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回转窑烟气半干法净化技术方案(7.18)回转窑烟气半干法净化技术方案(7.18)回转窑烟气半干法净化技术方案(7.18)xxx公司回转窑烟气半干法净化技术方案(7.18)文件编号:文件日期:修订次数:第1.0次更改批准审核制定方案设计,管理制度Φ×60m回转窑脱硫脱硝除尘烟气治理技术文件 山东凯瑞环保科技有限公司日期:2019年7月第一章工程概述贵公司拟新建现有两条φ×60m回转窑,用于煅烧陶粒砂,窑炉用焦化煤气作为燃料,窑炉的燃烧温度为1450℃—1550℃。窑炉在燃烧的过程中产生一定的SO2、NOx以及粉尘,会对周围的大气环境造成一定的污染,根据国家环保排放标准和当地环保部门的要求进行进一步烟气治理,确保窑炉尾部排放SO2、颗粒物、NOX按照国家和当地环保排放要求达标排放。本期工程方案为窑炉烟气治理工程脱硫、除尘、脱硝一体化系统的设计、制造、安装调试、达标运行,针对业主方的现场特点,结合我司的工艺技术和工程经验,从工艺技术、安全运行、排放指标、经济指标等各方面进行了细致的论证,提出以以蜂窝体催化剂为载体氨水作为还原剂的SCR选择性催化还原法脱硝;CaOH为脱硫剂的半干法脱硫;余热利用;低压脉冲长布袋除尘器除尘,最终达标排放的工艺路线。本技术方案在给定设计条件下,颗粒物≤10mg/Nm³;SO2≤50mg/Nm³;NOX≤100mg/Nm³(折算基准氧含量为18%)的排放指标进行整体设计。技术方案包括脱硫、脱硝、除尘系统正常运行所必须具备的工艺系统设计、设备选型、采购或制造、运输、土建(构)筑物设计、施工及全过程的技术指导、安装督导、调试督导、试运行、考核验收、人员培训和最终的交付投产。第二章设计说明设计原则按照新建工程考虑,环保要求依据国家相关环保标准,确定如下设计原则:(1)脱硫采用以CaOH为吸收剂的循环流化床法半干法,脱硫后SO2≤50mg/Nm³;除尘采用低压脉冲长布袋除尘的方式,确保粉尘≤10mg/Nm³达标排放,脱硝采用蜂窝体催化剂为载体,18~20%氨水作为还原剂的SCR脱硝。(2)确保烟气治理系统的安全、稳定运行。(3)系统设备按照规范、紧凑、合理、美观的原则布置,最大限度地提高场地利用率。设计依据(1)《环境空气质量标准》(GB2095-82)(2)《工业污染物排放标准》及其修改单(GB25464-2010)(3)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(4)《机械设备安装工程施工验收通用规范》(GB50231-98)(5)《钢结构设计规范》(TJ17)(6)《袋式除尘器安装技术要求与验收规范》(JB/T8471-96)(7)《袋式除尘器性能测试方法》(GB12138-1989)(8)《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》(GB12625-90)(9)《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》(JB/T5917-91)(10)《设计、加工制造标准》(GB10963-89)所有标准如有最新版本,均以最新版本为准。设计范围①预除尘-SCR脱硝-余热利用-脱硫-除尘综合系统的工艺设计;②SCR脱硝系统、半干法吸收反应系统、袋式除尘器设备的烟气整流分配及喷氨的结构设计;③管道的优化布置,通风管道系统设计;④防腐工程设计;⑤电气、自控系统设计;⑥事故降温系统的设计;⑦保温工程的设计;⑧防结露措施的设计;土建由厂家负责,并由厂家负责将电供至本工程范围内。