2500td熟料生产线烟SNCR脱硝系统方案设计.doc

SNCR脱硝技术方案 1 目目 录录 一、SNCR脱硝系统技术方案1 1.1、××××水泥有限责任公司基本情况1 1.2、脱硝原理2 1.3、工艺过程2 1.4、系统组成2 1.5、SNCR-EE脱硝系统主要设备配置.4 1.6、SNCR-SE脱硝喷枪特点 .5 二、脱硝效果和成本分析.6 SNCR脱硝技术方案 1 一、一、SNCR脱硝系统技术方案脱硝系统技术方案 1.1、××××××××水泥有限责任公司基本情况水泥有限责任公司基本情况 公司建设的年产100万吨新型干法水泥生产线综合利用粉煤灰项目， 主要是对安顺电厂排出的固体废物 粉煤灰、脱硫石膏进行综合利用，项目建成后每年将消耗安顺发电厂40多万吨 粉煤灰和约6万吨的脱硫石膏粉，这样不仅可减少电厂粉煤灰和脱硫石膏粉的排 放量，而且对其废渣资源化利用，变废为宝。 水泥厂分解炉的脱硝，我公司推荐采用目前水泥厂应用最广泛、最成功的 SNCR脱硝技术。 在为客户设计SNCR脱硝技术方案之前，要对客户的水泥烧成系统有一个 详细了解。包括水泥产能情况、分解炉的类型、温度的分布情况，烟室温度、 三次风温度、分解炉壁厚、烟气目前氮氧化物含量等等，根据这些情况，公司 技术部拟定一个详细的、专业性技术资料。 下面详细介绍2500T/D水泥脱硝方案。 2500T/D水泥脱硝参数水泥脱硝参数 分解炉型号：在线管道型 分解炉规格 ：5.3×30m 分解炉温度范围：8001000 NOx浓度: 800mg/m3 炉内负压：-1000pa 三次风温：900 烟室温度：1050 分解炉壁厚：260mm 脱硝方式：SNCR 还原剂类型：氨水 脱硝率：60 氨逃逸率：10 ppm 该厂炉内温度为8001000，处于氨水作为还原剂时的最佳温度范围内 SNCR脱硝技术方案 2 ，此温度范围内，脱硝率可达6085%；如果以尿素作为还原剂，低于尿素 最佳反应温度范围，脱硝效率只能达到40%左右。选用氨水作为还原剂，可以 达到最终尾气中氮氧化物浓度为200300 mg/ Nm³的要求。 1.2、脱硝原理、脱硝原理 SNCR 选择性非催化还原法脱硝技术，是向烟气中喷入含有NH3基的氨水还原剂在高温 范围内，选择性的把烟气的NOx还原为N2和H2O。氨水作为还原剂与尿素相比， 反应直接，脱硝效率高，温度合适时，脱硝率高达85%以上，可以满足降到300m g/Nm³以下的水平；省去了尿素的溶解过程，整套设备操作更加简单，反应更加 直接，自动化程度高。 主要的化学反应为：4NO+4NH3+O24N2+6H2O 与SCR相比不使用价格昂贵的催化剂投资成本低，不产生液体或固体废料 ，运行费用低。改造方便，在原有分解炉上合适位置安装喷枪喷入氨水溶液即 可。 1.3、工艺过程、工艺过程 液体罐车运送浓度20%30%的氨水至水泥厂，泵送到储存罐中供脱硝使用 。脱硝时，氨水经泵站加压稀释后，通过管道输送到喷枪的喷头内，氨水溶液 经过喷头雾化后直接喷入水泥窑尾分解炉内，氨气与NOx反应后生成氮气直接排 放。 实际情况是在分解炉内烟气温度为8501050范围段处安装喷枪，烟气 温度低于800，脱硝剂的脱硝效率低，高于1400，脱硝剂反被氧化为NOx。 为保证还原剂的还原效果，每个喷头的还原剂浓度和喷入量可调节。 系统在C1出口设置烟气NOx浓度在线检测设备，根据NOx浓度调节还原剂喷 射量。氨水喷入量由水泵变频调节，可以在现场和中控进行自动或手动调节水 泵频率，从而改变氨水喷入量。 1.4、系统组成、系统组成 SNCR脱硝系统主要包括：还原剂存储系统、氨水稀释加压系统、溶液喷射 雾化系统和自动控制系统。 SNCR脱硝技术方案 3 （1）、还原剂存储系统包括）、还原剂存储系统包括：存储罐、卸氨泵、水箱以及配套的管路阀 门、液位计等。 氨水存储系统安装在封闭厂棚内。厂棚内部固定安装一个立式氨水储罐， 顶部设有满溢保护开关和呼吸阀，底部设有液位计、氨水直排门。液体罐车运 来浓度25%30%的氨水，经卸氨泵打入储罐内。氨液储罐边设有自来水紧急冲 洗装置，紧急情况下用于冲洗眼睛、皮肤，作防护预处理。氨水储罐旁配置一 个2m³水箱，水箱内为除盐水或锅炉软化水，用来稀释氨水。 房屋内部设有氨气泄漏检测仪和声光报警器，当氨气泄露时，发出警报， 通知工人及时采取安全措施。 （2）、氨水稀释加压系统）、氨水稀释加压系统：系统包括氨水泵、清水泵、过滤器、压力表 、流量计及配套管路阀门等。稀释系统把氨水稀释成8%15%的稀氨水，稀释浓 度依现场工况可在控制柜上进行设定。 氨水加压泵系统的氨水和来自除盐水加压泵系统的除盐水，分别经过各自 的加压泵站，送入混合器，混合模块可将氨液和除盐水混合成适合的浓度和流 量，满足分解炉内NOx的控制要求。氨水和除盐水加压泵各有两台多级泵，一用 图1 脱硝系统工艺流程模块 SNCR脱硝技术方案 4 一备，定时换泵，延长水泵使用寿命。