位置選擇:
脫硝裝置通常布置在鍋爐省煤器出口與空氣預熱器之間的高溫煙道內(nèi)。這種高塵布置方式能夠確保煙氣溫度達到反應的最佳溫度,從而提高脫硝效率。
另外,也有部分電廠將脫硝裝置布置在電除塵器之后的低塵布置方式,或者在煙氣脫硫除塵之后的位置。
結構與設備布置:
SCR系統(tǒng)內(nèi)沿煙氣流向在不同位置設置導流板、靜態(tài)混合器和整流格柵,以保證氨與煙氣的充分均勻混合。
氨氣稀釋系統(tǒng)宜靠近SCR反應器布置,以便于氨氣的供應和控制。
還原劑儲存制備系統(tǒng)的設備布置應考慮不利風向的影響,并設有通暢的道路和疏散通道。
催化劑與噴氨系統(tǒng):
催化劑通常采用蜂窩式催化劑,沿爐膛寬度方向布置多個噴孔,通過手動蝶閥分區(qū)控制氨噴射流量。
氨與稀釋空氣混合后經(jīng)噴氨格柵進入SCR煙道,自格柵式噴嘴噴出,可實現(xiàn)對氨噴射流量的精確控制。
設計規(guī)范:
根據(jù)DL/T 5480-2022標準,火力發(fā)電廠煙氣脫硝系統(tǒng)的設計應滿足相關排放標準,并結合鍋爐構架及爐后布置統(tǒng)一考慮將來脫硝裝置及進出口煙道布置位置、各種荷載等。
設計中需考慮脫硝裝置的豎向布置,確保不受洪水危害,并便于維修、擴建和排水暢通。
運行優(yōu)化:
在運行過程中,為保證高脫硝效率,可采用煙氣均流優(yōu)化工藝及設備來保證煙氣和氨的充分均勻混合。
針對長期運行中的堵塞問題,可以通過增加催化劑和噴氨量進一步提高脫硝效率。
電廠脫硝裝置的布置需要綜合考慮煙氣溫度、催化劑特性、氨氣供應及稀釋系統(tǒng)等因素,以確保高效、穩(wěn)定地進行氮氧化物的還原處理。
]]>1、熱段/高含塵布置:反應器布置在空氣預熱器前溫度為 360℃左右的位置,此時煙氣中所含有的全部飛灰和 SO2均通過催化劑反應器,反應器的工作條件是在“不干凈”的高塵煙氣中。由于這種布置方案的煙氣溫度在 300~400℃的范圍內(nèi),適合于多數(shù)催化劑的反應溫度,因而它被廣泛采用。但是由于催化劑是在“不干凈”的煙氣中工作,因此催化劑的壽命會受下列因素的影響:
(1)煙氣所攜帶的飛灰中含有 Na,Ca,Si,As等成分時,會使催化劑“中毒”或受污染,從而降低催化劑的效能。
(2)飛灰對催化劑反應器的磨損。
(3)飛灰將催化劑通道堵塞。
(4)如煙氣溫度升高,會將催化劑燒結,或使之再結晶而失效,如煙氣溫度降低,NH3會和 SO3反應生成酸性硫酸銨,從而會堵塞催化劑和污染空氣預熱器。
(5)高活性的催化劑會促使煙氣中的 SO2氧化成 SO3,因此應避免采用高活性的催化劑用于這種布置。為了盡可能地延長催化劑的使用壽命,除了應選擇合適的催化劑之外,要使反應器通道有足夠的空間以防堵塞,同時還要有防腐措施。
2、熱段/低含塵布置:反應器布置在靜電除塵器和空氣預熱器之間,這時,溫度為 300~400℃的煙氣先經(jīng)過電除塵器以后再進入催化劑反應器,這樣可以防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染和將反應器磨損或堵塞,但煙氣中的 SO3始終存在,因此煙氣中的 NH3和 SO3反應生成硫酸銨而發(fā)生堵塞的可能性仍然存在。采用這一方案的最大問題是,靜電除塵器很難在 300~400℃的溫度下正常運行,因此很少采用。
3、冷段布置:反應器布置在煙氣脫硫裝置(FGD)之后,這樣催化劑將完全工作在無塵、無 SO2的“干凈”煙氣中,由于不存在飛灰對反應器的堵塞及腐蝕問題,也不存在催化劑的污染和中毒問題,因此可以采用高活性的催化劑,減少了反應器的體積并使反應器布置緊湊。當催化劑在“干凈”煙氣中工作時,其工作壽命可達 3~5年(在“不干凈”的煙氣中的工作壽命為 2~3年)。這一布置方式的主要問題是,當將反應器布置在濕式 FGD脫硫裝置后,其排煙溫度僅為 50~60℃,因此,為使煙氣在進入催化劑反應器之前達到所需要的反應溫度,需要在煙道內(nèi)加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器,或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣,從而增加了能源消耗和運行費用。
對于一般燃油或燃煤鍋爐,其 SCR反應器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間,因為此區(qū)間的煙氣溫度剛好適合 SCR脫硝還原反應,氨被噴射于省煤器與 SCR反應器間煙道內(nèi)的適當位置,使其與煙氣充分混合后在反應器內(nèi)與氮氧化物反應,SCR系統(tǒng)商業(yè)運行業(yè)績的脫硝效率約為 50%~90%。
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