摘 要：本文簡要介紹選擇性催化還原法脫硝技術，結合SCR脫硝裝置在包頭第一熱電廠的應用情況，對該脫硝系統(tǒng)的工作原理、工藝流程、設備特點進行介紹與分析，為以后的脫硝工程建設提供了經(jīng)驗。

關鍵詞：燃煤火電廠；SCR 脫硝工藝流程；工藝系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.188

0 引言

我國是世界上煤炭生產(chǎn)和消費大國，煤炭占一次能源構成的70%—75%左右。煤炭燃燒產(chǎn)生的污染物有幾十種，危害大的主要有：煙塵、SO2、NOx等。對于一些燃煤鍋爐，一次脫氮采用增加低氮燃燒器脫除NOx，但因其技術的局限性，NOx脫除率一般比較低，難以滿足當期的環(huán)保要求。為提高NOx脫除率，燃煤鍋爐二次脫氮普遍應用SCR和SNCR技術，而SCR技術因其脫硝效率高、氨逃逸低、可控性好等優(yōu)勢廣泛被采用。

包頭第一熱電廠配套鍋爐為東方鍋爐廠制造的DG1065/18.2-Ⅱ6型亞臨界自然循環(huán)燃煤鍋爐，分別于2007、2008年投產(chǎn)，為自然循環(huán)汽包爐，單爐膛п型布置，一次再熱，平衡通風、固態(tài)排渣，全鋼架、全懸吊結構，緊身封閉，爐頂帶金屬防雨罩；采用四角切圓燃燒方式，設計燃用煙煤為鄂爾多斯神華集團煤礦煙煤，主要是來自東勝神府煤田所屬煤礦。為滿足國家及地方的環(huán)保要求，減少鍋爐尾氣中NOx排放量，安裝了江蘇科行環(huán)?？萍加邢薰驹O計生產(chǎn)的首臺SCR煙氣脫硝裝置，采用江蘇萬德環(huán)?？萍加邢薰旧a(chǎn)的蜂窩式催化劑，液氨作為還原劑。

1 SCR脫硝原理

由于煙氣中的NOx90% 以上是NO，反應式（1）是主要的化學反應。SCR 裝置一般布置在鍋爐省煤器和空預器之間。SCR 煙氣脫硝工藝（ 簡稱SCR 工藝） 的關鍵是催化劑， 包頭第一熱電廠2×300MW機組SCR 系統(tǒng)選用為釩鈦基催化劑， 主要成分為TiO2、WO3、V2O5和粘合劑等。脫硝工藝流程見圖1：

2 SCR系統(tǒng)總體布置

包頭第一熱電廠SCR 系統(tǒng)布置在鍋爐省煤器出口與空預器入口之間， 屬于高灰型布置。整個SCR 系統(tǒng)有2個SCR 反應器， 催化劑按“2+1”模式布置，噴氨格柵安裝在反應器入口的豎直向上煙道內(nèi)。系統(tǒng)未設置旁路煙道， 其脫硝流程為： 煙氣經(jīng)省煤器出口對接煙道→ 進口煙道→ 噴氨格柵→ 反應器→出口煙道→ 空預器。在SCR 系統(tǒng)的進、出口煙道下部分別增置灰斗和輸灰系統(tǒng)。還原劑儲存和供應系統(tǒng)占地面積約為3600m2。

3 主要設備特點

（1）脫硝反應器。反應器是整個系統(tǒng)的核心，功能是在其內(nèi)部，煙氣與NH3的混合物在通過催化劑層時，煙氣中的NOx 在催化劑的作用下與NH3反應生成N2和H2O。反應器布置在爐后預留的金屬構架上。SCR反應器殼體內(nèi)部結構、空間及其鋼結構荷載的設計，應具有使用國內(nèi)外各廠家蜂窩式和板式催化劑的通用性。反應器內(nèi)煙氣設計流速約 6m/s。

包頭第一熱電廠SCR 系統(tǒng)設置了2臺相互獨立的（ 即A 側和B 側） SCR 反應器（ 12 m x 10 m） 。反應器入口設氣流均布裝置，反應器入口及出口段都設導流板，SCR反應器與進、出口煙道范圍內(nèi)的導流板、整流裝置、靜態(tài)混合器、支撐及附件等材質為Q345鋼，并對內(nèi)部易磨損的部位采取耐磨合金鋼防護板。

（2）氨儲存和供應系統(tǒng)系統(tǒng)。采用液氨來制備脫硝劑，按照2臺爐共用儲存、卸載及供應系統(tǒng)的原則設計，并考慮擴建機組脫硝所需液氨布置空間。氨區(qū)系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機、液氨儲罐、液氨泵、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、廢水池及廢水泵、閥門、管路及附件等。

（3）氨/煙氣混合噴射系統(tǒng)。氨氣和煙氣混合的均勻度對系統(tǒng)脫硝效率高低和氨逃逸量至關重要。因此需采用CFD輔助設計，并進行實體流場模型來優(yōu)化設計，以保證SCR反應器入口氨氮摩爾比的最大偏差不大于平均值的±5%。充分考慮到其處于鍋爐的高含塵區(qū)域的因素，所選用的材料為耐磨材料或充分考慮防磨保護。

4 結語

包頭第一熱電廠脫硝改造工程項目作為江蘇科行環(huán)保科技有限公司在電力行業(yè)脫硝領域的第一個項目，具有示范作用。作為江蘇科行SCR脫硝裝置，其順利投運標志著江蘇科行SCR脫硝技術以及脫硝設備的設計生產(chǎn)能力取得了突破性進展，為江蘇科行產(chǎn)品多元化做出突出貢獻。

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作者簡介：王曉東（1973-），男，?？?，1994年6月畢業(yè)于上海大學工學院。