焦炉烟气脱硝SCR技术

焦炉烟气脱硝SCR技术

1.设计原则

1)本方案为焦炉烟道气脱硝所制定，使焦炉烟囱排气中NOx浓度低于《炼焦化学工业污染物排放标准》中规定的排放限值。

2)在系统设计中，要确保脱硝系统不论是正常还是发生故障时，绝不能影响焦炉生产。

3)工艺总体设计尽量选择自身消耗资源少的方案（电联：150-0510-6507）。

4）在设计中严格执行国家、行业规范、标准和规定

2焦炉烟气已知参数

表3-1焦炉废烟气参数

序号名称单位数据备注

1烟囱废气温度℃280

2烟囱废气流量Nm3/h320000

3废气中NOX含量mg/Nm3800-1200

4废气中SO2含量mg/Nm3100

5废气中烟尘含量mg/Nm3

3脱硝设计指标

3.3.1脱硝反应器出口NOx浓度：<100-150mg/m3

3.3.2脱硝系统阻力： <2000Pa  

4 工艺技术原理及流程简述

4.1 工艺技术原理

采用选择性催化还原（SCR）法脱除NOx，其原理为：在尾气中加入一定量的氨气，以氨为还原剂，在催化剂表面上，将 NOx还原为N2，其反应方程式如下: 4NOx+4NH3+O2→4N2+6H2O

4.2 工艺流程简述

本次脱硝反应中氨源可以采用气态氨、液氨或氨水，视现场情况而定。氨经控制流量后喷入烟道气管道中，然后进入混合器中与烟气均匀混合。最后，混合气进入脱硝反应器进行选择性还原反应过程，脱除烟气中的NOx。另外，需要在反应器的进出口分别设置NOx传感器用以实时在线监测进出口的NOx浓度，并根据反馈信号控制氨气的加入量（电联：150-0510-6507）。

在本次脱硝过程中，加入的氨和氮氧化物以等摩尔比进行反应，按照焦炉烟道气入口氮氧化物为~800 mg/m3，出口控制小于150mg/m3，则理论所需投氨量：

320000×650÷46×17÷1000000=76.86kg/h

5 脱硝反应系统

5.1 脱硝催化剂

5.1.1脱NOx整体蜂窝陶瓷催化剂特点

在本项目中选用以堇青石蜂窝陶瓷为基体的整体涂层式结构催化剂，该催化剂由堇青石蜂窝陶瓷、金属氧化物涂层、活性组分组成。氧化物涂层均匀牢固地附着于蜂窝陶瓷外表面，活性组分分散在氧化物涂层上。该催化剂具有脱硝率高，可高空速操作、阻力降低、选择性好、氨泄漏率低、热膨胀系数小等诸多优点，是一种非常适合烟气NOx治理的整体催化剂（电联：150-0510-6507）。

在本次脱硝工况下，该类型催化剂用量仅为30m3，反应空速可以达到15000hr-1，是传统催化剂的4~6倍， 反应器体积小，可减少一次性投资。

使用该类型催化剂即使在入口NOx浓度很高时（2000~3000mg/m3），也可达到很高的NOx脱除精度，反应后尾气中氮氧化物浓度可低于50 mg/m3。如排放标准进一步升级，不需对催化剂和反应装置做任何改动，只需稍微增加氨投入量，提供反应所需的氨量，即可使尾气中NOx浓度小于所规定的排放限值。

该类型催化剂低温活性好，在20000hr-1下，催化剂在225℃可以达到60%脱硝效率，250℃达到80%脱硝效率，在入口浓度为1000mg/m3时，225℃出口浓度小于500 mg/m3,250℃出口浓度小于200 mg/m3，可以保证在焦炉排烟温度区间均可实现氮氧化物达标排放。

该催化剂焦炉烟气脱硝工业侧线实验。实验进行约1200小时，反应器入口温度在260~280℃，期间脱硝率基本稳定在98~99%之间，反应器尾气出口氮氧化物浓度小于20 mg/m3，远远低于国家排放标准限值，显示了良好的脱硝效果。通过对喷氨量的精细控制，反应后尾气中大部分时间氨泄漏量小于5mg/m3。

5.1.2脱NOx整体蜂窝陶瓷催化剂技术参数

表3-3给出了用于该项目催化剂的主要结构物性参数：

表3-3 整体脱硝催化剂主要结构物性参数

催化剂型号DNL-SCRH9012

催化剂类型堇青石蜂窝陶瓷涂层式整体催化剂

蜂窝陶瓷孔密度200孔/平方英寸

热膨胀系数≤1.4×10－6℃-1

单元催化剂尺寸150×150×150（mm）

单元催化剂体积3.375(L)

