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脱硝喷嘴厂家:水泥窑SCR脱硝技术的应用与调试
编辑:  来源: /bhhj/n970.html   发布时间:2018-01-21

跟着GB4915—2013《水泥工业大气污染物排放规范》的施行,要求现有和新建水泥企业的NOx排放限值由本来的800mg/Nm3(NO2@10%O2,以下同)降到400mg/Nm3(要点区域NOx排放限值为320mg/Nm3),因而需求对现有和新建水泥熟料出产线项目装备烟气脱硝设备。就现在来看,绝大多数水泥企业选用的是挑选性非催化复原法(SNCR脱硝技能),SNCR的脱硝功率能到达60%,NOx排放能够满意现行的排放规范,但是跟着国内环保局势的日益严峻,对污染物排放的要求越来越严格,有必要选用脱硝功率更高的挑选性催化复原法(SCR脱硝技能)。下面就SNCR与SCR脱硝技能作简略比较,并对SCR脱硝技能在富阳南边水泥有限企业5000t/d水泥出产线中的运用和调试进行先容,以供参阅。


1)工艺原理

SNCR:选用氨水或尿素作为脱硝复原剂,将稀释好的氨水(一般质量浓度20%)或运用尿素经溶解稀释后配成尿素溶液(一般质量浓度5%~10%),经过雾化喷发体系直接喷入分化炉适宜温度区域(850~1050℃),复原剂雾化后,其间的氨基成分与烟气中NOx进行挑选性非催化复原反响,将NOx转化成无污染的N2和H2O,然后到达下降NOx排放的意图。

SCR:SCR脱硝技能是选用氨(NH3)作为复原剂,将原体系烟道适宜区域的烟气引出至新建反响器,在反响器中设置催化剂,在远离反响器的上游烟道中设置复原剂喷发体系(喷枪),使氨与烟气充沛均匀混合后进入反响器,氨在反响器中催化剂的效果下,在有氧气的条件下挑选性地与烟气中NOx发作化学反响,生成N2和H2O。

2)脱硝功率

SNCR:因为SNCR脱硝需求满意反响温度的要求,温度太高或太低都会影响氨和NOx的反响,对喷氨操控的要求很高,脱硝功率一般为30%~60%。

SCR:脱硝功率一般可到达90%以上。

3)出资与运转本钱

因为SNCR脱硝技能是运用原有设备(如分化炉)作为反响器,而SCR脱硝技能需求新建反响器,将原烟气引进反响器,脱硝后再送回原烟道,一起在烟道中新增反响器会导致体系压力丢失增大,这就需求对原有风机体系等进行改造。此外,SCR脱硝技能需求用催化剂,体系较SNCR复杂,检修和维护也比较费事。因而在出资和运转本钱方面SCR都比SNCR要高许多。

4)二次污染

SNCR与SCR脱硝的终究产品为氮气和水,但是因为工况、操作等原因会导致在脱硝后的烟气中含有一部分NH3,会对大气形成二次污染。实践证明SCR较SNCR对环境形成的二次污染要小。

2工艺计划

该工程SCR工艺计划选用的是中温中尘脱硝安置计划。计划流程图见图1。

该计划选用的是蜂窝式中温催化剂,在窑尾余热发电锅炉出口至窑尾高温风机进口前的烟道上取温度在220℃左右的烟气,烟气量约28715Nm3/h,在取风管道上设置高温电动通风蝶阀(4a-1)操控风量,在SCR反响器后设置高温风机(4i)取风,在SCR反响器前加旋风除尘器(4b),去除烟气中的大颗粒粉尘,经过处理后的烟气回余热发电锅炉出口至窑尾高温风机之间的烟道上。在旋风除尘器前和C1~C2筒之间下料管道上别离设置复原剂喷发体系(喷枪),复原剂选用20%~25%氨水溶液(质量分数),在SCR反响器前设置CEMS监测外表,经过检测得到进入SCR反响器前的NOx浓度、含氧量以及相应的烟气流量。在SCR反响器出口也设置CEMS监测外表,经过检测得到出SCR反响器后的NOx浓度、含氧量以及氨的逃逸量。一起在SCR反响器进出口以及每层催化剂都设置压力和温度监测外表。



一起,因为水泥窑的粉尘与电厂的酸性粉尘不同,其性质为碱性,黏性较大,运用传统的声波吹气器很难将灰吹扫干净,因而装备了压缩空气吹灰器进行吹灰。运用空压机和储气罐供给压缩空气,一起运用管道加热器将压缩空气加热至150℃左右,减少其对烟气温度的影响。

3操控计划及要求

1)SCR反响器体系

首要承认氨水供给体系、氨水分配及喷发体系准备就绪,用于喷枪的压缩空气压力满意条件后,翻开电动蝶阀(4a-1)、(4a-2),再翻开高温风机(4i),待SCR反响器温度升高至安稳后,调查SCR进出口温度,要求温度在催化剂运转的适宜规模(200~280℃)内,且记载下SCR反响器进出口压力差,然后翻开氨水运送泵,开端供给氨水至氨水分配及喷发体系,操控出口NOx浓度≤100mg/Nm3,氨逃逸浓度≤2.5mg/Nm3,相应调整氨水运送泵频率和回水量,直至到达操控的NOx浓度以下。