烟气设计参数及设计指标1、窑炉尾气排放原始数据:序号参数名称单位参数值1回转窑条12燃料焦化煤气3烟气量Nm3/h≤60000~700004烟气温度℃350—4205颗粒物浓度mg/Nm3≤50006SO2浓度mg/Nm3≤4007NOx浓度mg/Nm3≤6008水份含量(H2O)%≤39O2含量%15~16%10窑炉年运行时间小时8000(全年生产)2、烟气污染物排放控制指标序号名称单位数量脱硝系统控制指标1脱硝设计值mg/Nm31002脱硝保证值mg/Nm3≤1003装置可用率≥98%4催化剂m3~255脱硝塔阻力Pa≤8006反应器尺寸mm2050×4050×125007脱硝效率≥85%8烟气量Nm3/h27000918~20%氨水耗量kg/h56~80Kg(设计理论计算值)10催化剂化学使用寿命小时≥16000(正常使用情况下)11催化剂规格20孔反应温度300~420℃脱硫系统控制指标1脱硫设计值mg/Nm3502脱硫保证值mg/Nm3≤503装置可用率≥98%4系统阻力Pa≤6005吸收塔尺寸mmΦ2320×210006脱硫效率≥90%788%CaOH颗粒度目325颗粒物控制指标1颗粒物含量设计值mg/Nm3≤102颗粒物含量保证值mg/Nm3≤103设计风量≤120000m3/h4装置可用率≥98%5除尘系统阻力Pa≤15006过滤风速m/min≤7过滤面积m236208有效过滤面积m232589烟气进口设计温度℃≤15010除尘效率≥%3技术参数表格1:旋风除尘器(1台)序号项目单位设计保证值1设计效率%40%2保证效率%40%3本体漏风率%3%4设计压力正压kPa5KPa负压kPa-5KPa5处理气量m³/h1000006出口粉尘浓度g/m³≤37设备阻力Pa≤5008除尘器数个29单个除尘器规格mm260010入口速度m/s18~242:低压脉冲长布袋除尘器(LDMC-3620(160×6000-1200))(1台)序号项目单位设计保证值1设计效率%%2保证效率%%3本体漏风率%1%4壳体设计压力正压kPa5KPa负压kPa-5KPa5气布比m³/㎡/s6出口粉尘浓度mg/m³≤10mg7设备阻力Pa≤12008每台除尘器室数个109过滤面积㎡362010处理风量m³/h12000011过滤速度m/min12滤袋数量条120013滤袋材质PPS复合毡+PTFE14单条滤袋过滤面积㎡15滤布纺织工艺机织混纺、高温定型,热压覆膜,涂胶16滤布供应厂商阜宁17滤袋尺寸MmΦ160×600018滤袋容允许连续使用温度℃15019滤袋允许最高使用温度℃15020滤笼材质Q235B21滤笼防腐工艺有机硅喷塑22脉冲阀形式及规格SV76MDC24V23脉冲阀数量10024喷吹气源压力Mpa~25耗气量m³/min326除尘灰斗数量827设备本体总重量吨12828保温层厚度10029保温层材质岩棉30保温层外铁皮厚度3:脱硫系统(1套)序号项目单位设计保证值1设计效率%≥902保证效率%≥903本体漏风率%1%4壳体设计压力正压kPa5KPa负压kPa-5KPa5出口SO2浓度mg/Nm³≤50mg6系统阻力Pa≤6007处理风量Nm³/h≤700008反应器流速m/s6~79CaOH输送功率Kw114、脱硝反应系统序号项目单位投标单位填写提供1设计效率%85%2保证效率%85%3催化剂层数层25催化剂单孔直径mm6催化剂单层高度mm12308催化剂最低反应温度℃3009催化剂最高耐温℃42010反应器内气体流速m/s~511反应器本体重量吨12保温层厚度mm15013保温层材质岩棉14保温层外铁皮厚度mm5、喷氨及辅助系统序号项目单位1氨水罐容积m3402氨水罐壁厚、材质mm4/3043喷枪材质316L5风机功率kw3156风机最高耐温温度1407管道长度、壁厚~25m、6mm8管道保温层厚度mm150/100脱硝前150mm)9管道保温层材质硅酸铝针刺毡10管道保温层外铁皮厚度mm第三章工艺选择、总工艺流程图干燥回转窑窑炉烟气干燥回转窑窑炉烟气氨水雾化喷入系统氨水雾化喷入系统旋风除尘器旋