吨锅炉SNCR烟气脱硝装置工程技术方案********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2009年4月目录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 (5)3.1 降低NOx燃烧技术（LNBs） (5)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 (7)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 (18)1 睿能源智系统技术（北京）有限公司睿能源智系统技术（北京）有限公司主要研究开发能源、环保相关项目，经营相关冶金设备、环保设备，拥有多个相关项目的研究开发团队，其中供氧项目组是国内最具实力和影响力的研究开发团队，其供氧技术具有国际领先水平。
集研发、工程咨询、工程设计界先进技术同步，并自主创新实现技术和装备的国产化，完成了多项国家重点工程设计、设备成套和工程总承包，获得国家及省地发明奖、科技进步奖多项，完成国家重大科研课题10余项，拥有多项专有技术、发明专利，其中供氧项目组是国内最具实力和影响力的研究开发团队，其供氧技术具有国际领先水平。
公司汇聚了大量的专业人才，现有职工85人，其中教授、副教授25人，高级工程师15人，博士、硕士25人、各类工程人员20。
科研人员配置齐全，研究设计开发经验丰富，分别为冶金工艺、机械设备、自动化、能源动力、环境工程等专业的技术专家。
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获国家、省部级科技进步奖和高技术水平产品均占国内领先地位。
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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：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。
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。
4 设计基础4.1 项目背景北京紫竹药业现有容量为20t/h链条炉1台，主要用于提供生产用汽。
目前锅炉烟气中的NO x含量为400 mg／Nm3造成超标排放，需要进行脱硝处理，以使处理后的烟气中NO x含量降至200mg／Nm3，以满足北京市《大气污染物综合排放标准》（DB11/501-2007）的要求。
4.2 设计依据4.2.1锅炉参数锅炉采用江苏无锡锅炉厂的SHL20—2.45/400型锅炉。
设计燃用燃煤。
锅炉年运行时间8000h。
锅炉主要技术参数见下表：4.2.2锅炉烟气主要污染物含量4.3 装置规模及组成本项目的LNBs+SNCR烟气脱硝装置处理能力为100%BMCR工况下的烟气，设计处理烟气量37,000Nm3/h，年运行时间为8000小时，系统主要包括：还原剂制备系统、锅炉燃烧工况监测系统、还原剂喷射装置、逃逸Nox脱除装置，低Nox燃烧控制装置、SCADA 监测与控制系统、配套管道及仪表等。
本装置以尿素（或液氨、氨水）作为主要还原剂，配一定比例（1-2%）的强化反应剂，脱除烟气中的NOx。
不产生产品、中间产品、副产品等，烟气处理后直接排入大气。
4.4还原剂本装置的还原剂确定为尿素，液氨及氨水也可选用。
以下是三种还原剂优缺点分析：4.5强化反应剂为了强化选择性非催化还原反应，提高还原剂与Nox的反应速率，以保证系统的脱硝效果，按还原剂（尿素）用量的1-2%配比强化反应剂。
4.6 LNBs+SNCR脱硝装置总体性能指标本项目的LNBs+SNCR脱硝装置保证满足以下的性能指标：(1) 烟气脱硝采用低Nox燃烧与选择性非催化还原反应结合的技术工艺路线；(2) 烟气处理能力37,000Nm3/h；(3) 处理前烟气中的氮氧化物含量按400 mg／Nm3（氧含量6%，干基）计算，处理后烟气中的氮氧化物含量≤150mg/Nm3，满足北京市《大气污染物综合排放标准》（DB11/501-2007）的要求。
(4) 烟气氮氧化物含量按照400mg/Nm3设计时，设计脱硝效率≥62.5%；(5) 氨的逃逸率≤10ppm；(6) 年运行时间为8000小时；(7) 还原剂采用尿素（二等品以上级）；(8) 不设置反应器旁路；(9) 还原剂耗量：尿素10kg/h 按锅炉负荷100计(10)NH3与NOx摩尔比为1/1至3/1(11) 在锅炉的正常负荷范围内，SO2/SO3转化率小于1%。
(12)安全、消防、环保、劳动安全卫生等按中国国家相关规定执行。
5 系统配置本项目的LNBs+SNCR烟气脱硝装置主要包括：还原剂制备系统、锅炉燃烧工况监测系统、还原剂喷射装置、逃逸Nox脱除装置，低Nox燃烧控制装置、SCADA监测与控制系统、配套管道及仪表等。
部分子系统/装置的设备参数与工况涉及技术机密，暂时保密，待项目合同确定后即可全部提供。
5.1 还原剂制备系统还原剂制备系统由还原剂贮仓、还原剂溶解池、还原剂溶液贮罐、星型卸料阀、还原剂输送泵、配套管道及仪表组成，其具体设备工艺参数如下：还原剂贮仓：封闭式贮仓，防腐内壁，容积3-5立方米，贮存还原剂量可满足连续一星期的满负荷用量，配套料位监测仪。
还原剂溶解池：半封闭式设计，防腐内壁，容积70升，不锈钢材质，配套液位开关。
还原剂溶液贮罐：封闭式设计，防腐内壁，容积600升，不锈钢材质，可满足连续8小时的满负荷用量，配套液位监测仪。
星型卸料阀：定量卸料，额定功率<200W，每小时工作3分钟。
还原剂输送泵：特殊防腐隔膜泵，额定功率<100W。
还原剂制备系统工艺流程图不同类型的还原剂贮仓还原剂溶液贮罐5.2 锅炉燃烧工况监测系统锅炉燃烧工况监测系统由热电偶、氧化镐镐传感器、信号采集器、锅炉燃烧工况分析终端以及相关辅件组成。
热电偶：多台热电偶分层布置，实时监测炉膛温度变化情况，温度上限1700℃。
氧化镐传感器：设置于省煤器前，实时监测锅炉烟气含氧量。
信号采集器：模/数转换设备，16位精度。
锅炉燃烧工况分析终端：采用先进的模糊控制技术，专用分析软件，多变量炉膛温度分析，炉膛温度场呈像，氧气含氧量与炉膛温度合理性分析（此终端为关键技术）。
5.3 还原剂喷射装置还原剂喷射装置由空压机、输液泵（计量泵）、喷射装置、以及相关管道与仪表组成，用于将还原剂均匀地喷入炉膛窗口温度区，以保证还原剂与烟气中的NOx充分接触。
炉内喷射还原剂分布状况三维模拟效果图SNCR部分还原剂喷射装置5.4 逃逸NOx脱除装置逃逸Nox脱除装设置于脱除锅炉烟气（省煤器后），用于还原逃逸的NOx，以解决SN CR技术较SCR技术NOx逃逸率高的问题。