位置:鍋爐省煤器后、空氣預(yù)熱器前(煙氣溫度300-400℃)。
優(yōu)點:煙氣溫度適宜催化劑活性,無需額外加熱。
挑戰(zhàn):飛灰易堵塞催化劑或造成磨損,需配套吹灰裝置。
關(guān)鍵設(shè)備布局:
噴氨格柵(AIG):位于SCR反應(yīng)器上游,確保氨與煙氣混合均勻。
SCR反應(yīng)器:垂直布置,內(nèi)分層安裝催化劑模塊(2-4層,預(yù)留備用層)。
灰斗/吹灰系統(tǒng):反應(yīng)器底部設(shè)灰斗,配套聲波或蒸汽吹灰器。
旁路煙道(可選):用于啟停或故障時保護(hù)催化劑。
位置:靜電除塵器(ESP)后、脫硫塔(FGD)前(煙氣溫度約200-300℃)。
優(yōu)點:飛灰含量低,延長催化劑壽命,減少堵塞風(fēng)險。
挑戰(zhàn):需加裝煙氣加熱系統(tǒng)(如GGH或燃燒器)以滿足反應(yīng)溫度。
關(guān)鍵設(shè)備布局:
GGH(氣氣換熱器):回收熱量提升煙氣溫度。
噴氨系統(tǒng):精確控制氨噴射量(需與溫度聯(lián)動)。
緊湊型反應(yīng)器:催化劑層數(shù)可減少(1-2層)。
位置:脫硫塔后(煙氣溫度<200℃)。
優(yōu)點:煙氣潔凈,無飛灰影響。
挑戰(zhàn):需低溫催化劑(如TiO?-V?O?-WO?)或大幅加熱煙氣。
關(guān)鍵設(shè)備布局:
煙氣再熱系統(tǒng):電加熱或蒸汽換熱器。
小型反應(yīng)器:催化劑體積大(活性較低),需更多層數(shù)。
流場均勻性:
反應(yīng)器入口設(shè)導(dǎo)流板/靜態(tài)混合器,確保流速分布偏差<15%。
CFD模擬優(yōu)化煙道走向,避免渦流或死角。
氨噴射系統(tǒng):
噴氨格柵距反應(yīng)器入口≥5倍煙道直徑,預(yù)留混合段。
分區(qū)控制噴嘴以適應(yīng)負(fù)荷變化。
催化劑管理:
模塊化設(shè)計,單層催化劑壓降<200Pa,便于更換。
備用層空間預(yù)留(通常設(shè)計3+1層)。
輔助系統(tǒng):
氨儲存與蒸發(fā)系統(tǒng)(液氨/尿素水解)需獨立隔離區(qū),符合防爆規(guī)范。
吹灰器(聲波/蒸汽)定期維護(hù)通道。
通過合理布局,SCR系統(tǒng)可實現(xiàn)NOx脫除率>90%,同時平衡運行成本與設(shè)備壽命。
]]>位置選擇:
脫硝裝置通常布置在鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器之間的高溫?zé)煹纼?nèi)。這種高塵布置方式能夠確保煙氣溫度達(dá)到反應(yīng)的最佳溫度,從而提高脫硝效率。
另外,也有部分電廠將脫硝裝置布置在電除塵器之后的低塵布置方式,或者在煙氣脫硫除塵之后的位置。
結(jié)構(gòu)與設(shè)備布置:
SCR系統(tǒng)內(nèi)沿?zé)煔饬飨蛟诓煌恢迷O(shè)置導(dǎo)流板、靜態(tài)混合器和整流格柵,以保證氨與煙氣的充分均勻混合。
氨氣稀釋系統(tǒng)宜靠近SCR反應(yīng)器布置,以便于氨氣的供應(yīng)和控制。
還原劑儲存制備系統(tǒng)的設(shè)備布置應(yīng)考慮不利風(fēng)向的影響,并設(shè)有通暢的道路和疏散通道。
催化劑與噴氨系統(tǒng):
催化劑通常采用蜂窩式催化劑,沿爐膛寬度方向布置多個噴孔,通過手動蝶閥分區(qū)控制氨噴射流量。
氨與稀釋空氣混合后經(jīng)噴氨格柵進(jìn)入SCR煙道,自格柵式噴嘴噴出,可實現(xiàn)對氨噴射流量的精確控制。
設(shè)計規(guī)范:
根據(jù)DL/T 5480-2022標(biāo)準(zhǔn),火力發(fā)電廠煙氣脫硝系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合鍋爐構(gòu)架及爐后布置統(tǒng)一考慮將來脫硝裝置及進(jìn)出口煙道布置位置、各種荷載等。
