位置:鍋爐省煤器后、空氣預熱器前(煙氣溫度300-400℃)。
優點:煙氣溫度適宜催化劑活性,無需額外加熱。
挑戰:飛灰易堵塞催化劑或造成磨損,需配套吹灰裝置。
關鍵設備布局:
噴氨格柵(AIG):位于SCR反應器上游,確保氨與煙氣混合均勻。
SCR反應器:垂直布置,內分層安裝催化劑模塊(2-4層,預留備用層)。
灰斗/吹灰系統:反應器底部設灰斗,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℃)。
優點:飛灰含量低,延長催化劑壽命,減少堵塞風險。
挑戰:需加裝煙氣加熱系統(如GGH或燃燒器)以滿足反應溫度。
關鍵設備布局:
GGH(氣氣換熱器):回收熱量提升煙氣溫度。
噴氨系統:精確控制氨噴射量(需與溫度聯動)。
緊湊型反應器:催化劑層數可減少(1-2層)。
位置:脫硫塔后(煙氣溫度<200℃)。
優點:煙氣潔凈,無飛灰影響。
挑戰:需低溫催化劑(如TiO?-V?O?-WO?)或大幅加熱煙氣。
關鍵設備布局:
煙氣再熱系統:電加熱或蒸汽換熱器。
小型反應器:催化劑體積大(活性較低),需更多層數。
流場均勻性:
反應器入口設導流板/靜態混合器,確保流速分布偏差<15%。
CFD模擬優化煙道走向,避免渦流或死角。
氨噴射系統:
噴氨格柵距反應器入口≥5倍煙道直徑,預留混合段。
分區控制噴嘴以適應負荷變化。
催化劑管理:
模塊化設計,單層催化劑壓降<200Pa,便于更換。
備用層空間預留(通常設計3+1層)。
輔助系統:
氨儲存與蒸發系統(液氨/尿素水解)需獨立隔離區,符合防爆規范。
吹灰器(聲波/蒸汽)定期維護通道。
通過合理布局,SCR系統可實現NOx脫除率>90%,同時平衡運行成本與設備壽命。
]]>位置選擇:
脫硝裝置通常布置在鍋爐省煤器出口與空氣預熱器之間的高溫煙道內。這種高塵布置方式能夠確保煙氣溫度達到反應的最佳溫度,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。
結構與設備布置:
SCR系統內沿煙氣流向在不同位置設置導流板、靜態混合器和整流格柵,以保證氨與煙氣的充分均勻混合。
氨氣稀釋系統宜靠近SCR反應器布置,以便于氨氣的供應和控制。
還原劑儲存制備系統的設備布置應考慮不利風向的影響,并設有通暢的道路和疏散通道。
催化劑與噴氨系統:
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,通過手動蝶閥分區控制氨噴射流量。
氨與稀釋空氣混合后經噴氨格柵進入SCR煙道,自格柵式噴嘴噴出,可實現對氨噴射流量的精確控制。
設計規范:
根據DL/T 5480-2022標準,火力發電廠煙氣脫硝系統的設計應滿足相關排放標準,并結合鍋爐構架及爐后布置統一考慮將來脫硝裝置及進出口煙道布置位置、各種荷載等。
設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、擴建和排水暢通。
運行優化:
在運行過程中,為保證高脫硝效率,可采用煙氣均流優化工藝及設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、氨氣供應及稀釋系統等因素,以確保高效、穩定地進行氮氧化物的還原處理。
]]>1、熱段/高含塵布置:反應器布置在空氣預熱器前溫度為 360℃左右的位置,此時煙氣中所含有的全部飛灰和 SO2均通過催化劑反應器,反應器的工作條件是在“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,適合于多數催化劑的反應溫度,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,或使之再結晶而失效,如煙氣溫度降低,NH3會和 SO3反應生成酸性硫酸銨,從而會堵塞催化劑和污染空氣預熱器。
(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,除了應選擇合適的催化劑之外,要使反應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:反應器布置在靜電除塵器和空氣預熱器之間,這時,溫度為 300~400℃的煙氣先經過電除塵器以后再進入催化劑反應器,這樣可以防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染和將反應器磨損或堵塞,但煙氣中的 SO3始終存在,因此煙氣中的 NH3和 SO3反應生成硫酸銨而發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,減少了反應器的體積并使反應器布置緊湊。當催化劑在“干凈”煙氣中工作時,其工作壽命可達 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,當將反應器布置在濕式 FGD脫硫裝置后,其排煙溫度僅為 50~60℃,因此,為使煙氣在進入催化劑反應器之前達到所需要的反應溫度,需要在煙道內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反應器多選擇安裝于鍋爐省煤器與空氣預熱器之間,因為此區間的煙氣溫度剛好適合 SCR脫硝還原反應,氨被噴射于省煤器與 SCR反應器間煙道內的適當位置,使其與煙氣充分混合后在反應器內與氮氧化物反應,SCR系統商業運行業績的脫硝效率約為 50%~90%。
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