在脫硝過程中，脫硝噴槍的作用是不可忽略的，其次氨水的噴入量的調(diào)節(jié)也應(yīng)該根據(jù)出口濃度及脫硝效率通過調(diào)節(jié)門來調(diào)節(jié)，噴氨量少則使得脫硝效率過低，多則使得氨逃逸率上升造成尾部煙道積灰。因此在脫硝過程中，每一環(huán)節(jié)、每個(gè)步驟的拿捏都是很重要的。
其主要工藝流程是，首先公用系統(tǒng)制備的氨水輸送至爐前，通過混合器與稀釋風(fēng)混合稀釋后進(jìn)入煙道，稀釋風(fēng)通過煙道內(nèi)的渦流混合器與煙氣進(jìn)行充分、均勻的混合后進(jìn)入反應(yīng)器，然后在催化劑的作用下，氨水與煙氣中的NOX反應(yīng)生成氮?dú)夂退畯亩_(dá)到除去氮氧化物的目的。
以液氨作為還原劑的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)一般由氨存儲(chǔ)和供應(yīng)系統(tǒng)、氨與空氣混合系統(tǒng)、氨氣噴入系統(tǒng)、反應(yīng)器系統(tǒng)、省煤器旁路、SCR旁路、檢測控劑系統(tǒng)等組成。
其工藝流程為:液氨通過槽車運(yùn)送到現(xiàn)場后,通過壓縮泵卸載到液氨儲(chǔ)存罐中,儲(chǔ)存罐中的液氨在自身蒸汽平衡壓力的作用下將液氨送到蒸發(fā)器內(nèi)氣化生成氨氣,稀釋風(fēng)機(jī)來的空氣在氧/空氣混合器系統(tǒng)內(nèi)充分混合。稀釋風(fēng)機(jī)流量一般按100%負(fù)荷氨量對(duì)空氣的混合比為5%設(shè)計(jì)。氨體積濃度降到不大于5%的安全濃度,混合氣體進(jìn)入位于煙道內(nèi)的氨噴射格柵,噴入煙道中,或再通過靜態(tài)混合器與煙氣充分混合,然后進(jìn)入SCR反應(yīng)器,在300-400r的溫度及催化劑的作用下,將煙氣中的NOx催化降解為無害的N2和H2O。
溫度測量點(diǎn)在SCR反應(yīng)器的進(jìn)口處,當(dāng)煙氣溫度不在反應(yīng)的范圍內(nèi)時(shí),溫度信號(hào)將自動(dòng)關(guān)閉氨進(jìn)入氨/空氣混合器的快速切斷閥門。N2和H2O隨著煙氣進(jìn)入空氣預(yù)熱器,在SCR進(jìn)口處設(shè)置NOx、O2、溫度監(jiān)視分析儀器,在SCR出口處設(shè)置NOx、O2、NH3監(jiān)視分析儀器,當(dāng)NH3的逃逸濃度超過規(guī)定值時(shí)報(bào)警并自動(dòng)調(diào)節(jié)NH3的注入量。
氨存儲(chǔ)和供應(yīng)系統(tǒng):是SCR脫硝系統(tǒng)中最復(fù)雜部分,主要包括液氨卸料壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)罐、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、廢水泵及廢水池等。加氨的方式有兩種:一種是無水加氨,氨從液氧儲(chǔ)罐依次進(jìn)入蒸發(fā)器和緩沖罐,經(jīng)減壓后與空氣混合,再噴入煙道;另一種是有水加氨,氨從液氨儲(chǔ)堪經(jīng)霧化進(jìn)入高溫蒸發(fā)器,氨蒸發(fā)后噴入煙道。如果發(fā)生事故,系統(tǒng)緊急排放氨氣導(dǎo)入氨氣稀釋槽內(nèi),經(jīng)過水的吸收排入廢水池,再由廢水系送到廢水處理廠進(jìn)行處理。
氨與空氣噴霧系統(tǒng):氧和空氣在混合器和管路內(nèi)充分混合,再將此混合物導(dǎo)入氨氣分配總管內(nèi),氧與空氣噴射系統(tǒng)包含供應(yīng)箱、噴霧管格子和噴嘴等,每一個(gè)供應(yīng)箱安裝一個(gè)節(jié)流閥及節(jié)流孔板,可將混合物在噴霧管格子處達(dá)到均勻分布,配合NOx濃度分布依靠噴臂來調(diào)節(jié)氨與空氣混合物的量。