各管线设有单向阀，防止氨水、除盐水 回流。另设有除盐水冲洗氨水管路，SNCR系统停机和检修时可以冲洗氨水管路 ，保证管路中无氨水残留，保证设备使用安全。 （3）、溶液喷射雾化系统）、溶液喷射雾化系统 溶液喷射雾化系统是整个系统的关键部分。SNCR喷枪材质为特种耐高温不 锈钢，通过喷头处的雾化喷嘴雾化稀释后的氨水，喷入分解炉。喷枪用软管与 氨水和压缩空气管路连接，分两层布置，全方位对NOX进行捕捉，脱硝效率更高 。 （4）、自动控制系统）、自动控制系统 采用脱硝专用自动控制系统，自控系统由控制柜和现场测量仪表组成，是 整个系统的核心。“PLC+触摸屏”的人机对话界面，操作简单方便。控制系统 根据采集的相关信号， 控制、调节主要设备运行和喷枪运行，实现高效脱硝。 控制方式有现场自动控制、现场手动控制、中控自动控制、中控手动控制 ，方便各个工况下的操作。系统设有必要的报警，比如液位报警、流量报警、 变频故障报警等，保证系统能安全高效的运行。 1.5、SNCR-EE脱硝脱硝系统主要设备配置脱硝脱硝系统主要设备配置 序号序号名称名称数量数量单位单位 1 氨水存储系统 1 套 2 清水稀释系统 1 套 3 卸氨系统 1 套 4 氨水加压系统 1 套 5 压缩空气系统 1 套 6 喷枪雾化系统 1 套 7 仪表、电气控制系统 1 套 SNCR脱硝技术方案 5 1.6、SNCR-SE脱硝喷枪脱硝喷枪特点特点 （1）选用特种钢材 材质具有耐酸、耐碱、耐高温（最高耐热温度1200）、耐磨损的特性，经先 进加工工艺制成，具有使用寿命更长的特点。 （2）独特降温设计 为避免喷枪长期在8501050的高温环境下工作，导致喷枪材质改变，影响 喷枪使用寿命，设计了独特的降温保护功能，可使喷枪工作环境降温至600以 下，大大延长了喷枪和喷头的使用寿命，且停用时喷枪无须抽出炉外，减轻了 劳动强度。 （3）良好雾化效果 雾滴颗粒在3070m，雾化角度从30120度，雾场喷射距离从1200mm4500m m，单只喷枪喷射量在100- 2000kg任意选择，能够实现溶液瞬间雾化并完成还原反应，确保高效脱硝， 能够满足各种类型分解炉在不同工况环境下的脱硝需要。 （4）防堵功能 喷枪设计了停用防堵功能，确保喷头在高温、高浓度粉尘、复杂的气流环境中 ，任何状态下不致堵塞。 （5）人性化设计 快装连接设置，安装、检修更方便，工作运行更安全可靠。 喷雾范围、喷雾速度以及雾化颗粒的大小，直接影响氮氧化物催化还原反 应效率，影响SNCR脱硝系统的效果。而不同型号的分解炉，其规格尺寸、温度 分布范围、烟气流动形式都各不相同，对雾化效果的要求也各不相同。 我公司技术人员在对雾场区域范围、雾化颗粒以及分解炉等因素综合分析 之后，针对不同的工况要求，设计不同雾化参数的喷枪，来满足不同工况下的 脱硝要求。 SNCR脱硝技术方案 6 二、脱硝效果和成本分析二、脱硝效果和成本分析 窑尾烟气中NOx浓度约为800mg/Nm³，要求NOx排放浓度为300mg/Nm³以 下，脱硝效率为65%左右。 SNCRSNCR投资概算投资概算 序号序号名称名称估算投资（万元）估算投资（万元）备注备注 一、设备购置费290万元 1 机务部分 310 2 电气部分 60 3 自控仪表部分 50 二、建筑安装费80万元 1 建筑部分 40 2 安装部分 40 三、其它费用10万元 合计总报价大写：伍佰壹拾万元整￥510万元 SNCRSNCR年运行费用估算年运行费用估算 序号序号名称名称单位单位数量数量费用（万元）费用（万元） 1 氨水（20%） t3366202 2 除盐水 m³36001.5 3 电费 kw288002 4 压缩空气 m³2160002 5 人工费 8.5 6 检修费 9 7 合计 225 SNCR脱硝技术方案 7 成本分析成本分析：我公司SNCR脱硝采用氨水作为还原剂，脱硝效率50%85%，脱 硝后NOx浓度能够满足国家环保要求。脱硝项目总投资SNCR投资成本估算，其中 含有设计费、设备制作费、建筑费、安装费及其它费用。整套脱硝系统建设周 期60天左右。 SNCR脱硝最大的消耗是氨水消耗，其他的消耗包括电源、压缩空气以及易 损件的消耗都相对较低。SNCR的运行费用与NOx的初始排放值有直接关系，以后 每年的运行费用见成本分析表，其中含还原剂费、水费、电费、人工费、设备 维护费用等，相当于每吨水泥增加3元成本费用。 以上运行费用是按照烟气脱硝前窑尾NOx浓度为800mg/m³，脱硝效率65%， 脱硝后排放NOx到300 mg/m³以下，年运行时间按330天计算。 SNCR对水泥窑炉影响：对水泥窑炉影响： 影响辐射特性：水分蒸发后体积浓度约为7000ppm，由于浓度很低，不会 显著影响烟气的辐射传热。 吸收烟气的热量：降低热效率 0.35%。 对余热锅炉和除尘器的影响：基本无影响。