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選擇性非催化還原法化學過程分析論文
摘要：通過對某熱力公司2臺強制循環(huán)熱水鍋爐采用選擇性非催化還原法進行煙氣脫硝的工藝過程介紹，對該脫硝工藝的化學過程、工藝流程、工藝設備等進行簡述分析。
關鍵詞：燃煤鍋爐；煙氣脫硝；選擇性非催化還原法；應用分析
一、項目概況
1.鍋爐概況及煙氣參數(shù)
某熱力公司1、2號鍋爐為低溫低壓、單鍋筒、強制循環(huán)熱水鍋爐，采用循環(huán)流化床燃燒方式、高溫分離物料、固態(tài)排渣、干式輸灰、平衡通風、露天布置，其型號為QXF168-1.6/130/70-M型。鍋爐在滿負荷及常規(guī)運行負荷條件下均滿足脫硝系統(tǒng)對煙氣溫度窗口的需要，煙氣具體設計參數(shù)如表1：
2.煙氣脫硝系統(tǒng)技術要求
2.1脫硝效率和排放濃度：在鍋爐正常負荷范圍內，SNCR入口NOx濃度為300mg/Nm3，性能考核試驗時的脫硝效率不低于60%，且NOx排放濃度不超過120mg/Nm3(標態(tài)，干基，含氧量9%)。2.2氨逃逸：在鍋爐正常運行負荷范圍內，脫硝裝置出口煙氣中的氨的濃度不大于8ppm。2.3還原劑耗量：在BMCR工況及煙氣中NOx含量為300mg/Nm3時，保證單臺鍋爐的尿素耗量小于100kg/h。
二、應用的工藝及設備
1.應用的工藝流程
2臺鍋爐脫硝系統(tǒng)的還原劑儲存及輸送系統(tǒng)進行整體設計，采用固體尿素現(xiàn)場配制成尿素40%（wt）水溶液作為還原劑，尿素溶液配好后由尿素溶液輸送泵輸送到尿素溶液儲罐，經(jīng)高流量和循環(huán)模塊送至計量分配模塊稀釋成10%左右尿素溶液，再由噴射器噴入鍋爐煙氣中進行SNCR反應，回流液自動返回尿素溶液儲罐。具體工藝流程詳見圖1。
2.應用的主要設備
2.1溶解罐。溶解罐用于配制所需濃度的尿素溶液，尿素溶解采用大于30℃熱水，用溶解罐蒸汽加熱盤管將溶解罐中的溶解水加熱至40～80℃后，啟動攪拌器，袋裝尿素顆粒通過斗提機送入溶解罐后，進行溶解，避免尿素沉積。本項目溶解系統(tǒng)設置1套，包含1臺斗提機、1臺尿素溶解罐及2臺尿素溶液輸送泵(一用一備)等設備。尿素溶解水采用除鹽水。本項目兩臺鍋爐尿素用量192kg/h。
2.2溶液儲罐。尿素溶液儲存罐用以儲存配制好的尿素溶液。尿素溶液儲存罐內及再循環(huán)管線應設伴熱裝置，防止尿素溶液結晶。當尿素溶液溫度過低時(40%溶液，t≤20℃)，應啟動蒸汽（外引）加熱，并使溶液的溫度提高到高于結晶溫度10℃以上。為了減少熱損失，尿素溶液儲存罐體外應實施保溫。本項目尿素溶液儲存罐為一臺。
2.3尿素溶液輸送泵。尿素溶液輸送泵為不銹鋼離心泵，兩臺泵一運一備，并列布置。溶液輸送泵還利用溶解罐所配置的循環(huán)管道將尿素溶液進行循環(huán)，以獲得更好混合。
2.4高流量和循環(huán)模塊。尿素溶液制備以后，將由位于尿素溶液制備區(qū)的高流量循環(huán)系統(tǒng)輸送給位于鍋爐脫硝區(qū)的計量和分配模塊。該裝置包括2臺全流量的多級SS離心泵，一用一備。安裝有用于遠程控制和監(jiān)測循環(huán)系統(tǒng)壓力、溫度、流量等的儀表。高流量輸送模塊為噴射區(qū)域計量模塊提供適當?shù)牧髁亢蛪毫Γ渲斜硥嚎刂崎y對壓力進行壓力控制回路調節(jié)，保證為計量模塊提供足夠的還原劑壓力。
2.5計量模塊。本項目每臺鍋爐設一個計量模塊用于精確計量和獨立控制到鍋爐內每個噴射區(qū)的還原劑濃度。并且根據(jù)鍋爐負荷、燃料、燃燒方式、NOx水平、脫硝效率等參數(shù)的變化，自動調節(jié)進入鍋爐噴射區(qū)的反應劑流量。
2.6分配模塊。本項目每臺鍋爐設1個8路分配模塊。模塊包括一個自由基座、霧化空氣管路儀表、手動閥和尿素管路儀表、手動調節(jié)閥、流量計等，能準確的調節(jié)每支噴槍的流量。
2.7墻式噴射器。每一個噴射器組件都具有適合的尺寸和特性，保證達到必須的NOx減排所需的流量和壓力。本項目每臺鍋爐設置8支噴槍。每個裝配組件還包括空氣霧化噴射器、用于插入調整的適配器、用于連接鍋爐支撐的連接件、快裝接頭和用于化學劑和霧化空氣管路連接的長鋼絲編織可彎曲軟管。
三、結語
SNCR作為較成熟的脫硝工藝具有工藝簡單，操作便捷，容易加裝，幾乎無停工期，所占空間小，射出是多層次的，且隨負載及操作指令自動控制等優(yōu)點。盡管受到反應溫度、混合等因素制約，脫硝效率沒有SCR高，但初始投資相對于SCR工藝來說要低得多，而運行費用與SCR工藝相當。適用于脫硝效率要求不高的鍋爐，特別適用于煙氣脫硝改造工程。
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