脫硝系統(tǒng)主要設(shè)施包括氨水輸送系統(tǒng)、還原劑供應(yīng)系統(tǒng)、煙氣升溫系統(tǒng)、煙氣預(yù)處理及煙道系統(tǒng)及SCR脫硝反應(yīng)系統(tǒng)五大部分。
氨水儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)
氨水槽車來(lái)的氨水通過卸料模塊送入氨水儲(chǔ)存罐,再經(jīng)氨水輸送模塊輸送至計(jì)量分配模塊,主要包括氨水儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)包括:氨水卸載模塊、氨水儲(chǔ)罐以及氨水輸送模塊。
(1)氨水卸載模塊:氨水卸載模塊用于將槽車內(nèi)的氨水卸載至氨水儲(chǔ)罐。槽車應(yīng)有液側(cè)和氣側(cè)兩個(gè)管道接口,液側(cè)接口用于卸料,氣側(cè)用于接氨水儲(chǔ)罐氣側(cè)管道,使氨水儲(chǔ)罐內(nèi)的氨氣不外排,回流至槽車內(nèi)。
(2)氨水儲(chǔ)罐:氨水儲(chǔ)存罐容量按滿足脫硝裝置7天的消耗量計(jì);儲(chǔ)罐按常溫密閉(防止氨水揮發(fā)泄漏到空氣中)容器設(shè)計(jì),工作壓力一般為0.05~0.098Mpa,配有超壓釋放安全閥。罐體采用不銹鋼材質(zhì),設(shè)遮陽(yáng)蓬。
(3)氨水輸送模塊:輸送泵采用立式多級(jí)離心泵。
還原劑供應(yīng)系統(tǒng)
還原劑供應(yīng)系統(tǒng)主要完成脫硝還原劑(氨水)的供應(yīng),還原劑供應(yīng)系統(tǒng)主要組成有氨水計(jì)量模塊、氨水汽化器、稀釋風(fēng)管道、氨/空氣混合器、噴氨格柵等。
(1)氨水計(jì)量模塊:計(jì)量模塊主管路上裝有電磁流量計(jì)、壓力變送器和電動(dòng)閥等部件,根據(jù)系統(tǒng)入口處NOx的數(shù)值,同時(shí)依據(jù)設(shè)定的NH3/NOx摩爾比或設(shè)定的NOx出口排放值控制調(diào)節(jié)閥開度,從而控制還原劑的流量,控制SCR反應(yīng)器的還原劑需求量。
(2)氨水汽化器:氨水進(jìn)入脫硝反應(yīng)器前,需先經(jīng)過氨水汽化器進(jìn)行汽化。
氨水汽化器底部為經(jīng)熱風(fēng)爐送來(lái)的高溫?zé)煔?,高溫?zé)煔庠谄鲀?nèi)自下向上運(yùn)動(dòng);氨水則從汽化器中上部的液體分布器(或噴槍)處進(jìn)入汽化器,與高溫?zé)煔饽媪鹘佑|,吸熱快速蒸發(fā),成為氨氣與空氣的混合物,混合物中氨氣濃度低于5%(220~250°C),汽化后的空氣與氨氣混合物需進(jìn)入氨/空氣混合器進(jìn)行充分混合,確保系統(tǒng)安全。
(3)氨/空氣混合器:主要功能為將汽化后的氨水與空氣充分混合,設(shè)置在氨水汽化器之后。
(4)噴氨格柵:氨與熱風(fēng)爐過來(lái)的熱煙氣混合后經(jīng)噴氨格柵進(jìn)入SCR入口煙道,自格柵式小噴嘴噴出。噴氨格柵分若干個(gè)支管,每根管子上有一定數(shù)量及尺寸的小孔,氨/空氣將由此處噴入煙道與煙氣混合。整個(gè)煙道截面被分為若干個(gè)控制區(qū)域,每個(gè)控制區(qū)域由一定數(shù)量的噴氨管組成,并設(shè)有閥門控制對(duì)應(yīng)區(qū)域的流量,以匹配煙氣中NOx的濃度分布。噴氨格柵的位置及噴嘴形式根據(jù)煙道及反應(yīng)器的布置情況,經(jīng)流場(chǎng)模擬分析后確定。
煙氣升溫系統(tǒng)
煙氣溫度是SCR脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)中催化劑選擇的重要依據(jù)。由于催化劑效率對(duì)溫度極為敏感且催化反應(yīng)只能在一定溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,所以焦?fàn)t煙氣脫硝過程需要加設(shè)煙氣加熱系統(tǒng)。煙氣升溫系統(tǒng)位于焦?fàn)t脫硝反應(yīng)器前,包括煙氣升溫?zé)犸L(fēng)爐,混風(fēng)室等。
