阜宁协鑫环保热电脱硝改造项目可行性研究报告(编辑修改稿)

阜宁协鑫环保热电脱硝改造项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

2 HN2 + CO 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 16 NH2 + NO → N2 + H2O NO + CO → N2 + CO2 当温度过高时 ， 部分氨还原剂就会被氧化而生成 NOx， 发生副反应 ： 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O SNCR工艺是一种成熟的脱硝技术 ， 在国内外均有广泛的应用。 尤其在小型的燃煤、燃油、燃气机组或工业锅炉上， SNCR具有其一定的优越性。 SNCR系统较为简单，可以根据机组运行状况灵活处理，不受机组燃料和负荷的变化而受影响，施工周期短， SNCR 对其他系统的运行(如空气预热器和除尘器 )都不产生干扰及增加阻力。 同 SCR烟气脱硝技术相比， SNCR的投资与运行成本相对较低，没有额外的 SO2/SO3 转化率，非常适合老厂的脱硝改造。 若需进一步降低氮氧化物的浓度，可在尾部加设 SCR反应器，形成 SNCRSCR混合技术，只需加装少量的催化剂就可满足进一步的排放要求。 SNCR、 SCR和 SNCRSCR三种技术性能比较见表 21。 表 21 选择性还原脱硝技术性能 比较 项目 SCR SNCR SCRSNCR 还原剂 NH3或尿素 NH3或尿素 NH3或尿素 反应温度 250~420℃ 850~1250℃ 前段：850~1250℃，后段：250~420℃ 催化剂 TiO2， V2O5，WO3 不使用催化剂 后段加装少量TiO2， V2O5， WO3 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 17 脱硝效率 70~90% 大型机组为 25~40%，小型机组 40~65% 40~90% 反应剂喷射位置 多选择省煤器与 SCR反应器间的烟道内 通常在炉膛内喷射 综合 SNCR 和SCR NH3逃逸 小于 3ppm 5~10ppm 小于 5ppm SO2/SO3氧化 会导致SO2/SO3氧化 不导致SO2/SO3氧化 SO2/SO3氧化较SCR 低 对空气预热器影响 催化剂中的 V、 Mn、 Fe 等多种金属会对SO2的氧化起催化作用， SO2/SO3氧化率较高， NH3与 SO3易形成NH4HSO4而造成堵塞或腐蚀 不会因催化剂导致SO2/SO3的氧化，造成堵塞或腐蚀的概率低于SCR 和混合SNCRSCR SO2/SO3氧化率较 SCR 低，造成堵塞或腐蚀的概率较SCR 低 系统压力损失 催化剂会造成较大的压力损失 没有压力损失 催化剂用量 较SCR 少，产生的压力损失相对较小 燃料的影响 高灰分会磨耗催化剂，碱金属氧化物会无影响 与 SCR 相同 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 18 使催化剂钝化 锅炉的影响 受省煤器出口烟气温度的影响 受炉膛内烟气流速、温度分布及 NOx分布影响 综合 SNCR 和SCR 占地空间 大 (需增加大型催化剂反应器和供氨或尿素系统 ) 小 (锅炉无需增加催化剂反应器 ) 较小 (需增加小型催化剂反应器 ) SNCR 技术的工业应用是在 20 世纪 70 年代中期日本的一些燃油、燃气电厂开始的，在欧盟国家从 80 年代末一些燃煤电厂也开始 SNCR技术的工业应用。 美国的 SNCR 技术 应用是在 90 年代初开始的，目前世界上燃煤电厂 SNCR 工艺的总装机容量在 2GW 以上。 SNCR 技术的优点 与其它脱硝技术相比， SNCR 技术具有以下优点： a) 脱硝效果令人满意 ： SNCR 技术应用在大型煤粉锅炉上，长期现场应用一般能够达到 30～ 50％的 NOx 脱除率。 