单元催化剂重量2.25±0.15kg

催化剂堆密度700kg/m3

催化剂使用温度225～400℃

常温抗压强度轴向≥15Mpa，径向≥2Mpa

5.1.3 催化剂的质量保证期

堇青石蜂窝陶瓷催化剂在正常工况规定的进气条件下，保证烟气中氮氧化物含量达标排放。寿命保证大于3年。

5.2 脱硝反应器

对于烟气流量为320000Nm3/h的焦炉烟囱，催化剂装填量约为30m3，相应反应空速为15000hr-1。通过反应器优化设计，总压力降小于2kPa。

5.3 混合器

氨气通过喷氨格栅和喷嘴加入烟道中与烟气混合。使用喷氨格栅可以使氨气与烟气在烟道中均匀混合，保证脱硝效果，降低氨的逃逸率（电联：150-0510-6507）。

5.4 控制方案

在脱硝反应器进出口安装氮氧化物传感器在线监测烟气中NOx浓度，由进口NOx浓度和烟气量可以自动给定加氨量，也可根据出口NOx浓度值手动设定加氨量，以最小的氨耗量使反应器出口NOx浓度小于排放限值。

5.5 吹扫方案

由于焦炉尾气中由于存在部分的灰尘以及焦油等杂质，因此为了防止催化剂的堵塞准备在催化剂上设置声波吹灰装置

另外在SCR反应器停止通入烟道气之前，需要运行吹灰器进行吹扫一次；

附；本计量分配模块技术规范书 

计量分配模块技术规范书

一、总则

1.1适用范围：本协议适用于焦化有限公司2×55孔焦炉烟气脱硫脱硝工程—氨水中间储罐的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

包括阀门仪表、箱体照明等设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。

1.2本技术规范书所提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文。乙方应保证提供符合技术规范书要求和现行中国或国际通用标准的优质产品。

1.3乙方提出的产品应完全符合本技术规范书的要求。

1.4乙方提供的设备应是全新的和先进的，并经过运行实践已证明是完全成熟可靠的产品。

1.5在签订合同之后，到乙方开始制造之日的这段时间内，甲方有权提出因规范、标准和规程发生变化而产生的一些补充修改要求，乙方应接受这些要求。

1.6本技术规范书所使用的标准，如遇到与乙方所执行的标准不一致时，按较高的标准执行，但不应低于最新中国国家标准。如果本技术规范书与现行使用的有关中国标准以及中国部颁标准有明显抵触的条文，乙方应及时书面通知甲方解决。

1.7本技术规范书将做为订货合同的附件，与合同正文具有同等效力。

1.8所有的来往文件均应采用国际单位制。

1.9合同中同一参数出现不一致时，将按照满足工程质量及有利于甲方要求的原则修改确定。

二、 工程概况

2.1  概述

焦化有限公司现有焦炉为2×55孔JN43-804型，配备一个烟囱。随着环保形式的日益严峻，焦炉烟气排放已经开始执行大气污染物特别排放限值要求：SO2≤30mg/ Nm3(干基），NOx≤150mg/ Nm3(干基），颗粒物≤15mg/ Nm3(干基），排放指标后续还有进一步降低的可能。为满足国家排放标准要求，特对烟气进行脱硫脱硝治理。

本项目设置一套计量分配装置。计量分配装置能够将氨水储罐来的氨水精确测量并输送到喷氨格栅。计量分配装置布置在脱硝喷氨格栅附近，氨水的使用量由电厂DCS反馈控制。分配计量模块由流量系统和控制阀组成，控制通往4个喷氨格栅支路。

三、计量分配装置规格及供货范围

1.、技术参数

设备名称规格型号数量（台）备注

氨水计量分配模块进口氨水浓度：15-20%；设计出口总流量300kg/h；

每套对应4个支管。

1支管配DN10法兰对接

压缩空气计量分配模块出口总流量48Nm³/h；出口压力0.4-0.45MPa；每套对应四个支管1进口配泄压调压阀，支管配DN15法兰对接

2、 供货范围

乙方供货范围见表1.1。

表1.1    供货范围(由供货方填写)

设备供货范围为满足技术参数要求的全部零部件和电控设备，保证该设备能够长期、安全、正常运转，并达到下面所要求的技术参数所必须的设备、随机附件、专用维修工具、随机备件（质保期内的备件）。卖方应提供全套设备，含安装工具、系统之间的连接件及随机备件(质保期内免费更换)等，详细范围以买方确认后的设备总图、分总图为准。

