第二天第2节 燃煤电站SCR系统还原剂制备系统与还原剂选择

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1、燃煤电站SCR系统还原剂制备系统与还原剂选择 马双忱 对于SCR工艺，选择的还原剂有尿素、氨水和纯氨。 尿素和氨的脱硝效果相似。三种脱硝还原剂特性比较 国家安全生产监督管理总局令（第国家安全生产监督管理总局令（第40号）号）危险化学品重大危险源监督管理暂行规定危险化学品重大危险源监督管理暂行规定, 2011年12月1日起施行. 暂行规定要求对重大危险源进行分级，由高到低分为四个级别，一级为最高级别。分级目的是为对重大危险源按危险性进行初步排序，从而提出不同的管理和技术要求。 危险化学品重大危险源，是指根据危险化学品重大危险源辨识（GB18218-2009）标准辨识确定的危险化学品的数量等于或者

2、超过临界量的单元，液氨储存大于10吨即为重大危险源.以液氨制备氨气的工艺系统 以液氨制备氨气的工艺系统以液氨为还原剂，采用蒸发器加热，蒸发器内的热水加热液氨形成氨气，挥发氨气与稀释风机的空气在氨气/空气混合器中混合稀释，通过AIG喷入脱硝系统。以氨水制备氨气的工艺系统 以氨水制备氨气的工艺系统采用的是约25%的氨水溶液。同样采用蒸发器加热产生挥发氨气。Ammonia Vaporization以尿素制备氨气的工艺系统 用尿素制备氨气需要专门的设备将尿素转为氨气，再输送至反应器。 尿素制备氨气的方法有：水解法制氨和热解法制氨。 热解法制氨：将尿素溶解为70%溶液，将其注入分解器，尿素首先分解为异氰

3、酸和氨气，异氰酸在分解为氨气和二氧化碳。尿素热解系统原理及设计参数原理： CO(NH2)2 NH3 + HNCO 尿素 氨 异氰酸 HNCO + H2O NH3 + CO2 异氰酸 水 氨 二氧化碳设计性能及设备参数: 设计氨气量20142kg/h，可以为机组各种工况提供SCR充足的氨气量。 出口氨气浓度小于5%，安全有保证。 启动速度比较快，负荷跟踪能力比较强，自动化程度高（在我厂坚持下取消了就地PLC控制方式，全部进DCS控制）。 热解室本体高17米，直径2.3米，室内运行温度在450600度。300650 300650 尿素热解法脱硝流程示意尿素热解法脱硝流程示意三种脱硝还原剂的比较1

4、卸氨压缩机 卸氨压缩机的作用是把液态的氨从运输的罐车中转移到液氨储罐中，一般为往复式压缩机，它抽取槽车的液氨，经压缩后将液氨槽车的液氨推挤到液氨储罐中。供氨过程中，槽车氨量的减少使其压力下降影响继续供氨，用卸氨压缩机提高槽车罐内压力，以保证罐内的液氨全部卸出。卸氨压缩机附带氨液分离器、填料式氨油分离器、集油器。卸氨压缩机排气压力保护定值为1.57 MPa，压缩机安全旁路阀起跳压力调定值为1.8MPa，油压与吸气压保护值大于0.15MPa。卸氨压缩机为水冷型压缩机，因为是间断使用，且每次使用不超过1h，所以采用工业水作为冷却水并直接排放。氨区设备氨区设备2、液氨储罐 液氨储罐是SCR脱硝系统液氨

5、储存的设备，一般为能够承受一定压力载荷的罐体。储罐上安装有超流阀、逆止阀、紧急关断阀和安全阀作为储罐液氨泄露保护所用。储罐四周安装有工业水喷淋管线及喷嘴，当罐体温度过高时自动淋水装置开启喷淋降温，同时液氨储罐还必须有必要的接地装置。3、液氨蒸发器 液氨蒸发器一般为螺旋管式。管内为液氨，管外为温水浴，以蒸汽直接喷入水中加热至40 ，再以温水将液氨汽化并加热至常温。蒸汽流量受蒸发槽本身水浴温度控制调节。当水温高过55 时切断蒸汽来源，并在控制室DCS上报警显示。蒸发罐上装有压力控制阀将气氨压力控制在0.2MPa。当出口压力达到0.38MPa时，切断液氨进料。在氨气出口管线上装有温度检测器。当温度低

6、于10 时切断液氨进料，使氨气至缓冲槽维持适当温度及压力。蒸发槽也安装安全阀，可防止设备压力异常过高。液氨蒸发器的结构如图3-32所示。电厂提供的蒸汽压力一般为0.81.3MPa，温度280375 ，以此作为蒸发器热源。采用螺旋管式蒸发器，适用于氨量少的蒸发。液氨通过减压，温度迅速下降至-20 ，压力降至0.20.38MPa，此处有部分液氨汽化，进入蒸发器后升温至10 以上并全部汽化。4、蓄积槽 蓄积槽又叫缓冲罐，液氨经液氨蒸发器蒸发为氨气后进入蓄积罐，其作用是对氨气进行一个缓冲作用，保证了氨气有一个稳定的压力。蓄积罐结构相对简单，主要有氨气的进出口、安全阀以及排污阀等。通过氨汽化器的氨气被送

