20t/h链条炉SNCR烟气脱硝设计参数

1 概述

1.1 项目概况

****有限公司当前在***工业园区有20t/h链条炉。其目前的NOx排放均不能达到国家小于100mg/Nm3的最新标准，为响应***人民政府《关于加强**市 “十二五”期间主要污染物减排工作的实施意见》的相关要求，根据《***燃煤电厂(热电)和水泥熟料脱硝工程实施计划》的整体部署，对20t/h链条炉炉进行脱硝改造。

应业主邀请，***环境科技有限公司根据现场踏勘和实地交流情况，对本期脱硝工程进行了初步方案设计。

1.2 设计原则

本初步技术方案书适用于**有限公司20t/h炉选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝装置。烟气脱硝技术总的设计原则包括：

(1) 本工程采用选择性非催化还原脱硝(SNCR)工艺。

(2)  1套炉还原剂制备系统。

(3) 使用外购的20%浓度成品氨水作为脱硝还原剂。

(4) 脱硝装置的控制系统采用 PLC控制。

(5) 在保证还原剂喷射区温度860℃~1000℃条件下，SNCR入口浓度不高于 250mg/Nm3(干基 ，11%O2)时 ，脱硝效率不低于60% ，出口 NOx 浓度均不高于 100mg/Nm3。

(6) NH3 逃逸量应控制在 10ppm 以下。

(7) 脱硝装置可用率不小于95%，服务寿命为 30 年。

1.3 设计参数

1.3.1 锅炉设计参数

表 1.1 主要设备及参数

1.3.2 供电现状

200kW 及以上电动机采用 6kV 电压。

电动机电源电压：高压6 kV；低压  380 V

1.4 主要设计原则确定

1.4.1 脱硝效率

在条件优化时，SNCR可达到70%左右的脱硝效率，在中小型锅炉上短期示范期间能达到 75%的脱硝效率，典型的长期现场应用能达到 30%～65%的NOx 脱除率，在大型的锅炉(300MW 及以上)上运行，通常由于混合的限制，脱硝率通常为30%~50%。SNCR的脱硝效率与燃料类型、锅炉负荷、炉膛结构、受热面布置、过量空气量、NO浓度、炉膛温度分布、炉膛气流分布以及CO浓度等密切相关。SNCR反应温度窗口和锅炉的炉膛烟气出口温度的范围比较吻合，而且锅炉的固体分离器中的烟气流场的情况正好有利于喷入的还原剂和烟气的良好混合，所以存在天然的适合的反应场所。通常在锅炉上应用可达到50%以上的脱除效率，当烟气温度和氛围合适时可达到60%以上的效率。

因此，本技术方案按60%的设计效率进行设计。

目前锅炉的排放浓度为250mg/Nm3左右，按60%的效率设计可以满足火电厂大气污染物排放标准(GB13223－2011)的要求。

1.4.2 氨逃逸浓度

本工程拟采用氨水作为脱硝还原剂。在实际工程应用中，由于NH3与NOx混合不均匀、还原剂喷射点温度偏离最佳温度窗口温度等的限制，使得NH3与NOx的不能完全反应，这样就会有少量的氨未参与反应就与烟气逃逸出反应装置，这种情况称之为氨逃逸。

氨的逃逸是无法完全避免，但可以控制。主要原因是逃逸的氨是一种二次污染，另外一个很重要的原因就逃逸的氨会引起锅炉后部设备包括空预器的腐蚀和堵塞。脱硝反应中氨逃逸主要可导致：

l 生成硫酸氢铵沉积在空气预热器等下游设备，造成腐蚀和堵塞；

l 造成气溶胶二次污染；

l 增加飞灰中的 NH3 化合物，对综合利用有影响。

锅炉的燃烧过程中，燃煤中的元素硫绝大多数燃烧生产 SO2，但是不可避免有少量的 SO3 生成，虽然燃烧的过程中SO3的生成量非常有限，但是其所产生的影响不可低估。SCR比SNCR 脱硝工艺的氨逃逸要求严格的原因，就是因为 SCR由于采用了脱硝催化剂，使得SO2/SO3转化率增加。当烟气中的SO3与未参与脱硝反应的逃逸氨产生反应，将会生成铵化合物 NH4HSO4 以及(NH4)2SO4。NH4HSO4 在180~240℃时呈液态，当温度低于180℃时呈固态。硫酸氢铵具有较强的腐蚀性和粘性，可导致锅炉尾部烟道设备包括空预器、电除尘等的腐蚀与损坏。

另外，这种冷凝物部分会沉积在飞灰上，部分粘附在空气预热器表面，因此 80%以上逃逸氨被飞灰吸附进入除尘设备。研究发现，气态NH3在电除尘器中会被吸附在飞灰上。经过除尘器后有少量的氨会被带入其下游的 FGD。

因此无论SCR还是SNCR对氨的逃逸都有严格的限定，SNCR 工艺由于相对的SO3较少，一般限定其氨逃逸控制在15ppm 以下。通常，当SNCR的氨逃逸控制在10ppm 以下时，对锅炉受热面不会产生堵塞、腐蚀影响，对于下游的空预器、引风 机、FGD、ESP(FF)等均不会产生明显影响。

因此，本项目方案氨逃逸将严格控制在10ppm以下，不会引起受热面和除尘器 压损增加、腐蚀等问题，也不会对飞灰的综合利用造成影响。