应用在循环流化床锅炉上可达到 50~75%脱硝率。 b) 还原剂多样易得 ： SNCR 技术中脱除 NOx 的还原剂一般都是含氮的物质，包括氨、氨水、氰尿酸和各种铵盐（醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等）。 但效果最好，实际应用最广泛的是液氨和氨水。 c) 无二次 污染 ： SNCR 技术是一项清洁的技术，没有任何固体或液体的污染物或副产物生成，无二次污染。 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 19 d) 经济性好 ：由于 SNCR 的反应是靠锅炉内的高温驱动的，不需要昂贵的催化剂系统，因此投资成本和运行成本较低。 e) 系统简单、施工时间短 ： SNCR 技术最主要的系统就是还原剂的储存系统和喷射系统，主要设备有储罐、泵、喷枪和必要的管路、测控设备。 由于设备简单， SNCR 技术的安装期短，仅需 10 天左右停炉时间，小修期间即可完成炉膛施工。 SNCR 技术不需要对锅炉燃烧设备和受热面进行大的改动，也不需要改变锅炉的常规运行方式，对锅炉的主要运 行参数也不会有显著影响。 图 1— 6 SNCR 系统流程图 在目前脱硝方法中， SCR 与 SNCR 技术已日趋成熟，各有各自的优缺点： SCR 具有更高的脱硝速率，但其昂贵的催化剂和一切催化剂相关设备，使得 SCR造价很高 一般用在大型机组上 ； SNCR 由于没有了催化剂的作用，它的脱硝效率没有 SCR 的高，但也省去了催化剂和某些设备的费用，其性价比很高。 在国内外均有广泛的应用。 尤其在小阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 20 型的燃煤、燃油、燃气机组或工业锅炉上， SNCR具有其一定的优越性。 所以本脱硝改造工程采用 脱硝技术为： SNCR（选 择性非催化还原）脱硝技术。 脱硝剂的成本中，运输成本占到了很大一部分。 氨水中有效的部分只有 1／ 4，其余都是水，带来了额外的运输和储存成本。 所以仅就消耗的费用而言，氨水是不经济的。 但是液氨运输和储存具有一定的危险性，在国外，液氨槽车运输需要提前报批清场，极为麻烦，所以在欧美很多电厂 SCR 系统弃用液氨改用氨水或者尿素。 采用液氨和氨水作为脱硝剂，其系统基本一致，氨水的储罐容量要大于液氨储罐容量（取决于氨水浓度，一般为 20％， v/v）。 相对来说，尿素是三种催化剂中最为 昂贵的一种。 尿素的售价要高于氨水与液氨，而且尿素需要 进 行复杂的反应才能生成 NH3，系统较使用氨水或液氨要复杂得多。 只有当电厂附近没有氨水或者液氨供应商时，使用槽车运输氨水因运输成本增加导致其价格与尿素相当时，才会考虑使用尿素。 或者是当地的法令极为严格，使用槽车运输液氨或者氨水非常麻烦的时候，才会使用尿素。 三种脱硝反应剂的比较列于表 表 各 种 反 应 剂 的 比 较 项 目 液 氨 氨 水 尿 素 反 应 剂 费 用 便 宜 (100%) 贵 (约150%) 最贵约(180%) 运 输 费 用 便 宜 贵 便 宜 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 21 安 全 性 有 毒 有 害 无 害 储 存 条 件 高 压 常规大气压 常规大气压干态 (加热干燥空气 ) 储 存 方 式 液 态 (箱 罐 ) 液 态 (箱 罐 ) 微粒状 (料仓 ) 初投资费用 便 宜 贵 贵 (水解炉制备 ) 运行费用 便 宜 ，需要热量蒸发液氨 贵 ， 需要高热量蒸发 /蒸馏水和氨 贵 ， 需要高热量水解尿素和蒸发氨 设备安全 有法律规定 需要 基本上不需要 从上分析可以看出， 液氨作为脱硝剂危险性高，尿素作为脱硝剂较昂 贵， 同 以上 两种反应剂相比 氨水作为脱硝剂较为便宜且安全 ，所以选择 20%浓度 氨水 作为本工程的脱硝剂。 