卖方必须为本设备的全套设备完整性和满足技术要求的能力负全部责任。为系统稳定而有效运行的附属设备装置在供货范围之内。  

四、制造标准及主要技术要求

4.1 设计制造标准

国产设备制造和材料应符合下列最新版本的要求：

l 材料标准

GB/T700-1988  《普通碳素结构钢技术条件》

GB/T3077-1999  《合金结构钢技术条件》

GB/T1220-1992   《不锈耐酸钢技术条件》

GB4454-84       《硬聚氯乙烯板材》

GB981～984-85   《焊条》

GB1300-77       《焊接用钢丝》

l 泵标准

GB/T3216－89   《离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法》

GB/T13006   《离心泵、混流泵、轴流泵汽蚀余量》

GB/T13007   《离心泵效率》

GB1307·7-88《滚动轴承一般技术条件》

GB/T10889－89《泵的振动测量与评价方法》

GB/T10890－89《泵的噪声测量与评价方法》

GB/T7782-1996     《计量泵》

l 质量检验标准

DL/T 5190.4-2004  《电力建设施工及验收技术规范 第4部分：电厂化学》

DL543-94       《电厂用水处理设备质量验收标准》

SDZ037-87      《电厂水处理设备制造质量分等标准》

ZBJ98004-87    《水处理设备原材料入厂检验》

l 油漆、包装、运输标准

ZBJ98003-87   《水处理设备油漆、包装技术条件》

JB2536-80    《压力容器油漆、包装技术条件》

GB/T3181-1995《漆膜颜色标准样本》

GB/T191-1990《包装储运图示标志》

4.1.1 对外接口法兰应符合下列要求

l 87GB《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》

l 接口法兰应与阀门法兰配套

4.1.2  对外接口管件符合下列标准的规定要求：

l HG21501-92《衬胶钢管和管件》

l HG20538-92《衬塑(PP.PE.PVC)钢管和管件》

4.1.3 应随投标书提供所使用的各项标准。当上述规定和标准对某些设备和专用材料不适用时，或用其它标准取代上述标准，需呈交甲方并经确认后方可采用。

4.1.4管路的设计应符合DL/T 5054-1996《火力发电厂汽水管道设计技术规定》现行最新版本的规定要求。

4.1.5 进口设备的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会（ASME）和美国材料试验学会（ASTM）的工业法规中涉及的标准或相关标准。

4.2设备保证

卖方保证按合同交货期准时交货，并保证提供的设备性能符合本技术文件及招标书的各项要求（差异除外），满足用户使用要求，并保证运行安全可靠，密封性能良好。

1）设备按国际通用技术标准进行制造，技术是先进的、可靠的。

2）设备零部件采用先进、可靠的加工制造技术，有良好的表面几何形状及合适的公差配合。

3）设备性能能满足用户使用要求，产品结构设计紧凑、简单，检修维护方便，并有良好的密封。

4）系统为稳定而有效运行所需的附属装置均在供货范围内。

五、技术参数要求：

每台设备必须说明如下参数：（但不限于下表）

序号设备编号名称性能参数描述

氨水溶液计量分配模块15-20%氨水溶液经计量分配模块接入喷氨格栅管路，模块设备材质选用316L，连接管道材质选用304S

六、零部件寿命保证

零部件保证期限目标期限

阀门10年10年

仪表10年10年

备注：质保期内，免费更换易损件。

七、随机备件（不限于下表）

序号名称及规格材质数量单重（t）总重（t）备注

1无

八、资料图纸及交付进度

1 一般要求

提供规定的纸版、光盘资料；在合同草签后10天内提供2套完整的技术资料供施工图设计，设备供货前二个月提供成品资料14套以满足安装调试需要，其中随机资料2套，外加1套光盘（包括CAD制图，图形文件采用AUTOCAD14，技术文件采用Microsoft office）。

乙方提供的资料应使用国家法定单位制即国际单位制，语言为中文。

资料的组织结构清晰逻辑性强。资料内容要正确、准确、一致、清晰完整，满足工程要求。

2 具体资料

2.1 投标时随投标文件提供下述技术资料：

1)各设备外形图等以及招标文件中要求提供图纸和资料。

2)甲方认为与本工程招标有关，乙方有必要提供的其它技术资料和文件。

3)设备及材料清单（包括设备型号 、规范、数量 、产地  、厂家及相关设备和本体仪表的样本）。

2.2技术规范书签订后在15天时间内提供下述技术资料：

设备基础设施资料（包括荷载资料）、设备外型等图纸和技术资料。具体资料类别由乙方细化列表于投标书中，由甲方确认。

2.3 乙方应提供以下随机资料（但不限于此），套数为6套（含电子版）。

2.3.1运行说明书，安装检修说明书。

2.3.2各设备总图及装配图。

2.3.3 所有材料的合格证书。

2.3.4 所有产品质量证明文件（检验报告、试验报告、质量合格证）。

2.3.5 所有产品的检验大纲及调试大纲。

2.3.6 供货范围内所有设备材料及构件清册。

2.4  乙方应在设备供货前一个月提供满足安装和运行操作、维修的全部图纸、使用维护说明书、运行说明书等全部技术文件。提供资料套数为6套。

2.5 乙方应随投标书供应1套满足设计院需要；技术规范书签订后10天内再供应2套满足施工图设计要求的设备总图等图纸。

2.6  乙方还应提供给甲方能证明设备制造生产质量的全部测试、试验报告，提供份数为4份。

2.7  除上述由乙方提供的资料外，设备随机装箱资料应齐全。

2.8  乙方提供给甲方的设备有关资料的时间：设备供货前30天以前提

（电联：150-0510-6507）

本文由盐城市海韵环境工程技术有限公司提供

www.hyhj99.com

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