設(shè)計中需考慮脫硝裝置的豎向布置,確保不受洪水危害,并便于維修、擴(kuò)建和排水暢通。
運行優(yōu)化:
在運行過程中,為保證高脫硝效率,可采用煙氣均流優(yōu)化工藝及設(shè)備來保證煙氣和氨的充分均勻混合。
針對長期運行中的堵塞問題,可以通過增加催化劑和噴氨量進(jìn)一步提高脫硝效率。
電廠脫硝裝置的布置需要綜合考慮煙氣溫度、催化劑特性、氨氣供應(yīng)及稀釋系統(tǒng)等因素,以確保高效、穩(wěn)定地進(jìn)行氮氧化物的還原處理。
]]>1、熱段/高含塵布置:反應(yīng)器布置在空氣預(yù)熱器前溫度為 360℃左右的位置,此時煙氣中所含有的全部飛灰和 SO2均通過催化劑反應(yīng)器,反應(yīng)器的工作條件是在“不干凈”的高塵煙氣中。由于這種布置方案的煙氣溫度在 300~400℃的范圍內(nèi),適合于多數(shù)催化劑的反應(yīng)溫度,因而它被廣泛采用。但是由于催化劑是在“不干凈”的煙氣中工作,因此催化劑的壽命會受下列因素的影響:
(1)煙氣所攜帶的飛灰中含有 Na,Ca,Si,As等成分時,會使催化劑“中毒”或受污染,從而降低催化劑的效能。
(2)飛灰對催化劑反應(yīng)器的磨損。
(3)飛灰將催化劑通道堵塞。
(4)如煙氣溫度升高,會將催化劑燒結(jié),或使之再結(jié)晶而失效,如煙氣溫度降低,NH3會和 SO3反應(yīng)生成酸性硫酸銨,從而會堵塞催化劑和污染空氣預(yù)熱器。
(5)高活性的催化劑會促使煙氣中的 SO2氧化成 SO3,因此應(yīng)避免采用高活性的催化劑用于這種布置。為了盡可能地延長催化劑的使用壽命,除了應(yīng)選擇合適的催化劑之外,要使反應(yīng)器通道有足夠的空間以防堵塞,同時還要有防腐措施。
2、熱段/低含塵布置:反應(yīng)器布置在靜電除塵器和空氣預(yù)熱器之間,這時,溫度為 300~400℃的煙氣先經(jīng)過電除塵器以后再進(jìn)入催化劑反應(yīng)器,這樣可以防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染和將反應(yīng)器磨損或堵塞,但煙氣中的 SO3始終存在,因此煙氣中的 NH3和 SO3反應(yīng)生成硫酸銨而發(fā)生堵塞的可能性仍然存在。采用這一方案的最大問題是,靜電除塵器很難在 300~400℃的溫度下正常運行,因此很少采用。
3、冷段布置:反應(yīng)器布置在煙氣脫硫裝置(FGD)之后,這樣催化劑將完全工作在無塵、無 SO2的“干凈”煙氣中,由于不存在飛灰對反應(yīng)器的堵塞及腐蝕問題,也不存在催化劑的污染和中毒問題,因此可以采用高活性的催化劑,減少了反應(yīng)器的體積并使反應(yīng)器布置緊湊。當(dāng)催化劑在“干凈”煙氣中工作時,其工作壽命可達(dá) 3~5年(在“不干凈”的煙氣中的工作壽命為 2~3年)。這一布置方式的主要問題是,當(dāng)將反應(yīng)器布置在濕式 FGD脫硫裝置后,其排煙溫度僅為 50~60℃,因此,為使煙氣在進(jìn)入催化劑反應(yīng)器之前達(dá)到所需要的反應(yīng)溫度,需要在煙道內(nèi)加裝燃油或燃燒天然氣的燃燒器,或蒸汽加熱的換熱器以加熱煙氣,從而增加了能源消耗和運行費用。
對于一般燃油或燃煤鍋爐,其 SCR反應(yīng)器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預(yù)熱器之間,因為此區(qū)間的煙氣溫度剛好適合 SCR脫硝還原反應(yīng),氨被噴射于省煤器與 SCR反應(yīng)器間煙道內(nèi)的適當(dāng)位置,使其與煙氣充分混合后在反應(yīng)器內(nèi)與氮氧化物反應(yīng),SCR系統(tǒng)商業(yè)運行業(yè)績的脫硝效率約為 50%~90%。
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