因为催化剂的运转有一个最佳温度规模,当运转温度高于催化剂的最高温度限值时,陶瓷原料的蜂窝式催化剂将发作烧结和脆裂;当运转温度低于催化剂的最低温度限值时,简单生成硫酸氢铵附着在催化剂外表阻塞催化剂孔,导致催化剂活性下降,影响脱硝功率。本计划选用中温催化剂,其适用温度规模为200~280℃,运转温度低于200℃或高于280℃时,此刻应中止向烟气中喷入氨,封闭氨水运送泵和高温风机(4i)及进口处烟道上的电动蝶阀(4a-1)、(4a-2),停运SCR脱硝设备。

一起调查进出口压力和每层催化剂的压力。压差的改变是判别催化剂是否积灰的重要参数,它决议了是否需求运用吹灰体系。反响器进出口的压力传感器首要用于丈量催化剂进出口压降,该压降不超越新装催化剂规划值的120%。本中温中尘计划SCR脱硝设备中温催化剂压降规划值为每层127.5Pa,4层510Pa,则当压降超越612Pa时,体系将发出差压高位报警信号。该报警设定值按安装4层催化剂设定,当体系发出差压高位报警信号后应马上投入运用吹灰体系。

2)吹灰体系

吹灰体系设置一台空压机,额外排气量1.1m3/min,额外功率7.5kW,电压380V,频率50Hz。运转过程中间歇供给压缩空气,每隔5min发动一次,每次发动1min充溢后方储气罐。储气罐和空压机之后设置空气加热器,加热器一直处于敞开状况,能够使经过加热器的压缩空气加热至150℃。

每层吹灰体系设置一个电磁阀组,共4个电磁阀,每隔5min敞开一层电磁阀,4层电磁阀轮番敞开,每小时每个电磁阀敞开3次,每次敞开20s。当SCR脱硝设备停运后,吹灰体系也相应停运。

4操控体系

SCR脱硝体系选用PLC操控,本脱硝体系设一套PLC及上位机操控体系。操控体系能够完结整个脱硝设备内一切的丈量、监督、操作、自动操控、报警及维护和连锁、记载等功能。依据SCR反响器进口和出口的NOx浓度及脱硝功率等要求,完成对氨水供给和SCR运转的操控,并对要害参数进行监测。

1)体系装备

因为本项意图操控点数较少,SCR脱硝体系选用西门子S7-200系列PLC对体系中的泵、阀门等进行操控。操控体系的详细装备见表1。



2)App编程及组态

PLC所运用的编程App是STEP7MicroWINV4.0SP9,首要经过梯形图和功能块言语,依据氨水运送、SCR反响器、吹灰体系等各个体系的工艺操控计划和要求进行编程,完成一切设备的次序操控、模拟量参数的检测等等(程序部分省略)。

脱硝体系的上位监控App运用的是西门子的WinCCApp,运用WinCC自带的图形文件库或自己增加的图形文件组态工艺流程画面,在WinCC各控件特点中连接对应的变量,如氨水运送泵设备,在其特点中别离连接泵的备妥、运转、毛病变量,完成泵在不同状况下的不同色彩指示,一起在动作特点中运用C言语修改脚本程序,在点击泵设备时,弹出操控对话框对泵进行启停操作。关于前史趋势的规划,能够运用WinCC的数据归档功能将脱硝中重要的出产参数进行归档,数据归档存储时间为一年,然后运用自带的趋势窗口控件调用归档数据,这样在趋势窗口中就能够依据需求恣意挑选检查指定参数的前史改变曲线。另外为了确保脱硝体系正常、接连、安稳的运转,比如氨水储罐的液位、喷枪雾化用压缩空气压力、SCR反响器出进口的温度和压力、每层催化剂的压力、反响器出进口CEMS数据等信号依据工艺过程或操控要求均设置报警值,当超出设定值时,相应的数据在画面中会呈现变色或闪耀,提示操作员对报警状况及时处理。图2为监控画面的一部分。



5调试运转数据

在脱硝热态调试期间,水泥窑炉负荷安稳,均匀熟料产值5034t/d,分化炉出口的烟气温度为880~920℃,脱硝前窑尾烟囱出口烟气中NOx浓度为760~820mg/Nm3,投入脱硝体系后,窑尾烟囱出口的NOx均匀浓度为97mg/Nm3,窑尾烟囱出口的氨逃逸均匀浓度为1.83mg/Nm3,且各项数据都比较安稳。

在运转本钱方面,SCR与SNCR脱硝技能比较,在复原剂耗费费用、水泵电耗、燃料额外耗费、劳动力本钱和脱硝体系的日常维护费用等方面,两者耗费相同,而SCR法脱硝增加了催化剂替换维护费用,吹灰体系、加热器的电耗和吹灰压缩空气耗费。在实践运转中,SCR体系的运转本钱首要为3个部分:复原剂的耗费本钱、耗电量的本钱和替换催化剂的本钱。在调试期间,氨水耗费量均匀值为0.28m3/h,体系新增电耗约140kW。SCR反响器安置了4层可用的催化剂层,选用的是16孔蜂窝式催化剂,数量约10.2m3,催化剂一般每次替换一层,详细替换和维护周期需求依据后期详细的运用状况断定。经过对调试期间的数据进行测算,SCR脱硝体系的运转本钱约为3.23元/t熟料。

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