勻噴入氨或尿素等氨基還原劑，還原劑在爐中迅速分解，與煙氣中的NOX反應(yīng)生產(chǎn)N2和H2O，而基本不與煙氣中的氧氣發(fā)生作用的技術(shù)。

5、噴射模塊

以尿素或氨水為基礎(chǔ)的選擇性非催化還原工藝（SNCR），用于減少固定燃燒器排放的氮氧化物。將穩(wěn)定的還原劑精確地噴射到燃燒器產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵?。為每位用?/span>“量身定做”的噴射系統(tǒng)，滿足氨和NOX反應(yīng)的850°C到1050°C之間的溫度窗口。根據(jù)需要設(shè)計多層噴射，能根據(jù)鍋爐負(fù)荷的變化和燃燒條件的改變自動調(diào)節(jié)還原劑噴射。
依靠計算機模擬流體動力模型技術(shù)(CFD)和化學(xué)動力模型技術(shù)(CKM)模擬特定鍋爐內(nèi)煙氣流場和溫度場。根據(jù)CFD 提供的流場和溫度場，利用CKM 模型來計算尿素與NOX的反應(yīng)速度。根據(jù)這兩個模型的計算結(jié)果，確定的噴射器布置方案。

鍋爐煙氣脫硝塔

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