垃圾焚燒發電廠使用氨水作為還原劑的SNCR煙氣脫硝技術在國內的項目很多,本文闡述了垃圾焚燒廠SNCR脫硝技術的調試過程,為相類似工程的調試提供了一定的參考。
Ox 是一種主要的大氣污染物質,NOx 與碳氫化合物可以在強光作用下造成光化學污染,排放到大氣中的NOx是形成酸雨和造成臭氧層破壞的主要原因,嚴重危害生態環境。本公司承接某地的垃圾焚燒發電廠3臺垃圾焚燒爐的煙氣脫硝工程,當地要求NOx的排放需要低于200 mg/Nm3,相對于之前650 mg/Nm3的國標要求要嚴格得多,我方采用了以氨水作為還原劑的SNCR脫硝技術,取得了良好的效果。
2SNCR脫硝技術的工作原理
SNCR(選擇性非催化還原selective non-catalytic reduction)脫除 NOx技術是在沒有催化劑存在條件下,把含有 NHx 基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入爐膛溫度為 850℃~1050℃的區域,該還原劑迅速熱分解成 NH3 和其它副產物,隨后 NH3 與煙氣中的 NOx 進行 SNCR 反應而生成 N2和H2O。
本工程以25%的氨水(NH3OH )作為還原劑,在溫度為850℃~1050℃的范圍內,還原 NOx 的化學反應方程式主要為:
3NH3OH +NO+O2→2N2+6H2O
4NH3OH +2NO2→3N2+8H2O
3SNCR脫硝技術的工藝流程
SNCR系統以氨水作為還原劑、除鹽水作為稀釋劑。該系統由五大區域組成,分別為:氨水區、除鹽水區、混合模塊區、噴射區、控制模塊區。(本系統主要設備見表1)
表1 SNCR系統主要設備
Tab.1….
氨水和除鹽水進入混合模塊混合,控制模塊根據DCS反映的鍋爐溫度及NOx濃度對混合液的濃度進行調節之后,在壓縮空氣的作用下噴入爐膛溫度為850℃~1050℃的區域,該還原劑迅速加熱分解成NH3和其它副產物,隨后NH3與煙氣中的NOx 進行SNCR反應而生成N2。(系統布置見圖1)
氨水儲罐
計量混合
模塊鍋爐
除鹽水
儲罐
圖1 脫硝系統簡圖
Fig.1…
4調試要求
SNCR系統控制輸出值(排放值):
(1)引風機出口NOx濃度小時均值≤200mg/Nm3;
(2)氨逃逸率24小時均值≤10mg/Nm3。
5調試過程
SNCR脫硝系統的調試主要包括冷態調試和熱態調試。
5.1.冷態調試過程
系統的冷態調試主要包括如下內容:
(1)整個系統的跟蹤檢查,確保系統的所有設備安裝無誤。
(2)電動設備的試運行,主要包括氨水區的卸載泵和輸送泵以及除鹽水區的輸送泵。
(3)對系統所有管道進行壓力試驗,其中不銹鋼管道的試驗介質為除鹽水、鍍鋅鋼管的試驗介質為壓縮空氣,試驗壓力為設計壓力的1.5倍。壓力試驗時發現漏點要及時處理,直至系統嚴密不漏,能夠穩壓30分鐘以上。水壓試驗的管道結束后用壓縮空氣將管道內的水吹掃干凈。
(4)對系統內儀表進行校準和試驗。主要包括氨水區及除鹽水區的液位計,氨水區的濃度報警探頭、壓力變送器及安全閥。
完成上述工作后,冷態調試基本結束。
5.2.熱態調試過程
系統的熱態調試主要包括如下內容:
(1)機組負荷穩定在九成以上,通過尾氣在線監測系統反饋煙氣的NOx濃度、溫度、氧氣量,初步計算出需要的混合液
(氨水與除鹽水混合)的濃度。
(2)在煙氣溫度負荷要求的情況下,往煙氣中注入混合液進行脫硝。并根據在線監測系統反饋的NOx的參數,對混合液的濃度進行調整。
(3)脫硝系統進入自動運行控制狀態,并通過變負荷運行試驗對系統參數進行多方面的檢查和進一步的調整,使脫硝系統各運行參數正常,達到設計的要求。
6注意事項
垃圾焚燒發電廠在使用SNCR脫硝技術進行煙氣脫硝的調試過程中,應該注意以下幾點問題:
(1)氨水噴槍的噴射位置的選擇。由于NOx的分布在爐膛對流斷面上是經常變化的,如果噴入控制點太少或噴到爐內某個斷面上的氨不均勻,則會出現分布較高的氨漏失量,并影響脫硝效率,所以噴槍的噴射位置需要是爐內有效的部位。
(2)氨水區的氨氣濃度報警探頭安裝完成后,需要利用氨氣進行試驗,確保報警裝置工作正常,檢測結果準確。
(3)氨是一種易燃易爆的具有腐蝕性的危險化學品,所以調試人員在調試之前應該充分認識氨水與氨氣的特性,熟悉接觸到氨后的相關事故搶救辦法;并根據《危險化學品安全管理條例》的規定制定應急救援預案,需要配備相關人員和防護器具。
7效果
本工程的煙氣SNCR脫硝處理后的參數如表2所示,各項指標完全達到設計要求。
表2
Tab.2…