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1、循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝设 计 方 案设计单位：广州纳捷环保科技有限公司设计时间：2019年06月07日目录一、公司简介1二、项目简介2三、脱硝方案设计23.1设计方案及设计原则23.2 SNCR技术介绍43.3工艺路线63.4 SNCR脱硝工艺简述6四、SNCR脱硝系统配置74.1储存系统84.2加压系统84.3还原剂稀释计量分配系统84.4控制系统94.5还原剂喷射系统10五、设备性能指标10六、运行成本分析116.1 SNCR脱硝系统投资成本116.2 SNCR脱硝设备运行成本（理论计算值）11七、部分工程案例127.1部分脱硝工程业绩汇总表127.2脱硝设备现场13一、公司简介广
2、州纳捷环保科技有限公司位于广州市黄埔区，主要业务范围包括： 节能环保与新能源领域的技术研究、开发、咨询及推广服务；工业脱硫、 模块化脱硝等节能环保工程项目承接；并为企业及公共机构提供节能诊断、 能源审计、节能规划、节能评估及合同能源管理技术咨询服务等。公司聘 请科技人员10余人，包括教授、博士2人，本科、中高级以上技术人员5余 人，并与各行各业的知名学者、专家及相关机构建立了密切的合作关系。公司的创始专家团队有近二十年锅炉设计运行经验，先后主持或参与了 一批国家、省部级重大科研课题项目，为一大批重点耗能企业开展了节能 环保诊断、节能环保改造工程，公司创始人先后取得11项软件著作权，且 已申请6
3、项实用新型专利并获得国家知识产权局受理，自主研发的SNCR 模块化脱硝技术已列入广州市节能减排技术及成果推广目录。公司紧紧跟随国家产业政策，立足“诚信、务实、专业、高效”的服务 准则，积累了丰富的客户资源、人才资源、技术资源和社会服务资源，逐 步发展形成为特色鲜明的，融节能环保技术开发推广、节能环保工程总承 包于一体的现代环保科技公司。二、项目简介该项目为循环流化床锅炉的脱硝装置的烟气脱硝工程，锅炉NOx的排 放浓度较高，在不做脱硝处理的情况下，NOx的排放浓度约400mg/Nm3， 无法满足当地环保的排放标准。因此，需要对锅炉烟气中的NOx污染物进 行深度处理，使处理后的锅炉烟气中的NOx排
4、放浓度达到国家及当地相关 标准，实现洁净排放，满足达标要求。基本设计参数:序号项目循环流化床锅炉烟气SNCR脱硝项目1锅炉类型循环流化床锅炉2锅炉数量1台3实际处理烟气量8000Nm3/h4上升烟道区域800 C 950 C5燃料类型?6原始NOx排放浓度W400mg/Nm37设计氨逃逸率W8ppm8脱硝工艺要求选择性非催化还原法（SNCR）9NOx脱硝效率N50%10还原剂选择19%氨水注：以上部分数据由甲方提供。三、脱硝方案设计3.1设计方案及设计原则3.1.1方案的选择目前烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术（SNCR），选择性非催化还原技术（SCR）,以及SNCR和SCR混合脱硝技术。
5、广州纳捷环保科技 有限公司和湘潭大学、湖南化工研究院等单位合作研发的纳米高效脱硝增 效剂应用在SNCR脱硝系统，将SNCR的脱硝效率由50%提高到约80%。这四种脱硝工艺的技术比较如下：项目SNCRSCRSNCR/SCRSNCR+增效剂还原剂尿素/氨水尿素/氨水尿素/氨水尿素+纳米增效剂反应温度8501050C300500C前段：8501050C 后段：300500C8501050C还原剂喷射位 置炉膛壁面多层布 置多位于省煤器与SCR 反应塔间烟道内炉膛壁面多层布置炉膛壁面多层布 置催化剂用量无多少无脱硝效率4560%80%90%80%设备故障率运行稳定性高催化剂易堵塞或中毒催化剂易堵塞或中