风除尘器SCR脱硝反应器SCR脱硝反应器热水换热器热水换热器脱硫吸收反应器脱硫剂输送脱硫吸收反应器脱硫剂输送布布袋除尘器烟囱风机烟囱风机工艺流程描述:回转窑燃烧后的烟气经过干燥回转窑后将烟气温度降至350~420℃,进入到旋风除尘器进行预处理后进入到脱硝反应器内,反应器采用蜂窝体催化器模块布置,在蜂窝体催化剂载体下与烟气中的NOx进行还原反应,使得NOx排放达标,经过余热利用后将烟气温度降到130℃后进入到流化床式脱硫吸收塔系统内进行脱硫,脱硫后的烟气在再进入布袋除尘器过滤烟气中的颗粒物。脱除了硫和颗粒物的烟气进入到,最后洁净的烟气经引风机输送到烟囱达标排放第四章烟气脱硫脱硝除尘技术分析一、脱硫除尘部分脱硫工艺原理描述该技术主要是根据循环流化床理论和原理,采用悬浮方式,使吸收剂在半干法塔内悬浮、反复循环,与烟气中的SO2充分接触、反应来实现脱硫的一种方法。烟气脱硫工艺分5个步骤:⑴吸收剂存储、输送和制备;⑵烟气雾化增湿调温;⑶脱硫剂与含湿烟气雾化颗粒充分接触混合;⑷二氧化硫吸收;⑸废渣排除。⑵、⑶、⑷三个步骤均在半干法吸收塔中进行,其化学、物理过程如下所述。(1)化学过程:当雾化水经过双流体雾化喷嘴在脱硫塔中雾化,并与烟气充分接触,烟气冷却并增湿,氢氧化钙粉颗粒同H2O、SO2、H2SO3反应生成干粉产物,整个反应分为气相、液相和固相三种状态反应,反应步骤及方程式如下:⑴、SO2被液滴吸收;SO2(气)+H2O→H2SO3(液)⑵吸收的SO2同溶液吸收剂反应生成亚硫酸钙;Ca(OH)2(液)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2OCa(OH)2(固)+H2SO3(液)→CaSO3(液)+2H2O(3)部分溶液中的CaSO3与溶于液滴中的氧反应,氧化成硫酸钙CaSO3(液)+1/2O2(液)→CaSO4(液)(2)物理过程:半干法塔内反应灰的高倍率循环使循环灰颗粒之间发生激烈碰撞,使颗粒表面生成物的固形物外壳被破坏,里面未反应的新鲜颗粒暴露出来继续参加反应。客观上起到了加快反应速度、干燥速度以及大幅度提高吸收剂利用率的作用。另外由于高浓度密相循环的形成,半干法塔内传热、传质过程被强化,反应效率、反应速度都被大幅度提高。而且反应灰中含有大量未反应吸收剂,所以半干法塔内实际钙硫比远远大于表观钙硫比。 烟气半干法塔系统本烟气处理系统包括烟气半干法塔系统、脱硫灰循环系统、吸收剂存储和输送系统、布袋除尘器系统以及控制系统。半干法及烟气系统主要包括半干法塔、连接烟道。烟气由脱硫塔下部通过布风装置进入脱硫塔。雾化水由脱硫塔喉部的双流体雾化喷嘴喷入脱硫塔,以很高的传质速率在脱硫塔中与烟气混合,烟气中小液滴与氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应,生成CaSO4和CaSO3等反应产物。这些干态产物经过布袋除尘器分离、收集。烟气经过半干法塔、布袋除尘器净化后,达到国家大气污染物排放标准和总量控制标准。(2)吸收剂存储、输送系统吸收剂存储设备主要是储粉仓。CaOH干粉通过储粉仓下部变频旋转给料器气力输送系统入半干法塔,再与塔内烟气以高传质的速度混合反应,脱除烟气中的酸性气体。储粉仓设有气化板,防止粉料搭桥结块。旋转给料器采用变频控制,可调节CaOH粉的用量。储粉仓的容积满足系统正常运行7天的需要。布袋除尘器设备部分本体和灰斗本工程除尘器为室外设置,压缩空气气包设有排水设施、检修扶梯、平台;除尘器本体保温厚度为100mm,外用100Kg/m3容重岩棉保温50mm,70Kg/m3容重岩棉保温50mm,并外附厚彩钢板用于保护保温层。通过保温,避免除尘器本体内部因结露而使灰尘板结糊住布袋及损失热量,使布袋失去过滤功能,除尘器阻力上升。除尘器顶盖采用剪冲密封顶盖,重量、大小适合人工开启,所有孔、门制作及装配结束后,进行密封试验,确保无变形、无泄漏。