7、入蓄积罐，在汽化器的上游设置有压力控制阀，通过压力控制阀的流量控制，使氨的消耗量和稳压器内的压力均保持恒定。由于氨供给设备可能设置在远离需求点的场所，所以稳压器的内压设定应充分考虑到途中压头的压力损失。通过控制氨蒸发器进口调节阀，控制液氨蒸发流量，使气氨储罐压力保证在0.2MPa，进口调节阀正常流量为356kg/h。5、稀释风机 稀释风机的作用是将稀释风引入氨/空气混合系统。稀释风的作用有三个：一是用于控制；二是作为NH3的载体，通过喷氨格栅将NH3送入烟道，有助于加强NH3在烟道中的均匀分布；三是稀释风通常在加热后才混入氨气中，这有助于氨气中水分的汽化。因此在引入稀释风后需要增加一个稀释风的

8、加热器，通常采用蒸汽或电加热器。稀释风一般为常压且无腐蚀性，可按普通风机标准选取。按上述作用计算风机流量和扬程，根据经验以3%5%（体积比）氨含量为佳，可选用高压离心风机，在风机进口处设置气动阀门，在两台风机出风口加装止回阀，避免因备用风机投入时，停运风机倒转，使氨浓度短时超过安全范围。稀释风机的选择，不但应该满足脱除烟气中NOX最大值的要求，还必须留有一定得余量，便于在系统处于不良情况时有足够的调节余量。6、氨/空气混合器 氨气在进入喷氨格栅前需要在氨/空气混合器中充分混合，氨/空气混合器有助于调节氨的浓度，同时氨和空气在这里充分混合有助于喷氨格栅中喷氨分布的均匀。氨气与来自稀释风机的空气混

9、合成氨气体积含量为5%的混合气体后送入烟气中。为保证氨（为保证氨（NHNH3 3）注入烟道的绝对安全以及均匀混合，将氨浓度降低）注入烟道的绝对安全以及均匀混合，将氨浓度降低到爆炸极限（其爆炸极限：在空气中体积比为到爆炸极限（其爆炸极限：在空气中体积比为 15152828）下限以下，控制）下限以下，控制在在5 5以内。以内。7、稀释槽 氨气稀释槽一般为立式水槽。液氨系统各排放处所排出的氨气由管线汇集后从稀释槽底部进入，通过分散管将氨气分散至稀释槽水中，并利用大量水来吸收安全阀排放的氨气。稀释槽的液位由满溢流管线维持，稀释槽设计由箱顶淋水，箱侧进水。进稀释槽上部塔的管道上（DN25）的气动阀用于控

10、制连锁氨储罐的压力、温度和安全阀启跳压力。当温度超过40 对应压力超过1.55MPa，或容器达到安全阀设定值时，气动阀开启喷淋。当手动操作时，如检修排放时，只需手动操作打开蝶阀及球阀即可。9、气氨泄漏检测器 液氨储存及供应系统周边设有6个气氨监测仪，用以监测气氨的泄漏，可显示大气中氨的浓度。当检测器测得大气中浓度过高时，会在机组控制室发出警报，并通过连锁的自动喷水装置自动喷水，以吸收空气中泄漏的氨。同时操作人员可采取必要的措施，以防止气氨泄漏的异常情况发生。10、水雾喷淋系统 氨水喷雾灭火系统设计规范（GB50219-95）规定雨淋阀启动响应时间不大于300s，因此可改进为中间进水，缩短进水时

11、间，使水很快达到喷头。水喷头一般采用设计规范推荐的型号ZSTB/SL-S232-50-120，它的喷射角120，也可用与它相似的型号ZSTWB-50-120替代。为保护喷头不被水中异物阻塞，安装过滤器是必需的。11、阀门站 SCR脱硝系统中，喷氨量是一个很关键的参数，因此由氨/空气混合器出来的氨需要通过阀门站（MVS）来控制进入喷氨格栅的量及其分布。阀门站通常由手动阀门和节流孔板组成。化学反应剂储存和制备化学反应剂储存和制备 ABB Group May 26, 2022 | Slide 35液氨的存储液氨的存储氨气的制备氨气的制备管道及阀门管道及阀门氨喷射氨喷射液液NH3 储储存罐存罐NH3 蒸蒸发发器器NH3 稀稀释释罐罐液液NH3 装装载设载设置置化学反应剂储存和制备化学反应剂储存和制备室外液氨站造价估计造价估计不同的的化学试剂 ABB Group May 26, 2022 | Slide 37对脱硝还原剂的一般性要求 采用液氨作还原剂时，液氨贮存与供应区域应设置完善的消防系统、洗眼器、防毒面具、清洗药品、风向标等，氨区应设置防雨、防晒及喷淋设施，喷淋设施应考虑冬季防冻措施，并定期对洗眼器、喷淋设施进行检修，确保设施处于备用、待用状态，涉氨场所宜安装氨气泄漏报警仪。 氨区要求有足够的防火距离，与甲类厂房及民用建筑不小于25m，与明火或散发火花点不小于37.5m。