20吨锅炉SNCR烟气脱硝装置工程技术设计方案

********20t/h燃煤锅炉烟气脱硝项目

LNBs+SNCR 烟气脱硝装置技术方案

低设备投资、低运行成本 高性价比、高可靠性

睿能源智系统技术（北京）有限公司

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目 录

1 睿能源智系统技术（北京）有限公司 .......................................... 3 2 烟气脱硝工艺技术的选择 .................................................... 3 3 LNBs+SNCR脱硝工艺简介 .................................................... 4

3.1 降低NOx燃烧技术（LNBs） ......................................... 4 3.2 选择性非催化还原法（SNCR） ....................................... 5

4 设计基础 ................................................................. 6

4.1 项目背景 ......................................................... 6 4.2 设计依据 ......................................................... 6 4.2.1锅炉参数 ....................................................... 6 4.2.2锅炉烟气主要污染物含量 ......................................... 6 4.3 装置规模及组成 ................................................... 7 4.4还原剂 ........................................................... 7 4.5强化反应剂 ....................................................... 7 4.6 LNBs+SNCR脱硝装置总体性能指标 ................................... 7

5 系统配置 ................................................................. 8

5.1 还原剂制备系统 ...................................................... 8 5.2 锅炉燃烧工况监测系统 ............................................... 10 5.3 还原剂喷射装置 ..................................................... 10 5.4 逃逸NOx脱除装置 ................................................... 11 5.5 低NOx燃烧控制装置 ................................................. 11 5.6 SCADA监测与控制系统 ................................................ 12 5.7电气系统 ............................................................ 12 6 工艺流程 ................................................................ 13

6.1 LNBs工艺流程 ....................................................... 13 6.2 SNCR工艺流程 ....................................................... 14 7 主要工艺设备表 ........................................................... 15 8 LNBs+SCR系统原料及公用工程消耗 .......................................... 17 9 运行费用估算 ............................................................. 17 10 报价单 .................................................................. 19

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1 睿能源智系统技术（北京）有限公司

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2 烟气脱硝工艺技术的选择

氮氧化物是通常公认的三种主要的大气污染物之一（即烟尘、二氧化硫、氮氧化物），它的危害程度比二氧化硫有过之而无不及，甚至更为深广。随着经济的发展，有效控制燃煤造成的大气污染形势已经刻不容缓，特别是控制燃煤过程中的氮氧化物，烟气脱硝技术显得相当重要。

目前通行的烟气脱硝技术大致可分为两类，一是控制燃烧过程中NOx 的生成，即低NOx 燃烧技术（LNBs）；二是对生成的NOx 进行处理，即烟气脱硝技术。其中烟气脱硝技术主要有选择性非催化还原法(SNCR)、选择性催化还原法(SCR)两种。

结合北京紫竹药业公司的20t/h链条炉现状，对其采取各类脱硝工艺的经济技术比较如下： 脱硝技术

脱硝效率工程造价运行费用3

经济技术分析 性价比

类别 （%） （万元） （万元/年） LNBs 20-30 30 2-3 不能保证达标排放 系统可靠性不高 投资较SCR技术低80% 差 SNCR 40-60 140-150 7-8 烟风系统阻力小，可忽略 不需更换引风机 投资高，经济效益差 良 600-700 SCR 70-90 （不含更15-20 （不含风机催化剂寿命有仅，仅3-5年 引风机压头余量不足，需更换烟风系统阻力增加1000Pa 引风耗电增加15% 投资较SNCR低70% 极差 换引风机） 电量增加） LNBs+SNCR 55-70 160-170 9-10 脱硝效果有保证 不需更换风机 系统可靠性高 投资极高 脱硝效果有保证 最优 SNCR+SCR 85-90 750-800 30-35 催化剂寿命有仅，仅3-5年 引风机压头余量不足，需更换 此巨额投资，可更换燃气锅炉 最差 根据北京紫竹药业公司20t/h锅炉的基本状况，选用降低Nox燃烧与选择性非催化还原法(SNCR)烟气脱硝相结合的工艺技术方案，即LNBs+SNCR技术，其经济指标与技术性能最优。

3 LNBs+SNCR脱硝工艺简介

3.1 降低NOx燃烧技术（LNBs）

为了控制燃烧过程中NOx 的生成量所采取的措施原则为：（1）降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧条件下燃烧；（2）降低燃烧温度，防止产生局部高温区；（3）缩短烟气在高温区的停留时间等。

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燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx 生成都有很大影响。将过量空气系数适当降低（不影响锅炉正常燃烧），燃烧区处于“微过氧燃烧”状态时，对于抑制在该区中NOx的生成量有明显效果。根据这一原理，在不影响锅炉正常燃烧的前提下，应用先进的自动化控制技术（MFA无模型自适应控制）结合烟气再循环，适当降低燃烧区的空气量，NOx生成量可降低10%左右。

3.2 选择性非催化还原法（SNCR）

SNCR工作原理：

用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂，还原剂喷入炉膛温度为800℃-1100℃的区域，该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器。尿素溶液还原吸收法利用还原剂尿素在酸性条件下与NOx发生氧化还原反应，最终产物为N2、CO2、和H20，且无副反应，不会造成二次污染，能达到无毒排放。反应机理如下：

用尿素作为还原剂还原NOx的主要反应为：

用NH3作为还原剂还原NOx的主要反应为：

SNCR的主要影响因素：

1）温度：NOx的还原反应发生在一特定的温度范围内（最佳的反应温度870℃-1100℃）； 2）停留时间：指反应物在反应器内停留的总时间；在此时间内，NH3、尿素等还原剂与烟气的混合、水的蒸发、还原剂的分解和NOx的还原等步骤必须完成；停留时间大小取决于锅炉的气路的尺寸和烟气流经锅炉气路的气速；SNCR系统中，停留时间0.001s～10s； 3）混合程度：要发生还原反应，还原剂必须与烟气分散和混合均匀；混合程度取决于锅炉的形状与气流通过锅炉的方式； 4）NH3/NOx摩尔比（化学当量比） SNCR优点：

此法的脱硝效率约为40%-60%， SNCR建设周期短、投资少、脱硝效率中等，比较适合于中小型燃煤锅炉脱硝改造项目，SNCR技术是已投入商业运行的比较成熟的烟气脱硝技术。

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