除尘器的灰斗能承受烟气的长期的湿度、温度变化。每个灰斗下端进行保温使灰斗内的温度始终在露点以上,避免灰斗内壁因结露而造成集灰板结,不易排出。灰斗的贮存量满足8小时以上满负荷运行。设检修门,所有检修门、人孔采用快开式,开启灵活,密封严密。为避免烟气短路带,灰斗斜侧壁与水平方向的交角不小于60°,以保证灰的自由流动。在每个灰斗口出口附近设计安装捅灰孔;灰斗及排灰口的设计保证灰能自由流动排出灰斗;灰斗出灰口处设有仓壁振打器,避免了灰尘搭桥,影响排灰。圈梁处充分考虑了钢结构的热膨胀,在此设计了定向支承和万向支承部件。除尘器各项设施采用人性化理念设计,除尘器能够实现离线状态下维修,方便人员检修、使用和管理。导流系统我们对除尘器各烟气流经途径中的管道风速进行了分段化设计,除尘器的进风采用了气体导流系统并充分利用了气体的自然分配原理,保证了单元进风的均匀、和顺,以提高过滤面积利用率。含尘气体由中部进风口进入各单元过滤室,由于设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够合理的净空,滤袋间距亦进地了专门设计,气流通过设置于灰斗中的进风分配系统导流后,依靠阻力分配原理自然分布,达到整个过滤室内气流以及各空间阻力的分布均匀,保证合理的烟气抬升速度,最大限度地减少紊流、防止二次扬尘。设计合理的进风导流系统将箱体、过滤室和系统的阻力降至最小并尽可能地减少进风系统中的灰尘沉降现象,避免了滤袋的晃动、碰撞、磨擦,延长了系统及滤袋的使用寿命。设置除尘器进风管、出风管气流分配系统的设计保证各单元室入口流量不均匀度<5%。花板、滤袋和笼骨花板是除尘器本体中重要部分,为保证花板孔的大小及孔距的精度,用冲孔模具压力机床冲孔,然后由铆工对花板在平台上进行校平,这些孔具有良好的通用性和互换性,花板表面平整,花板周围无毛刺、夹角,否则损坏滤袋。滤料质量直接影响除尘器的除尘效率,滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用。因而我们根据除尘器运行环境和介质情况,滤料选用PPS复合毡+PTFE浸渍。耐温150℃以上,瞬间180℃,具有良好的耐高温、耐酸碱、抗氧化性能,此滤料表面作覆膜处理,清灰彻底、减少了粉尘在滤袋表面形成粉层垢后板结的可能。袋笼采用圆型结构,袋笼的纵筋和反撑环分布均匀,并有足够的强度和刚度,防止损坏和变形(纵筋直径φ,加强反撑环φ、间距200mm),顶部加装“η”形冷冲压短管,用于保证袋笼的垂直及保护滤袋口在喷吹时的安全。笼骨材料采用20#钢,使用笼骨生产线一次成型,保证笼骨的直线度和扭曲度,滤袋框架碰焊后光滑、无毛刺,并且有足够的强度不脱焊,无脱焊、虚焊和漏焊现象。袋笼采用有机硅喷涂处理,镀层牢固、耐磨、耐腐,避免了除尘器工作一段时间后笼骨表面锈蚀与滤袋黏结,保证了换袋顺利,同时减少了换袋过程中对布袋的损坏。针对布袋除尘器的设计要求,结合烟气工况特点,要求滤袋的尺寸稳定性好、强度高、过滤精度高、易清灰。既要耐腐蚀、耐氧化,还要耐高温、透气好。本工程设计选用抗氧化型PPS复合毡+PTFE浸渍滤料。清灰系统除尘器的清灰采用压缩空气低压脉冲清灰。清灰脉冲袋式除尘器的脉冲清灰控制采用手动和自动两种方式,可相互转换。自动控制采用压差(定阻)和定时两种控制方式,可相互转换,除尘器各室依次进行脉冲喷吹清灰,清灰状态采用三状态离线分室依次清灰。清灰程序的执行由主控柜(PLC柜)直接进行控制。定时控制:选择开关选定“自动”“定时”位置,系统满足定时控制条件后,先关闭1#室提升阀,1#室清灰指示灯亮,开始喷吹,喷吹结束后打开1#提升阀,1#室开始工作;间隔30秒左右关闭2#室提升阀……(重复1#室工作),依次完成所有仓室的清灰工作后进入下一周期,周期结束后再从1#室开始清灰工序。清灰系统设计合理,脉冲阀动作灵活可靠;在设备出厂前,对清灰系统等主要部件进行了预组装,以保证质量。