脱硝布置方式 SNCR 布置方式 选择性非催化还原技术 SNCR与 SCR 技术原理相同，都是利用还原剂还原烟气中的氮氧化物，是目前旧机组脱硝技术改造时主要采用的脱硝技术。 一般可获 30%～ 65%的 NOx 脱除率，所用的还原剂一般为氨、氨水和尿素等。 与 SCR 技术相比不同的是， SNCR 是利用炉内的高温驱动氨基与 NOx 的选择性还原反应，不需要昂贵的催化剂和体积庞大的催化塔。 SNCR 的系统是由还 原剂储藏部分、还原剂溶液配置或还原剂蒸发部阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 22 分、系统喷射部分以及自动控制系统等组成的。 SNCR 工艺流程由 4部分组成： ； ； 3.稀释的反应剂喷入锅炉合适的部分；。 图 2— 2 SNCR 流程布置 由此可见， SNCR 就是在锅炉的温度适宜区域，进行喷射还原剂。 前置氨或者尿素混合配比及喷射系统，流程简单 [11]。 供水、供电 本工艺系统只需极小量的工艺（冷却）水，根据电厂的水源情况，本工艺系统中的用水可取自电厂的工业水系统。 本工艺系 统电负荷大约 10Kw,电压等级 380V。 煤种及煤质 名 称 符号 单位 设计煤种 校核煤种 收到基碳 Car % 收到基氢 H % 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 23 主要设备及参数 项 目 1 3 备注 锅炉型式 YG/M12 YG/M18 额定蒸发量 75t/h 75t/h 过热蒸汽压力 烟气量（ 105m179。 /h） 过热蒸汽温度 485℃ 485℃ 排烟温度 135℃ 110— 140℃ 锅炉耗煤量 锅炉效率 89% 86% 收到基氮 N % 收到基氧 O % 收到基硫 St,ar % 收到基灰分 Aar % 全水分 Mt % 8 干燥无灰挥发份 Vdaf % 收到基低位发热值 Qnct,at kJ/kg 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 24 脱硝工艺流程 锅炉的蒸汽量： 75t/h 锅炉 的烟气量： 170000Nm3/h 锅炉烟气中 NOx 的浓度： 250mg/Nm3 锅炉排放烟气中 NOX 的浓度： 100mg/m3 流程设计 SNCR 系统主要设备都模块化进行设计，主要有尿素溶液储存与制备系统，尿素溶液稀释模块，尿素溶液传输模块，尿素溶液计量模块以及尿素溶液喷射系统组成，如图 6— 4 所示。 阜宁协鑫锅炉 烟气 脱硝 可行性研究报告 25 火电厂烟气脱硝系统一般采用 20%浓度氨水 为还原剂，系统主要由 氨水 溶液储存与制备、尿素溶液输送、尿素溶液计量分配以及 氨水溶液喷射等设备组成。 氨水 溶液的总储存容量宜按照不小于 2台 75t锅炉 脱硝系统在 BMCR 工况下 5d（每天按 24h 计）的总消 耗量来设计。 氨水 溶液储存设备宜布置在室 内。 设备间距应满足施工、操作和维护的要求，结合电厂所在地域条件考虑 氨水 溶液管道的保温。 氨水 罐应设有人孔、 氨水 或 氨水 溶液入口、 氨水 溶液出口、通风孔、液位表、温度表口和排放口等。 氨水 溶液储罐宜采用玻璃钢（ FRP）或不低于 304 的不锈钢制造。 在喷入锅炉前， 氨水 溶液应与稀释水混合稀释，稀释后的质量浓度不得大于 10%。 稀释混合器宜采用静态混合器。 稀释用水宜采用除盐水。 每台锅炉宜配置一套稀释系统。 氨水 溶液稀释系统应设置过滤器。 每台锅炉应设计两台稀释水泵，一台运行，一台备用。 流量设计裕量应不小于 10%，压头设计余量应不小于 20%。 多台锅炉可共用一套 氨水 溶液输送系统。 氨水 溶液输送泵宜采用多级离心泵。 每套输送系统应设计两台输送泵，一台运行，一台备用。 氨水 溶液输送系统应设置过滤器。 氨水 溶液计量分配系统每台锅炉宜配置一套计量分配系统。 计量分配系。