脱硝运行规程.doc

PAGE 2 PAGE PAGE 52 目录 第1章 脱硝原理概述 2 1.1 脱硝工艺一般性原理 2 1.2 SCR工艺描述 4 1.3 装置的工艺流程 11 第2章 脱硝系统 16 2.1 概述 16 2.2 设备规范 16 2.3 脱硝设计性能 28 2.4 脱硝系统启动 29 2.5 脱硝系统运行调整 40 2.6 脱硝系统停运 46 2.7 脱硝系统主要故障处理 49 2.8 氨区安全管理 52 2.9 联锁保护条件 55 2.10 氨处置注意事项 56 2.11 附件 57 第1章脱硝原理概述 1.1脱硝工艺一般性原理 1.1.1概述 氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一。通常所说的氮氧化物NOx有多种不同形式：N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4 和 N2O5，其中NO和NO2是重要的大气污染物。我国氮氧化物的排放量中70％来自于煤炭的直接燃烧，电力工业又是我国的燃煤大户，因此火力发电厂是NOx 排放的主要来源之一。 研究表明，煤中含氮化合物在燃烧过程中进行热分解，继而进一步氧化而生成NOx。控制NOx排放的技术措施可分为一次措施和二次措施两类：一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx生成量（如采用低氮燃烧器）；二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除（如SCR）。 烟气脱硝是目前发达国家普遍采用的减少NOx排放的方法，应用较多的有选择性催化还原法（Selective catalytic reduction，以下简称SCR）和选择性非催化还原法（Selective non-catalytic reduction，以下简称SNCR）。其中，SCR的脱硝率较高。 SCR的发明权属于美国，日本率先于20世纪70年代实现其商业化应用。目前该技术在发达国家已经得到了比较广泛的应用。日本有93%以上的烟气脱硝采用SCR，运行装置超过300套。我国火力发电厂普遍采用SCR技术进行脱硝。 烟气中NOx主要含量为NO，有极少量的NO2。环保监测以NO的排放为重点。 1.1.2选择性非催化还原法（SNCR） 选择性非催化还原法（SNCR），是在无催化剂存在条件下向炉内喷入还原剂氨或尿素，将NOx还原为N2和H2O。还原剂喷入锅炉折焰角上方水平烟道（900℃～1000℃），在NH3/NOx摩尔比2～3情况下，脱硝效率30％～50％。在950℃左右温度范围内，反应式为： 4NH3+4NO＋O2→4N2+6H2O （式1——1） 当温度过高时，会发生如下的副反应，又会生成NO： 4NH3+5O2→4NO+6H2O （式1——2） 当温度过低时，又会减慢反应速度，所以温度的控制是至关重要的。该工艺不需催化剂，但脱硝效率低，高温喷射对锅炉受热面安全有一定影响。存在的问题是由于温度随锅炉负荷和运行周期而变化及锅炉中NOx浓度的不规则性，使该工艺应用时变得较复杂。在同等脱硝率的情况下，该工艺的NH3耗量要高于SCR工艺，从而使NH3的逃逸量增加。 1.1.3选择性催化还原法（SCR） 对于SCR工艺，选择的还原剂有尿素、氨水和纯氨等多种还原剂（CH4、H2、CO和NH3），可以将NOx还原成N2，尤其是NH3可以按下式选择性地和NOx反应： 4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O （式1——3） 2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O （式1——4） 通过使用适当的催化剂，上述反应可以在200～450℃的范围内有效进行。在NH3/NOx为1（摩尔比）的条件下，可以得到80%～90%的脱硝率。在反应过程中，NH3有选择性地和NOx反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化。 4NH3+5O2→4NO+6H2O （式1——5） 选择性反应意味着不应发生氨和二氧化硫的氧化反应过程。然而在催化剂的作用下, 烟气中的一小部分SO2会被氧化为SO3, 其氧化程度通常用SO2/SO3转化率表示。在有水的条件下,SCR中未参与反应的氨会与烟气中的SO3反应生成硫酸氢铵(NH4HSO4)与硫酸铵(NH4)2SO4等一些不希望产生的副产品。其副反应过程为: 2SO2+1/2O2→2SO3 （式1——6） 2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4 （式1——7） NH3+SO3+H2O→NH4HSO4 （式1——8） 1.2SCR工艺描述 1.2.1SCR烟气脱硝装置的工艺流程主要由氨区系统、氨喷射系统、催化剂、烟气系统、反应器等组成。核心区域是反应器，内装催化剂。外运来的液氨储存在氨储存罐内，通过氨蒸发槽蒸发为氨气，并将氨气通过喷氨格栅（AIG）的喷嘴喷入烟气中与烟气混合，再经静态混合器充分混合后进入催化反应器。当达到反应温度