清灰用的喷吹管采用无缝管,借助校直机进行直线度校正。喷吹短管(又称喷嘴)与喷吹管的焊接采用了工装模具,二氧化碳保护焊接,减少变形,保证喷吹短管间的形位公差。喷吹管借助支架固定在上箱体中,并设置了定位销,方便每次拆装后的准确复位。清灰系统设置储气罐和分气包,保证供气的压力和气量,清灰力度和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求。提升阀用气管路中设置有精密过滤器(滤除油、水、尘),保证仪用气体的压力和品质。为减少清灰对滤袋的损伤,清灰气源应具有减少氧含量及温差等对滤袋不利影响的措施。输灰系统本工程输灰系统采用机械输送工艺,每台除尘器灰斗下部设置星型卸料阀。本体材质除尘器采用型钢、钢板结构,材质为Q235B。箱体所用的型钢、钢板进厂后应首先进行除锈,以备制作除尘器用。除尘器本体壁板厚≤5mm、花板厚6mm,筋板厚度不小于6mm,进出风管壁厚度不小于6mm,配对法兰厚度不小于12mm。易磨损、易腐蚀部位如风管弯头等处采用耐磨损、耐腐蚀的锰钢等材料。二、SCR脱硝部分烟气脱硝系统技术要求(1)本工程采用SCR工艺,一窑一塔,处理100%烟气量,最终NOx排放浓度小于50mg/Nm3。(2)SCR烟气脱硝系统采用洁净烟气布置方式,即SCR反应器布置在烟气进行了除尘后。(3)系统设置烟气旁路,在设备检修时启用。(4)催化剂采用蜂窝式,按“3+1”模式布置,备用层在每层的一侧。整体装置设计阻力≤1000Pa(安装备用层催化剂后)(5)还原剂采用18%~20%的氨水溶液。设立一套还原剂储存与供应系统;共包括供给泵2台,氨水储罐1台40m3,调节阀门一台以及压力变送系统。(6)在脱硝反应器出口安装实时监测装置,具有就地和远方监测显示功能温度、差压等。出口排放标准从用户安装的在线监测设备传输到PLC系统(此系统有用户负责)。(7)NH3逃逸量控制在8ppm以下,SO2向SO3的氧化率小于1%。(8)脱硝装置可用率不小于98%,服务寿命为10年。、SCR脱硝系统选择性催化还原法脱硝工艺(以下称SCR),是在催化剂作用下,利用还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水的一种脱硝方法。该方法首先将氨水以雾化状态喷入烟气中于烟气充分混合,在催化剂的作用下与烟气中的氮氧化物进行还原反应生成氮气和水。该法效率高,SCR的脱除效率可达90%。用于SCR脱硝工艺中常使用的还原剂有尿素、液氨和氨水。若还原剂使用液氨,则优点是脱硝系统储罐容积可以较小,还原剂价格也最便宜;缺点是氨气有毒、可燃、可爆,储存的安全防护要求高,需要经相关消防安全部门审批才能大量储存、使用;另外,输送管道也需特别处理;需要配合能量很高的输送气才能取得一定的穿透效果。若还原剂使用氨水,氨水虽有挥发性和腐蚀性,有一定的操作安全要求,但储存、处理比液氨简单;本方案采用18%-20%氨水。、SCR脱硝系统的氨水雾化系统。SCR脱硝选用的还原剂是氨水,由外来车辆把氨水用卸氨泵卸载到氨水储罐,氨水经过过氨水加压泵站输送计量,加压泵采用多级离心泵,用电动调节阀来控制氨水的用量,氨水用量计量通过电磁流量计进行计量。双流体雾化喷枪是一个关键设备,雾化均为容易让氨水完全气化与烟气充分混合。整个输送装置结构简单,关键元器件采用知名品牌,产品质量好,可靠性高。SCR脱硝系统的壳体系统(1)概述脱硝装置平台、扶梯与设备相连接。脱硝装置的日常检修、维护人员可通过平台扶梯到达与脱硝装置相对应的平台。供货方设计脱硝设备的检修和维护平台、使检修和维护工作能够顺利进行。设计时要考虑系统与设备的热膨胀等引起的水平荷载,以及平台、扶梯和栏杆协调性(如型式、色彩)。所有设备检修和维护平台、扶梯采用钢结构。操作位置高于的设备需要设置操作和维护平台、扶梯/爬梯、栏杆。(2)净空和尺寸平台扶梯与设备及其他构筑物的最小净空高度不小于,平台宽度尽量不小于。除非另外指出,安装工作需要的通道在所有方向上比最大搬运件与搬运工具加在一起的尺寸大。(3)平台、格栅、扶梯、钢爬梯、栏杆其要求与主体工程要求一致。SCR烟气脱硝反应原理