6、毒运行稳定性高投资运行成本低高高低改造难度容易，无需对锅 炉进行改动复杂，需更改烟道、 更换大功率引风机一般，需更改烟道、 更换大功率引风机容易，无需对锅炉 进行改动综合考虑工艺、技术、设备、材料、投资经济性等因素，在确保烟气 处理效果的前提下，以较少的投资，取得较大的社会、环境和经济效益， 本项设计采用选择性非催化还原法（SNCR）对锅炉进行烟气脱硝治理，确 保锅炉烟气达标排放。目前脱硝用还原剂有尿素、氨水和液氨，其各自的优缺点如下:还原剂优点缺点建议尿素安全性高、设备投资成本低需人工配料推荐使用脱硝剂安全性高、脱硝效率高需人工配料推荐使用氨水运彳丁成本稍低设备投资及运行成本稍高推荐使用液氨
7、储存成本低安全问题、二次污染不使用因考虑到取材及对场地的要求，本项目用氨水做为脱硝还原剂。3.1.2设计原则 处理系统总体规划布局合理、美观，流程顺畅、平面紧凑，节省用 地； 充分利用现有的条件和现有设备进行设计，尽量不影响生产，施工 期要短； 按现有场地条件设计脱硝系统，力求流程合理，操作维护简便； 还原剂喷射系统的设计适应锅炉任何负荷下持续安全运行，并能适 应负荷变化和机组启停次数的要求； SNCR脱硝装置能够在NOx排放浓度为最小值和最大值之间任何点 运行； 设备和材料具有运行稳定性和耐腐蚀性能； 为今后企业可持续性发展着想，选用的设备和材料具有实用性，价 格适宜； 脱硝工艺选用技术成熟
8、、设备运行可靠，使用寿命较长。3.2 SNCR技术介绍3.2.1工作原理选择性非催化还原技术，简称SNCR技术，是目前最主流的烟气脱硝 技术之一。用NH3或尿素等氨基还原剂喷入炉膛内，选择性的与烟气中的 NOx进行氧化还原反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂，最 佳还原剂喷入炉膛温度为8001050笆，在这个温度范围内，还原剂迅速分 解出NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成，该方法以炉膛为反应器， 最终产物为n2、CO2和h2o,无副反应，不会造成二次污染，实现了无毒排放。反应机理如下：氨水为还原剂4NO + 4NH3 +。2 - 4N2t+ 6H2O4NO2 + 2NH3 +
9、 O2 一 3虬 1+ 6H2O本设计采用19%氨水做还原剂，取材方便，设备投资及运行成本低。3.2.2影响效果的主要因素 温度：NOx的还原反应发生在特定的温度范围内（最佳反应温度800笆 1050C）； 停留时间：指反应物在反应器内总的停留时间，在此时间内，NH3、 尿素等含氨基的还原剂与烟气混合、水的蒸发、还原剂的充分分解和NOx 的还原等步骤必须完成；停留时间的大小取决于锅炉的气路尺寸和烟气流 经锅炉气路的气速；SNCR系统中，停留时间0.5S就足够了； 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烟气通过锅炉的方式； NH3/NOx摩尔比（化
10、学当量比）。3.2.3技术优点选择性非催化还原技术（SNCR技术）脱硝效率为40%60%，建设周 期短、投资少、比较适合中小型锅炉烟气脱硝治理项目。该技术早在20世 纪70年代就被日本使用，80年代、90年代该技术在欧美国家得到推广， 经过几十年的应用及优化，该技术已经相当成熟，在还原剂喷射温度窗850C 1100C之间、NH3/NOx摩尔比12、停留时间1S时，理论最大脱硝效率 达到了 82%，我司在实际运用案例中已经做到了 77%的脱硝效果。3.3工艺路线本项目SNCR系统主要包括：还原剂储存系统、还原剂及软水加压系 统、还原剂稀释计量控制系统、PLC控制系统和喷射系统五部分。还原剂 制备
11、系统实现尿素溶液的配置及储存的功能，还原剂加压系统为工作介质 加压，在PLC控制系统的控制下，根据实际工况和NOx排放浓度情况，自 动调整所需的喷射量，送入喷射系统，喷射系统实现各喷枪的尿素溶液分 配和雾化喷射，还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷的要求。整套电气控制系统调节方便、灵活、可靠，在实现了设备间的联动控 制。锅炉脱硝整体工艺流程如下：犒水接人压埔空气接人亲站楔埃基水谚戒）唤射亲洗I |神常计昼 分秘模块稀料枚水址3.4 SNCR脱硝工艺简述本脱硝系统可用液氨、氨水和尿素做还原剂，考虑到客户对还原剂原 材料的供应、运输、储存、安全性等因素，本项目设计采用尿素作为还原剂。系统配置一套尿素溶
