工藝系統和設備
本工藝流程主要由:尿素儲存系統、輸送系統、壓縮空氣系統,計量分配系統、噴射系統、反應器、線上監測系統、控制系統等。
- 尿素接收和儲存系統
攪拌罐配比過來的10%濃度的尿素溶液,經尿素卸料泵向尿素儲罐輸送尿素,尿素罐旁設置沖洗水等附屬設施。尿素儲存罐採用立式或臥式均可,一般儲存5-7天的用量,材質採用鋼襯塑或不銹鋼均可;在尿素儲罐設置液位測量儀精確測量尿素液位,本設計根據專案的規模及現場的實際情況,採用1座立式尿素儲罐,並設置1臺尿素投加泵,。
- 壓縮空氣系統
壓縮空氣輸送氣源由螺杆式空壓機提供,壓縮空氣經過濾器乾燥過濾後,平均分配送往各個噴槍,並在總管設有氣動控制閥門、壓力錶、壓力變送器、流量測量儀,至噴槍前壓力為 0.4Mpa,以滿足最佳的霧化效果。
- 計量分配系統
計量分配系統中對尿素、稀釋水、壓縮空氣分別進行計量和分配,通過對NOx濃度、生產工況的變化作出回應,控制調節適當的空氣/尿素品質比率,以取得最佳的NOx還原效果。本系統中控制單元採用模組化設計,採用PLC進行控制。
- 噴射反應系統
本系統採用先進高效的脫硝專用噴槍,將經稀釋後的尿素、壓縮空氣經分配和再次計量後,定量送至分解爐各噴射層噴槍,經噴槍霧化後,噴射到爐內800℃-950℃處與煙氣混和反應,生成氮氣和水。本系統中設置溫度探測儀及流量控制閥,可根據分解爐內實際工況、溫度、NOx的濃度來對尿素噴入量進行有效控制已達到最佳脫硝效果。
- 反應器及附屬系統
SCR 反應器和附屬系統由SCR反應器、催化劑、煙道和吹灰器等組成。來自鍋爐出口的煙氣通過SCR反應器,SCR反應器包含催化劑層,在催化作用下,NH3與NOx反應從而脫除NOx,催化劑促進氨和NOx的反應。在SCR反應器最上面有整流柵格,使流動煙氣分佈均勻。
催化劑裝在模組組件中,便於搬運、安裝和更換。每臺反應器的催化劑按2+1佈置,滿足84%的脫硝率。
鍋爐鍋爐排煙溫度低於250度,需要給鍋爐排煙溫度加熱,因為催化劑正常在280-380 之間反應最完全。
SCR反應器催化劑層間安裝的吹灰器用來吹除沉積在催化劑上的灰塵和SCR反應副產物,以減少反應器壓力降。
尿素儲存模組
還原劑為品質分數為10% 的尿素溶液,儲存在豎直的不銹鋼儲罐中。根據系統運行的還原劑耗量及業主要求的儲量來確定罐尺寸。下圖為脫硝工程尿素罐照片。
當需要充填儲罐時,低液位計會向主控系統(PLC)發送警報。尿素儲罐的實際容量由PLC監測並顯示。
罐區設置遮陽防雨措施以避免陽光直曬和雨淋。同時,尿素罐不應該置於密閉的房間內。遮雨棚使用鍍鋅鋼板或波紋鋼版搭建,並配有照明、接地和防雷設施。緊急噴淋(配有洗眼器)使用鍍鋅鋼管供水,放置於雨棚外邊。
輸出模組
尿素輸送模組分別設置1臺立式離心泵以及配壓力、流量、閥門等設備,用於將尿素按照工藝要求定量輸送到噴槍。根據鍋爐出口煙氣中的NOx含量回饋到控制系統,通過控制系統控制水泵電機頻率達到控制噴射量的一個控制過程。
尿素輸送泵流量600L/h,揚程80m,輸送模組向SNCR系統提供尿素,配有壓力感測器,電磁流量計等即時監泵工藝要求的各參數。
計量分配模組
尿素進入稀釋計量模組內進行精確計量和分配後進入噴槍。用來測量和控制正常運行時需要的尿素量的組件被裝配在計量混合櫃中。這些模組配有控制閥和流量變送器等,用來自動控制到噴槍的尿素溶液總流量。下圖為安裝調試中的脫硝用分配模組。
NOx 控制器所需的必要尿素量來自尿素輸送管道。水量由流量儀檢測,氣動調節閥控制。控制系統所需軟水(與尿素混合前)由流速儀監測,氣動調節閥控制。混合還原劑壓力由壓力計控制。
該模組為每個噴射點配置一個。
還原劑噴射模組
氮氧化物,氨濃度和溫度信號發送到PLC,PLC將控制調整還原劑噴射截面。
當負荷及 NOx 濃度的變化,PLC 控制氨溶液稀釋模組到一定的濃度(如有必要),並即時調整還原劑噴射量以保證系統經濟有效的運作。
一旦噴槍出現故障,入口處的流量計及壓力計將發送警報。下圖為壓縮空氣控制模組箱照片。
噴槍採用雙液噴嘴內部混合。每支噴槍由外部的壓縮空氣管和靠內部的尿素溶液管組成。內部管與外部管相連接,外部管通過卡套接頭與噴槍套管連接。噴槍具有高的衝力,還可以調節噴霧效果和液滴的尺寸。對於有角度的噴槍,噴射角度可以在運行期間進行改變。噴槍沒有可移動部件,只有外部管是可以活動的。在現場可以通過調節外部管以獲得不同的噴霧形式。