煙氣預(yù)處理及煙道系統(tǒng)
焦?fàn)t煙氣中含有粉塵、焦油等物質(zhì),為防止堵塞催化劑孔,增加系統(tǒng)壓損,在煙道中設(shè)置一層煙氣預(yù)處理層,處理層為焦炭(厚度100mm),用以吸附煙氣中的粉塵及焦油等物質(zhì)。
煙道系統(tǒng)是從煙氣出口至SCR反應(yīng)器本體入口和SCR反應(yīng)器本體出口之間的連接煙道。當(dāng)脫硝指標(biāo)合格時(shí),煙氣直接通過脫硝反應(yīng)器,還原劑系統(tǒng)停止噴氨,煙氣通過催化劑,起到對(duì)反應(yīng)器保溫作用。煙道系統(tǒng)包括原煙氣雙擋板門、進(jìn)出口煙氣雙擋板門、旁路煙道擋板門、導(dǎo)流板、煙道支吊架、人孔門、膨脹節(jié)等部件。
SCR脫硝反應(yīng)系統(tǒng)
SCR脫硝反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)三個(gè)脫硝反應(yīng)單元,高氣加熱時(shí)2用1備,焦氣加熱時(shí)3單元同啟。保證每?jī)蓚€(gè)反應(yīng)器能達(dá)到脫硝效率要求,同時(shí)滿足在線更換催化劑的要求;當(dāng)生產(chǎn)異常而導(dǎo)致NOx濃度遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)進(jìn)口濃度要求時(shí),可以快速開啟三個(gè)脫硝反應(yīng)單元同時(shí)工作,保證NOx濃度出口排放要求。
SCR脫硝反應(yīng)系統(tǒng)主要包括:反應(yīng)器本體結(jié)構(gòu)、煙氣預(yù)處理器、整流器、催化劑層、聲波吹灰器、催化劑起吊裝置、配套結(jié)構(gòu)及平臺(tái)等。
(1)反應(yīng)器本體結(jié)構(gòu):反應(yīng)器內(nèi)煙氣溫度區(qū)間在190~260°C之間。反應(yīng)器水平段安裝煙氣導(dǎo)流、優(yōu)化分布裝置以及氨和煙氣的分布格柵,反應(yīng)器豎直段裝有催化劑床,催化劑布置選用3層的布置模式。
(2)煙氣預(yù)處理裝置:為保護(hù)催化劑,延長(zhǎng)催化劑壽命,在催化劑增設(shè)一套煙氣預(yù)處理裝置。
(3)整流器:整流器的主要功能是對(duì)煙氣進(jìn)一步梳理,調(diào)整煙氣分配,保證煙氣流場(chǎng)的均勻性。整流器安裝在入口煙道底部、第一層催化劑上部。
(4)催化劑層:催化劑采用3層布置,每層24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊。催化劑頂部設(shè)金屬格柵及金屬網(wǎng),防止大顆粒進(jìn)入催化劑空隙,同時(shí)也能減少細(xì)小的灰粒在催化劑表面累積,還能起到一定的煙氣均布效能,同時(shí)提供檢查檢修的平臺(tái)。每層催化劑上方留有1.8m頂部空間,方便進(jìn)入檢修。催化劑模塊之間間隙需注意做好密封,以防飛灰積聚。反應(yīng)器壓力降每層不超過200Pa,系統(tǒng)溫度降整體不超過10°C。
(5)氨需求量(體積流量):按照進(jìn)入催化劑反應(yīng)器的煙氣中的NOx的標(biāo)態(tài)含量(由焦?fàn)t負(fù)荷換算出標(biāo)態(tài)煙氣量)乘以固定的NH3/NOx摩爾比來(lái)計(jì)算的。氨體積流量測(cè)定是由流量變送器和溫度、壓力補(bǔ)償后的信號(hào)決定的。補(bǔ)償后的氨流量與需求量進(jìn)行比較。比較后的差值用作(通過“P+I”控制器進(jìn)行)流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。
(6)聲波吹灰器:焦化煙氣本身含塵量并不高,但成分復(fù)雜,采用聲波吹灰器不僅能夠保持催化劑的連續(xù)清潔,同時(shí)能對(duì)催化劑起到一定的再生作用,延長(zhǎng)催化劑的壽命,降低SCR的維護(hù)成本。
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