12、解系统及尿素溶液储存系统。双流体喷嘴将尿素溶液雾化后喷入锅炉。尿素溶液在锅炉内热分解出氨，与锅炉内的NO在适温下发生还原反应，还原成氮气和水，从而脱除 x烟气中氮氧化物。下图所示为SNCR脱硝工艺框架流程。SNCR脱硝工艺框架流程图在选择性非催化还原（SNCR）的氮氧化物去除的过程中，还原剂是以 液态（氨水、尿素溶液）或气态的形式（氨气）喷射到850笆1050笆的高 温烟气窗口中，通过还原反应后最终形成氮气、水和二氧化碳，从而降低 烟气中氮氧化物。本项目的SNCR系统采用模块化设计的理念，几乎全部的设备都安装 在预先在工厂经过测试的模块上，减少了现场的安装和调试工作。SNCR 系统主要有还原剂
13、制备系统，还原剂加压系统，还原剂计量分配系统，控 制系统、还原剂喷射系统，下面将对主要设备分别进行说明。、SNCR脱硝系统配置本项目采用以尿素为还原剂的SNCR脱硝系统，系统主要包括：还原 剂制备系统、还原剂加压系统、还原剂计量分配控制系统、PID控制系统、 还原剂喷射系统。4.1储存系统储存系统主要包括软水储罐、氨水储罐、氨水溢流罐、水封呼吸阀等。软水储罐软水储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，罐体配置液位显示装置、 温度显示装置。氨水储罐氨水储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，罐体配置液位显示装置、 液位传感器、检修入口等。氨水溢流罐：储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，罐体配
14、置液位显示装置、手孔 等，防止氨水储罐氨水溢流并过滤排出的氨气。水封呼吸阀：储罐罐体材料采用SUS304不锈钢制造，进排气独立箱体设计，维持氨 水储罐罐内与大气的压力平衡，同时起到防爆功能。4.2加压系统加压系统采用自主专利技术对整套加压系统进行封装优化，做成了液 态工质恒压加压模块，模块包含两组独立的泵组（一备一用），主要设备包 括：立式多级离心泵、背压阀、逆止阀、过滤器、压力表等，外形简洁美 观，管路联接口分布合理，安装快捷方便。4.3还原剂稀释计量分配系统还原剂计量分配系统采用自主专利技术对整套计量分配进行封装优化， 模块的计量分配包括独立的液路和气路，实现了还原剂用量的总量把控， 及每
15、支喷枪的还原剂用量可计量可控制，压缩空气也在该设备内被平均分 配到每支喷枪中，集成化控制。主要设备包括：电动执行球阀、流量传感 器、还原剂精密过滤器、压缩空气过滤器、还原剂分配器、混合器、压缩 空气分配器、压力表、不锈钢转子流量计等。设备集成度高，整体结构简 洁紧凑，安装简便操作方便，液、气管路联接分布整齐合理。4.4控制系统本烟气脱硝系统还原剂的喷射通过前馈控制参数（锅炉负荷、温度） 和反馈控制参数（出口 NOx浓度）来进行连续不断的调整。在保持NOx 排放浓度（或脱硝效率）及NH3逃逸率小于设定值的条件下，根据前馈控 制参数确定不同负荷时还原剂的喷射量，再以反馈控制参数来调整还原剂 的喷射
16、量。当锅炉负荷、原始烟气中NOx浓度低于设定值等情况下，停止 投加还原剂。本烟气脱硝装置的系统可直接PLC控制系统，带触摸屏远程控制系统， 触摸屏远程控制系统均可操作，远程控制系统布置在锅炉操作室内。整套 系统及装置满足在各种工况下自动运行的要求，脱硝控制系统包括脱硝装 置运行控制的所有控制的所有参数及曲线，如运行时间、锅炉负荷、喷射 区温度、出口氮氧化物浓度、含氧量及还原剂喷入量等，并可储存生成报 表。完成数据采集、顺序控制和调节控制功能。脱硝控制系统建成后，可 完成对脱硝系统的启/停控制、正常运行的监视和调整、以及异常与事故工 况的处理和故障诊断。4.5还原剂喷射系统还原剂喷射系统主要设备
