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SCR脫硝

SCR脫硝 設計要求

    采用SCR工藝,脫硝工藝要適用於工程己確定的燃料條件,並考慮燃料來源的變化可能性及環保要求提高的可能性;

    采用20%氨水作為脫硝還原劑;

    煙氣脫硝裝置的控製係統可進入主機控製係統;

    煙氣脫硝效率≥90%;

    脫硝裝置可用率不小於98%,服務壽命為15年;

    采用成熟的SCR工藝技術,設備運行可靠;

    根據工程的實際情況盡量減少脫硝裝置的建設投資;

    脫硝工藝脫硝還原劑、水和能源等消耗少,盡量減少運行費用;

    煙氣脫硝不能影響機組功率及正常運行,同時,煙氣脫硝係統應具備單獨運行、單獨檢修的要求;

    我方整個完成脫硝係統的設計、製造、安裝、調試、試驗及檢查、試運行、考核、終交付等。

反應原理

    SCR的全稱為選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reducation)。催化還原法是用氨或尿素之類的還原劑,在一定的溫度下通過催化劑的作用,還原廢氣中的NOx(NO、NO2),將NOx轉化非汙染元素分子氮(N2),NOx與氨氣的反應如下:

    4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

    6NO2+8NH3→7N2+12H2O

    SCR係統包括催化劑反應器、還原劑製備係統、氨噴射係統及相關的測試控製係統。SCR工藝的核心裝置是催化劑和反應器,有臥式和立式兩種布置方式,一般采用立式較多。

SCR反應器本體

    SCR反應器本體依煙氣流向可分為噴氨段、混合段、均流段、反應段。SCR脫硝效率與以下因素有關:催化劑質量;反應溫度;停留時間;氨氮比;氨氣與煙氣混合均勻程度;煙氣在SCR反應器內分布均勻程度。

    為達到較高的脫硝效率,設計每個功能段時必須考慮以上因素,每個環節均優化設計。在本項目中,設計進入SCR係統的煙氣溫度為300-400℃。

    立式SCR反應器上方煙氣流向需要轉90°角度,均流器前煙道不僅短,而且也有多個影響氣流的局部構件。安裝均流器空間小,為使進入催化劑層的煙氣分布均勻,均流器采用導流板加均流格柵板形式,導流板和格柵板依據CFD數值模擬計算結果進行設計。保證進入催化劑層的煙氣流速均勻程度σ<0.2。

催化劑

    目前常用的催化劑形式主要為蜂窩式和板式。 蜂窩式是目前市場占有份額高的催化劑形式,其特點是單位體積的催化劑活性高,達到相同脫硝效率所用的催化劑體積較小,適合灰分低於30g/m3,灰粘性較小的煙氣環境。

    板式催化劑的市場占有份額僅次於蜂窩式催化劑。板式催化劑以金屬板網為骨架,比表麵積較小。此種催化劑的特點是:具有較強的抗腐蝕和防堵塞特性,適合於含灰量高及灰粘性較強的煙氣環境。缺點是單位體積的催化劑活性低、相對荷載高、體積大,使用的鋼結構多。

    SCR建議采用立式結構,在SCR本體內自上至下可布置3層催化劑,3層催化劑采用2+1配置方式,初期布置二層催化劑,預留增加一層催化劑位置,一層為催化劑經過長時間的運行,脫硝效率下降,無法達到排放要求,可在預留位置再安裝一層催化劑。

    催化劑的選用及反應時間是影響脫硝效率的主要因素,為保證成功實施,采用已有成功應用業績的催化劑,催化劑的數量嚴格按廠家要求進行設計,並適當考慮餘量。催化劑使用壽命為24000小時。

SCR脫硝催化劑性能參數表

 

項目
單位
數據
性能性能
脫硝效率
%
>90
化學壽命內SO2氧化率
%
<1
化學壽命內NH3氧化率
ppm
<=5
允許運行溫度內化學壽命
h
>=24000
催化劑設計參數
催化劑類型
 
蜂窩式
催化劑比表麵積
㎡/m³
455
催化劑孔內流速
m/s
3.7
化學壽命期內催化劑層總壓降
Pa
1000
允許運行溫度內機械壽命
5
設計運行溫度
300-400
SCR入口煙氣要求
催化劑允許大溫升速度
℃/min
5
催化劑允許大溫降速度
℃/min
5
SCR入口要求煙氣速度偏差
%
10

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