SCR反應(yīng)器系統(tǒng):水平段安裝有煙氣導(dǎo)流和優(yōu)化分布的裝置以及噴氨格柵豎直段安裝有催化劑床,底部安裝有氣密裝置,防止未處理的煙氣泄露。反應(yīng)器一般釆用固定床平行通道形式,一般催化劑層為2-4層,并預(yù)留一層位置作為將來脫硝效率低于需要值時(shí)增加安裝催化劑時(shí)應(yīng)用,此方法可以作為增強(qiáng)脫硝效率并延長催化劑壽命的備用措施。反應(yīng)器為自立鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)部設(shè)有催化劑支撐結(jié)構(gòu)、能承受內(nèi)部壓力、地震負(fù)荷、催化劑負(fù)荷、煙塵負(fù)荷及熱應(yīng)力等。反應(yīng)器外殼設(shè)有加固肋和保溫層,催化劑通過反應(yīng)器外的催化劑填裝系統(tǒng)從側(cè)門放入反應(yīng)器中。
省煤器旁路:用來調(diào)節(jié)溫度,通過調(diào)節(jié)經(jīng)過省煤器的煙氣與通過旁路煙氣的比例來控劑反應(yīng)器中的煙氣溫度,氨噴射器安裝在反應(yīng)器的上游足夠遠(yuǎn)處,以保證噴入的氨與煙氣充分混合。
脫硝系統(tǒng)構(gòu)成：
（1）煙氣系統(tǒng)；
（2）SCR反應(yīng)器和催化劑；
（3）催化劑的吹灰系統(tǒng)；
（4）液氨的存儲(chǔ)和卸料系統(tǒng)；
（5）液氨的蒸發(fā)系統(tǒng)；
（6）氨的空氣稀釋和噴射系統(tǒng)；
（7）煙氣取樣系統(tǒng)；
（8）工業(yè)水系統(tǒng)；
（9）其他由主系統(tǒng)接出的水、蒸汽等輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
1、煙氣系統(tǒng)
煙氣系統(tǒng)是指從鍋爐尾部低溫省煤器下部引出口至SCR反應(yīng)器本體入口、SCR反應(yīng)器本體出口至回轉(zhuǎn)式空預(yù)器入口之間的連接煙道。煙道壁厚按6mm設(shè)計(jì)。
為了使與煙道連接的設(shè)備的受力在允許范圍內(nèi)，特別考慮了煙道系統(tǒng)的熱膨脹，熱膨脹通過膨脹節(jié)進(jìn)行補(bǔ)償。
所有煙道將在適當(dāng)位置配有足夠數(shù)量和大小的人孔門和清灰孔，以便于煙道的維修和檢查以及清除積灰。煙道將在適當(dāng)位置配有足夠數(shù)量測試孔。
2、SCR反應(yīng)器
SCR反應(yīng)器的設(shè)計(jì)將充分考慮與周圍設(shè)備布置的協(xié)調(diào)性及美觀性。每臺(tái)鍋爐配置2臺(tái)SCR反應(yīng)器，反應(yīng)器尺寸為11.6X6.9X16m，反應(yīng)器設(shè)計(jì)成煙氣豎直向下流動(dòng)。反應(yīng)器入口將設(shè)氣流均布裝置，反應(yīng)器入口及出口段將設(shè)導(dǎo)流板，對(duì)于反應(yīng)器內(nèi)部易于磨損的部位將設(shè)計(jì)必要的防磨措施。反應(yīng)器將設(shè)置足夠大小和數(shù)量的人孔門。考慮內(nèi)部催化劑維修及更換所必須的起吊裝置。SCR反應(yīng)器將能承受運(yùn)行溫度450℃不少于5小時(shí)的考驗(yàn)，而不產(chǎn)生任何損壞。
3、催化劑
反應(yīng)器內(nèi)催化劑層按照兩層，并預(yù)留一層設(shè)計(jì)。催化劑的型式可采用蜂窩式或平板式，賣方將根據(jù)自身的特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)條件合理選型，需經(jīng)過買方確認(rèn)后使用。
賣方將根據(jù)鍋爐飛灰的特性合理選擇孔徑大小并設(shè)計(jì)有防堵灰措施，以確保催化劑不堵灰。同時(shí)，催化劑設(shè)計(jì)將盡可能的降低壓力損失。
4、吹灰系統(tǒng)
根據(jù)本工程灰份高的特性，設(shè)置吹灰器，采用聲波式吹灰系統(tǒng)，按每一層催化劑設(shè)置4臺(tái)吹灰器進(jìn)行設(shè)計(jì)，預(yù)留層吹灰器只預(yù)留吹灰器接口。
聲波吹灰器的頻率為75HZ，有效輻射范圍為13米，內(nèi)部能量輸出水平為147dB，外部噪音水平為85dB，建議的吹掃頻率為10秒/10分鐘，每個(gè)反應(yīng)器從最上層開始吹掃，每層的吹灰器同時(shí)動(dòng)作。聲波式吹灰器工作介質(zhì)為壓縮空氣，壓縮空氣由電廠提供。