17、为雾化介质喷枪，采用国外先进技术生产的 双流体喷嘴，在SNCR脱硝上有大量成功使用业绩。喷枪采用压缩空气来 雾化尿素溶液，采用耐热不锈钢制造。喷枪包括喷嘴头、加长杆、混合器、 连接枪座等主要部件组成，喷枪通过软管与尿素溶液管、压缩空气管连接。 只要锅炉运行这些喷枪全部投运，在日常的使用当中，即使不喷射尿素溶 液，只需维持压缩空气的不间断供应，就能维持喷管的基本散热要求，不 易损坏。喷枪选用耐高温的310S不锈钢材质，合金喷涂，适应流量为1080L/h， 采用0.30.6 MPa压缩空气雾化介质，雾化形状为扇形。五、设备性能指标本项目的SNCR脱硝装置保证满足以下性能指标：1、烟气处理能力800
18、0Nm3/h；2、处理前烟气中NOx含量按400mg/Nm3计算，处理后烟气中NOx含 量低于200 mg/Nm3，满足当地污染物排放标准，或脱硝效率不低于50%；3、设计NH3/NOx摩尔比为11.8；4、设计氨逃逸率小于8ppm；5、采用19%氨水作为还原剂，消耗量为9.5kg/h （锅炉100%负荷的情 况）；6、设备总体平均耗电量低于4kW；7、安全、消防、环保、劳动卫生等按照中国国家相关规定执行。六、运行成本分析6.1 SNCR脱硝系统投资成本SNCR脱硝系统固定资产投资成本详见报价单。6.2 SNCR脱硝设备运行成本（理论计算值）（1）还原剂消耗量氨水消耗量：NOx 处理总量 MN
19、Ox = Vo X NOx=8000Nm3/h x400mg/Nm3 =3.2kg/h取NH3/NOx摩尔比为1, NOx相对分子质量为30.8 （NO2含量为5%,NO含量为95%）, NH3相对分子质量为17,则NH3消耗量为：kg/h氨水浓度为19%，则所需氨水用量为1.8：0.19=9.5kg/h。日使用量约0.23吨。（2）电耗量加压泵组电功率1.1kW/h,稀释计量分配模块电功率0.5 kW/h,控制系 统及传感元器件用电1kW/h。总耗电量为：1.1X2+0.5+1=3.7kW/h日使用量约90kW。（3）软水消耗量软水用于稀释氨水溶液，消耗量为90kg/h，日使用量约2.2吨。
20、七、部分工程案例7.1部分脱硝工程业绩汇总表单位名称工程规模脱硝效率肇庆北新建材有限公司1台38t/h循环流化床锅炉SNCR脱硝58%上栗县益森能源科技有限公司1台8t/h生物质锅炉SNCR脱硝82% （增效剂）济宁三联木业有限公司1台2200万大卡/时热油载体锅炉SNCR脱硝55%新疆库尔勒天山纸业有限公司1台20t/h燃煤链条锅炉SNCR脱硝60%湖北北新建材有限公司2台燃煤热风炉SNCR脱硝61%广州白云山明兴制药有限公司1台4t/h生物质锅炉SNCR脱硝52%广州市番禺纤维素综合厂1台6t/h生物质锅炉SNCR脱硝77%浙江济民制药股份有限公司1台10t/h生物质锅炉 SNCR脱硝大于
21、50%宁夏回族自治区国营前进农场2台25t/h循环流化床锅炉SNCR脱硝81% （脱硝剂）湖北大峪口化工厂2台35t/h循环流化床锅炉SNCR脱硝65%新疆天山沃园番茄制品有限公司1台25t/h+1台20t/h链条炉排锅炉 SNCR脱硝54%四川泸州仙潭酒厂1台15t/h循环流化床锅炉SNCR脱硝82%河南宏邦环保科技有限公司1台15t/h生物质锅炉 SNCR脱硝在建中海信能源荆门格林美厂2台30t/h生物质锅炉SNCR脱硝在建7.2脱硝设备现场工程项目展示projct Showcasepix控制计址虾配祺块濯区退fitES曜制桁JRE崛艳漏试舞化状忘B9Hua工程案例project Showcase仙潭X I A M T A r4：i G?lfi困K刑配宣瞧畿立式舞站娘块计址控咐垫授制拒扁部蛔IK京哦枪T台1 5”h循环流化味桐炉采用SNCR胡酣亲统还原捆；尿素脱琲致率82% 竖些排放恒19mg/NrrP-睥区慢音布宣图二楼计姓91推且图工程项目展示P ID瞄计N分配梯块project Showcase卧式亲站模块还原树藏压蝙空气制程区明枪承试魏场库奉勒天山觥业有院公司一台割Vh燃煤链妾耦炉果用SNCR脱硝系统遂原荆=尿床脱祁j效率60%最终排放值1财碾岸
