山西SCR脫硝工程
SCR脫硝工程泛指應(yīng)用在電廠SCR(selective catalytic reduction)脫硝系統(tǒng)上的催化劑(Catalyst),在SCR反應(yīng)中,促使還原劑選擇性地與煙氣中的氮氧化物在 溫度下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。
成分組成
目前常用的催化劑為V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列(TiO2作為主要載體、V2O5為主要活性成分)。
目前SCR商用催化劑基本都是以TiO2為基材,以V2O5為主要活性成份,以WO3、MoO3為 、抗毒化輔助成份?;瘎┬褪娇煞譃槿N:板式、蜂窩式和波紋板式。
板式催化劑以不銹鋼金屬板壓成的金屬網(wǎng)為基材,將TiO2、V2O5等的混合物黏附在不銹鋼網(wǎng)上,經(jīng)過壓制、鍛燒后,將催化劑板組裝成催化劑模塊。
蜂窩式催化劑一般為均質(zhì)催化劑。將TiO2、V2O5、WO3等混合物通過一種陶瓷擠出設(shè)備,制成截面為150mmX150mm,長度不等的催化劑元件,然后組裝成為截面約為2macute;1m的標(biāo)準(zhǔn)模塊。
波紋板式催化劑的制造工藝一般以用玻璃纖維加強(qiáng)的TiO2為基材,將WO3、V2O5等活性成份浸漬到催化劑的表面,以達(dá)到提高催化劑活性、降低SO2氧化率的目的。
選型
催化劑型式可分為三種:板式、蜂窩式和波紋板式。三種催化劑在燃煤SCR上都擁有業(yè)績,其中板式和蜂窩式較多,波紋板式較少。
催化劑的設(shè)計就是要選取 反應(yīng)面積的催化劑,以滿足在省煤器出口煙氣流量、溫度、壓力、成份條件下達(dá)到脫硝效率、氨逃逸率等SCR基本性能的設(shè)計要求;在灰分條件多變的環(huán)境下,其防堵和防磨損性能是SCR設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。
在防堵灰方面,對于 的反應(yīng)器截面,在相同的催化劑節(jié)距下,板式催化劑的通流面積大,一般在85%以上,蜂窩式催化劑次之,流通面積一般在80%左右,波紋板式催化劑的流通面積與蜂窩式催化劑相近。在相同的設(shè)計條件下,適當(dāng)?shù)倪x取大節(jié)距的蜂窩式催化劑,其防堵效果可接近板式催化劑。三種催化劑以結(jié)構(gòu)來看,板式的壁面夾角數(shù)量少,且流通面積較大,不容易堵灰;蜂窩式的催化劑流通面積一般,但每個催化劑壁面夾角都是90°直角,在惡劣的煙氣條件中,容易產(chǎn)生灰分搭橋而引起催化劑的堵塞;波紋板式催化劑流通截面積一般,但其壁面夾角很小而且其數(shù)量又相對較多,為三種結(jié)構(gòu)中容易積灰的版型。
SCR脫硝系統(tǒng)主要由SCR催化反應(yīng)器、氨氣注入系統(tǒng)、煙氣旁路系統(tǒng)、氨的儲存和制備系統(tǒng)等組成。SCR催化反應(yīng)器的布置方式,目前 一般采用高塵布置方式,即布置在省煤器和空預(yù)器之間的高溫?zé)煹纼?nèi)。在該位置,煙氣溫度能夠達(dá)到反應(yīng)的溫度。因此本期工程脫硝裝置擬采用高塵布置方式。煙氣在鍋爐省煤器出口處被平均分為兩路,每路煙氣并行進(jìn)入一個垂直布置的SCR反應(yīng)器里,即每臺鍋爐配有二個反應(yīng)器,煙氣經(jīng)過均流器后進(jìn)入催化劑層。在煙氣進(jìn)入催化劑層前設(shè)有氨氣注入系統(tǒng),煙氣與氨氣充分混合后進(jìn)行催化劑反應(yīng),脫去NOX。反應(yīng)后的煙氣進(jìn)入空預(yù)器、電除塵器、引風(fēng)機(jī)和脫硫裝置后,排入煙囪。SCR反應(yīng)器布置在空預(yù)器上方。
SCR脫硝工藝流程:還原劑(氨)用罐裝卡車運(yùn)輸,以液體形態(tài)儲存于氨罐中;液態(tài)氨在注入SCR系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化;氣化的氨和稀釋空氣混合,通過噴氨格柵噴入SCR反應(yīng)器上游的煙氣中;充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),去除NOx。
SCR反應(yīng)器本體
SCR反應(yīng)器本體依煙氣流向可分為噴氨段、混合段、均流段、反應(yīng)段。SCR脫硝效率與以下因素有關(guān):催化劑質(zhì)量;反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)分布均勻程度。
為達(dá)到較高的脫硝效率,設(shè)計每個功能段時考慮以上因素,每個環(huán)節(jié)均優(yōu)化設(shè)計。在本項目中,設(shè)計進(jìn)入SCR系統(tǒng)的煙氣溫度為300-400℃。
立式SCR反應(yīng)器上方煙氣流向需要轉(zhuǎn)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(gòu)件。安裝均流器空間小,為使進(jìn)入催化劑層的煙氣分布均勻,均流器采用導(dǎo)流板加均流格柵板形式,導(dǎo)流板和格柵板依據(jù)CFD數(shù)值模擬計算結(jié)果進(jìn)行設(shè)計。進(jìn)入催化劑層的煙氣流速均勻程度<0.2。
SCR脫硝設(shè)計要求
采用SCR工藝,脫硝工藝要適用于工程己確定的燃料條件,并考慮燃料來源的變化可能性及環(huán)保要求提高的可能性;
采用20%氨水作為脫硝還原劑;
煙氣脫硝裝置的控制系統(tǒng)可進(jìn)入主機(jī)控制系統(tǒng);
煙氣脫硝;
脫硝裝置可用率不小于,服務(wù)壽命為15年;
采用成熟的SCR工藝技術(shù),設(shè)備運(yùn)行;
根據(jù)工程的實(shí)際情況盡量減少脫硝裝置的建設(shè)投資;
脫硝工藝脫硝還原劑、水和能源等消耗少,盡量減少運(yùn)行費(fèi)用;
煙氣脫硝不能影響機(jī)組功率及正常運(yùn)行,同時,煙氣脫硝系統(tǒng)應(yīng)具備單獨(dú)運(yùn)行、單獨(dú)檢修的要求;
我方整個完成脫硝系統(tǒng)的設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、試驗(yàn)及檢查、試運(yùn)行、考核、終交付等。