5、氨的空氣稀釋和噴射系統(tǒng)
每臺(tái)鍋爐設(shè)兩臺(tái)100%容量的離心式稀釋風(fēng)機(jī)，一用一備。設(shè)二套氨/空氣混合系統(tǒng)，分別用于兩臺(tái)SCR反應(yīng)器的氨與空氣的混合。
為保證氨（NH3）注入煙道的絕對(duì)安全以及均勻混合，將氨濃度降低到爆炸極限（其爆炸極限(在空氣中體積％)為 15％～28％）下限以下，控制在5％以內(nèi)。賣方將按此要求以脫硝所需最大供氨量為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)氨稀釋風(fēng)機(jī)及氨/空氣混合系統(tǒng)。
氨/煙氣混合均布系統(tǒng)按如下設(shè)計(jì)：每臺(tái)SCR反應(yīng)器設(shè)置6臺(tái)渦流混合器。由氨/空氣混合系統(tǒng)來的混合氣體噴入位于煙道內(nèi)的渦流混合器處，在注入渦流混合器前將設(shè)手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)可根據(jù)煙道進(jìn)出口檢測出的NOx濃度來調(diào)節(jié)氨的分配量，調(diào)節(jié)結(jié)束后可基本不再調(diào)整。
6、煙氣取樣系統(tǒng)
每臺(tái)爐設(shè)置4臺(tái)煙氣取樣風(fēng)機(jī)，2臺(tái)為原煙氣取樣風(fēng)機(jī)，2臺(tái)為凈煙氣取樣風(fēng)機(jī)，皆為一用一備。原煙氣取樣風(fēng)機(jī)從噴氨點(diǎn)前的煙道抽取原煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)后注入反應(yīng)器出口，凈煙氣取樣風(fēng)機(jī)從反應(yīng)器出口抽取凈煙氣經(jīng)風(fēng)機(jī)后注入反應(yīng)器出口煙道。位于煙道抽取煙氣處的管道都設(shè)置了過濾元件以過濾煙氣中的煙塵，在每臺(tái)反應(yīng)器抽取煙氣入口管道上安裝有NOx及O2分析儀。
7、冷卻水系統(tǒng)
煙氣取樣風(fēng)機(jī)軸承冷卻采用鍋爐房區(qū)域閉式冷卻水，排水至閉式水回水管。氨站區(qū)卸料壓縮機(jī)冷卻水取自工業(yè)水，排水至氨區(qū)地坑。
8、儀表壓縮空氣系統(tǒng)
鍋爐房區(qū)域儀表用氣就近取自鍋爐房區(qū)域儀表用壓縮空氣母管，氨站區(qū)域儀表用壓縮空氣取自廠區(qū)儀用壓縮空氣管道，在氨站區(qū)域設(shè)置壓縮空氣儲(chǔ)罐穩(wěn)壓。
9、液氨儲(chǔ)存蒸發(fā)系統(tǒng)
液氨儲(chǔ)存、制備、供應(yīng)系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機(jī)、儲(chǔ)氨罐、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、稀釋風(fēng)機(jī)、混合器、氨氣稀釋槽、廢水泵、廢水池等。此套系統(tǒng)提供氨氣供脫硝反應(yīng)使用。液氨的供應(yīng)由液氨槽車運(yùn)送，利用液氨卸料壓縮機(jī)將液氨由槽車輸入儲(chǔ)氨罐內(nèi)，將儲(chǔ)槽中的液氨輸送到液氨蒸發(fā)槽內(nèi)蒸發(fā)為氨氣，經(jīng)氨氣緩沖槽來控制一定的壓力及其流量，然后與稀釋空氣在混合器中混合均勻，再送達(dá)脫硝系統(tǒng)。
氨氣的制備過程實(shí)際上是液氨的氣化過程，設(shè)計(jì)的氨制備及其供應(yīng)系統(tǒng)中，氨的供應(yīng)量能滿足鍋爐不同負(fù)荷的要求，調(diào)節(jié)方便靈活，可靠；存氨罐與其他設(shè)備、廠房等要有一定的安全防火防爆距離，并在適當(dāng)位置設(shè)置室外防火栓，設(shè)有防雷、防靜電接地裝置。脫硝噴槍在脫硝過程中，抑制煙氣的擴(kuò)散，對(duì)煙氣脫硝起重要作用。
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