在SCR工艺中,氨喷入烟气中进行反应。喷氨量与NOx入口浓度及NOx的脱除效率有关。设计的工艺一定要令喷氨量满足脱除NOx的需要同时不会产生大量的氨气泄漏。主要的化学反应方程式如下:4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)6NO2+8NH3→7N2+12H2O(2)烟气中的NOx主要由NO和NO2组成,其中NO约占NOx总量的95%,NO2约占NOx总量的5%。因此,化学反应方程式(1)被认为是脱硝反应的主要反应方程式,它的反应特性如下:NH3和NO的反应摩尔比不大于1;脱硝反应中需要O2参与反应;除了以上提到的化学反应外,脱硝反应中还存在着一些如下的有害反应:1)SO2被氧化成SO3的反应:2SO2+O2→2SO32)NH3的氧化反应:4NH3+5O2→4NO+6H2O4NH3+3O2→2N2+6H2O因为催化剂中含有选择性成分,因此催化剂对NOx的还原反应具有很高的催化活性。脱硝反应的产物是氮气和水。为了使脱硝反应得以进行。烟气温度就不能低于180℃;烟气温度也不能高于280℃。在反应温度较低时,催化剂的活性会降低,并且产生硫酸氢铵,堵塞催化剂孔;在反应温度较高时,催化剂会产生烧结现象;破坏了催化剂活性组织,催化剂的活性会降低。SCRSCRCatalystNOxNOxNOxNH3NH3NH3N2N2N2H2OH2OH2O净烟气原烟气NH3催化剂系统1、目前脱硝市场所用催化剂主要有蜂窝式、板式、波纹板式三种,具体比较如下。蜂窝式催化剂属于均质催化剂,以TiO3、V2O5、WO3为主要成分,催化剂本体全部是催化剂材料,因此其表面遭到灰分等的破坏磨损后,仍然能维持原有的催化性能,催化剂可以再生。蜂窝式是目前市场占有份额最高的催化剂形式,它是以Ti-W-V为主要活性材料,采用TiO2等物料充分混合,经模具挤压成型后煅烧而成。其特点是单位体积的催化剂活性高,达到相同脱硝效率所用的催化剂体积较小,适合灰分低于40g/Nm3、灰粘性较小的烟气环境。板式催化剂为非均质催化剂,以玻璃纤维和TiO2为载体,涂敷V2O5和WO3等活性物质,其表面遭到灰分等的破坏磨损后,不能维持原有的催化性能,催化剂再生几乎不可能。板式催化剂的市场占有份额仅次于蜂窝式催化剂。板式催化剂以金属板网为骨架,Ti-Mo-V为主要活性材料,采取双侧挤压的方式将活性材料与金属板结合成型,其模块形状与空预器的受热面很相似,节距为~,比表面积较小。此种催化剂的特点是:具有较强的抗腐蚀和防堵塞特性,适合于含灰量高及灰粘性较强的烟气环境。缺点是比表面积小,相对催化剂体积用量较大。波纹式催化剂为非均质催化剂,以柔软纤维为载体,涂敷V2O5和WO3等活性物质,催化剂表面遭到灰分等的破坏磨损后,不能维持原有的催化性能,催化剂再生不可能。波纹式催化剂的市场占有份额较低,多用于燃气机组。它以玻璃纤维或陶瓷纤维作为骨架,结构非常坚硬。这种催化剂的孔径相对较小,单位体积的催化效率与蜂窝式催化剂相近,相对荷载小一些,反应器体积普遍较小,支撑结构的荷载低,因而与其他型式催化剂的互换性较差。一般适用于含灰量较低的烟气环境。3种形式催化剂的性能对比详见下表。表催化剂性能性能参数蜂窝式基材整体挤压催化剂活性中比表面积高氧化率高压力损失高抗腐蚀性一般抗中毒性(As)低堵塞可能性中模块重量中耐热性中综合成本低全世界大部分燃煤发电厂(95%)使用蜂窝式和板式催化剂,其中蜂窝式催化剂由于其强耐久性、高耐腐性、高可靠性、高反复利用率、低压降等特性,得到广泛应用。从目前已投入运行的SCR看,75%采用蜂窝式催化剂,新建机组采用蜂窝式的比例也基本相当。且从本项目飞灰含量来看,选择蜂窝式催化剂为最佳方案。催化剂目前已经基本国产化了,但其生产技术、生产工艺均为引进技术,其核心的研磨机和挤出机基本上为原装进口设备,以保证其生产质量。国产催化剂有价格低、采购周期短等优势,目前从用户的使用情况看,国内生产的催化剂经过几年的发展,使用效果基本上可以替代进口催化剂。催化剂选择不限于以上要求,以满足本工程脱硝性能为原则并根据隧道窑设计及校核烟气粉尘特性,合理选择孔径大小并设计有防堵灰防中毒等措施,以确保催化剂不堵灰,并尽可能降低压力损失。催化剂模块设计有效防止烟气短路的密封系统,密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂各层模块规格统一、具有互换性。催化剂设计考虑燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒。在加装新的催化剂之前,催化剂体积满足性能保证中关于脱硝效率和氨的逃逸浓度等的要求,同时考虑预留加装催化剂的空间。催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间。催化剂模块采用钢结构框架,并便于运输、安装、起吊。2、催化剂的启运和维护1、催化剂安装完毕后,关闭反应器上所有的检查孔和人孔。并随机进行吹扫和清洗,窑炉机组启动后,应尽快投入脱硝装置。脱硝装置投入前,应确认窑炉防腐部件或类似的涂层不会对催化剂损坏。烟气进口温度下限为300℃;温度上限为420℃。2、窑炉启动后,催化剂投入前(喷氨前)系统应具备以下条件:a、喷氨装置正常b、窑炉运行正常c、反应器烟气进口温度不低于催化剂要求的最低温度300℃;窑炉机组启动运行过程中,如果运行温度低于300℃,就喷入氨水,在催化剂表面容易形成硫酸氢氨,造成催化剂堵塞。高于420℃会将催化剂烧坏,破坏表面组织,催化剂失效。防止积灰,催化剂运行过程中,启动耙式吹灰器定期对催化剂表面进行清理,防止堵塞催化剂孔,降低催化剂的脱硝性能,运行时观察反应器的压力。必要时加快脱硝频率。以下情况下启动脱硝吹灰器:a、窑炉启动吹灰装置后;b、窑炉低负荷(非满负荷运行)运行后;c、设备停运以前;d、窑炉系统有明显的下降以后。4、停运和维护:当窑炉检修需要停运SCR脱硝装置时,先停止喷氨,持续运行一段时间后再停炉,使催化剂中残留氨全部参加反应,防止催化剂冷却过程中铵盐的形成。停炉后,启动窑炉吹灰器后,启动脱硝装置吹灰器,以清扫催化剂表面积灰。并随窑炉机组同步进行烟气路径的积灰清扫清洗,避免催化剂暴露在烟气中而逐渐降低活性。5、检查烟道内催化剂上的积灰情况,如果积灰严重必须清灰。6、烟气参数对脱硝性能的影响;a、活性越高,脱硝效率越高;b、一定温度范围内,温度越高活性越高;c、烟气流速越高,催化剂的活性越高;e、氧含量越高,催化剂活性表面越高;f、水分含量越高,催化剂活性越低;6烧结:破坏催化剂物理特性,发生小孔粘结;孔表面积全面减少,Nox反应位全面减少;分解NH3,新生成Nox;、电气控制;1)、系统概述:SCR智能脱硝系统是由数据采集和处理子系统、数据通讯系统等组成。通过传感器采样方式、测量烟气温度、烟气压力、流速、流量、送至工控单元执行各环节的开停、微调、达到连续稳定脱除烟气中的氮氧化物的要求、达到环保部门要求的目标排放值。系统同时具备显示工艺流程、实时参数显示、图表并通过数据、图文传输系统分别传输功能(本设备提供通讯接口和地址,其他由业主完成)。2)、设计技术原理:
SCR脱硝技术,即选择性固体催化还原脱硝技术。在烟气温度为180℃~280℃范围内混合氨气在催化剂催化作用下与烟气中的NOx进行脱硝反应,生成对人体无害的N2和H2O,最终的NOx脱除效率可达90%以上,本方案设计涵盖自动控温,启停、微调、顺控、报表、报警、可连接大型总工程控制室站(DCS系统)。3)、控制流程:氨水储罐、氨水供给系统氨水雾化系统催化剂降尘除灰系统显示系统4)、连锁控制:a、氨水喷射与温度下限连锁b、预留在线监测反馈信号接收模块(氮氧化物)5)、控制系统根据SCR系统整体工艺流程特点,结合控制部分的技术要求,采用(CPU和上位机相结合来控制整个SCR系统,配有窗口显示各部位数值,通过上位机和HMI冗余系统,更好的呈现各种重要数值。、考虑目前国家有关设计规范和行业标准设计规定,采用上位机控制系统对SCR的工艺过程进行监视报警、过程控制和生产管理。、系统能实现系统的数据采集、连续控制和程序控制等功能。、系统具有开放性网络架构,既有先进可靠的硬件支持,又有成熟、有效的高级应用软件包,可满足企业生产、控制优化管理的需要。=4\*GB3④、上位机采用高性能的嵌入式,该产品设计采用了14英寸高亮度TFT液晶显示屏(分辨率1024×768),四线电阻式触摸屏(分辨率4096×4096),以及具有良好的电磁屏蔽性,美观坚固的铝合金结构。同时还预装了MCGS嵌入式组态软件(运行版),具备强大的图像显示和数据处理功能。=5\*GB3⑤、上位机与HMI相结合模拟整个脱硝流程,操作简单,各项功能参数一目了然,可以更好的了解整个系统的运行过程及状态,具备上位机冗余功能。=6\*GB3⑥、控制柜内部各器件采用名牌产品,性能可靠运行稳定。6)、系统组成、系统架构、上位机界面a、自动模式下模拟整个脱硝流程,画面精美逼真,具有动态运行效果。b、手动模式可对各个系统进行控制。C、根据不同要求进行设定。d、报表输出,对各个重要参数定时采集保存,可导出到优盘,进行分析,找到最优配置。以上图表是其它行业运行画面,本项目实施后与此相似。、控制过程说明根据用户排烟口安装的CEMS烟气分析仪的(此系统有用户负责),测量烟气中的粉尘含量、SO2含量、NOx含量、O2量、流速、流量值,并输入控制系统,系统经过运算处理之后,输出数据给氨供给系统阀门执行机构,系统会根据氮氧化合物含量多少自动调节氨供给量。其余设备旋风除尘器:为了防止在脱硝系统中堵塞催化剂,系统中设置一台双联旋风除尘器,除尘器直径为2600,钢板厚度8mm,,材质为Q235B,下部设置集灰仓及星型卸料阀;余热热水换热器:系统中设置一台热管式余热热水换热器,将换热用于车间取暖等,防止了热源辐射污染;公用工程:为了能够保证本系统的正常运行,甲方应提供以下项目:压缩空气压力为~,需要流量min,所供应的压缩空气应当进行干燥;水、电引至本系统指定位置和电器系统控制柜。设备明细报价:序号设备名称型号数量材质生产厂家一氨水储存供应系统1氨水储罐Vn40m3壁厚4mmDN3400H=45001套304山东凯瑞2磁翻板远传液位计DN20H=4000工作温度:50℃工作介质:20%氨水1套304国内品牌3防腐离心泵CHL20-20LSWSC1台304南元泵业4多级离心泵功率:流量:2m3/h扬程84m32台304浙江南元5双流体脱硝喷枪流量:下20-70L/h2套组合件6电动调节阀ZDLP-16PDN151套组合件浙江超能、瑞沛7电磁流量计流量范围0~200L/h精度等级:~输出信号:4-20mA1套304广州昆仑/拓思特8过滤器GL41W-16PDN2550目2套304国内品牌9现场压力表Y-100M20×1套304防震国内品牌10工艺管路1套组合件11安装辅材1套国内名牌二高温脱硝系统1反应器壳体2050×4050×14500δ=61套Q235B山东凯瑞2整流格栅2050×40501套Q235B山东凯瑞3常温催化剂蜂窝式:20孔300~420℃催化剂尺寸:150×150×1250模块箱尺寸:1910×960×1425模块数量:4×325m3外购件山东博霖/山东海润4脉冲
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