五金PAGE PAGE 1 生物质发电项目烟气净化系统主要设计原则及技术要求 1 主要设计原则 1.1生物质锅炉烟气脱硫脱硝主要设计原则 (1)根据《打赢蓝天保卫战三年行动计划》文件要求，本项目位于重点区域范围内，二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物全面执行大气污染物特别排放限值。通过烟气的脱硫脱硝装置，使锅炉烟气的SO2排放浓度≤50mg/Nm3，NOx的排放浓度≤100mg/Nm3。 (2)脱硫脱硝装置的寿命与对应主机寿命相适合。 (3)脱硫脱硝工艺的选择应遵循“工艺成熟，运行稳定，脱硫脱硝效率高澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站，投资省，无二次污染的原则”。 (4)脱硫脱硝装置所需工艺水、电、压缩空气等由电厂相应系统引出。 (5)优先考虑供应可靠，价格便宜，质量稳定，对周围环境不会产生污染的吸收剂。 (6)综合考虑燃料的变化，脱硫脱硝系统设计及设备选型时有一定适应能力。 2技术要求 生物质锅炉烟气脱硫脱硝工艺要求 2.1脱硫工艺(半干法)过程 从锅炉出来的原烟气，由半干法净化装置底部进入循环流化床反应器。丘里加速，在净化塔湍流段，高温烟气与加入的吸收剂、循环灰充分混合，经增湿活化，与烟气中的SO2、HCl和HF等酸性物质发生化学反应，脱除掉大部分污染物。由净化塔的顶部出口排出后的烟气进入袋式除尘器除去大部分细灰，由除尘器除下的细灰和大颗粒大部分经过空气斜槽循环进入反应塔，少量经过排灰装置到输灰系统外排。净化后的烟气经引风机由烟囱排入大气。 烟气通过脱硫塔底部的文丘里管的加速，进入脱硫塔循环流化床体，物料在循环流化床里，气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，在上升的过程中，不断形成絮状物向下返回，而絮状物在激烈湍动中又不断解体重新被气流提升，使得气固间的滑落速度高达单颗粒滑落速度的数十倍；脱硫塔顶部结构进一步强化了絮状物的返回，进一步提高了塔内颗粒的床层密度，使得床内的Ca/S比高达50以上。这样循环流化床内气固两相流机制，极大地强化了气固间的传质与传热，为实现污染物高脱除率提供了根本的保证。烟气在上升过程中，颗粒一部分随烟气被带出反应器，一部分因自重重新回流到循环流化床内，进一步增加了流化床的床层颗粒浓度和延长吸收剂的反应时间。烟气在文丘里以上的塔内流速为5～6m/s，从文丘里以上的塔高大约20m左右，这样烟气在塔内的气固接触时间大约为4～5秒左右，从而有效地保证了脱硫效率。 喷入的雾化水以降低脱硫塔内的烟温，使烟温降至高于烟气15℃以上，从而使得SO2与Ca(OH)2的反应转化为可以瞬间完成的离子型反应。吸收剂、循环脱硫灰在文丘里段以上的塔内进行第二步的充分反应，生成副产物CaSO3?1/2H2O，还与SO3、HF和HCl反应生成相应的副产物CaSO4?1/2H2O、CaF2、CaCl2?Ca(OH)2?2H2O等。 由于SO3几乎全部得以去除，加上排烟温度始终控制在高于温度20℃以上，因此烟气不需要再加热，同时整个系统也无须任何的防腐处理。 2.2脱硫吸收剂制备系统 消石灰粉Ca(OH)2由厂外运至厂内，通过罐车送到储粉仓。储粉仓下方连接称重小仓计量装置，石灰粉Ca(OH)2经称重计量后，通过气力喷射泵送入到脱硫塔，与塔内烟气以高传质的速度混合反应，脱除烟气中的酸性气体。储粉仓底部设压缩空气流化装置，防止石灰粉搭桥；顶部设有小型袋式除尘器。星型卸灰阀采用变频控制，可调节石灰粉Ca(OH)2的用量。 2.3烟道及反应塔系统 反应器及烟道系统主要包括反应器、喷嘴、及相关连接烟道。烟气通过烟道由反应器下部进入反应器。工业水由雾化喷嘴雾化后喷入反应器，以很高的传质速率在反应器中与烟气混合，起到活化反应离子的作用，同时降低塔内温度，促进反应进行。活化后的氢氧化钙颗粒以很高的传质速率与烟气中的SO2等酸性物质混合反应，生成CaSO4和CaSO3、以及CaCl2等反应产物。这些干态产物小部分从反应器塔底排灰口排出并经仓泵输送至灰库，绝大部分随烟气进入袋式除尘器。 喷嘴的供水由水泵提供，供气由独立贮气罐供给，水泵用水由水箱供给澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站。水箱供水由工业水源提供。为保证良好的雾化效果，喷嘴由一台水泵单独供水。 2.4灰循环系统 为提高吸收剂Ca(OH)2的利用率及脱硫效率，保证系统正常运行，本设计中设有灰循环系统。根据反应器中烟尘的浓度和脱硫效率来调节循环倍率。布袋除尘器灰斗中的灰排出后分两部分输送：一部分为循环灰，经流量控制阀控制后进入空气斜槽输送至反应器内，与烟气充分混合继续参加反应，循环利用；另一部分为外排灰进入仓泵，由仓泵输送至灰库存储。采用流量控制阀控制，可调节循环灰的量。 空气斜槽的送风由流化风机供给，并通过蒸汽加热器加热，达到运行所需温度。 2.5脱硫灰处理系统 半干法脱硫系统设有两个出灰点：一部分是烟气反应器下部出灰，这部分灰主要是烟气初步沉降积灰和塔体事故排灰，灰量较少，间歇人工外排；另一部分是从袋式除尘器下空气斜槽出来的外排灰，外排灰由仓泵通过管道输送至灰库。 输灰系统设有防堵疏通装置，出力不小于系统总输送量的200%。 仓泵的用气由输灰贮气罐供给。输灰系统既能连续又能间断地输送系统收集到的脱硫灰。输灰系统的控制具备程控、手动远操和就地三种方式。输灰控制系统的正常运行方式为程序控制。 2.6烟气脱硝 2.6.1工艺原理 SNCR是将含有氨基的还原剂(采用尿素为还原剂)喷入炉内800-1100℃的区域，在特定的温度、氧存在的条件下，选择性的把烟气种的NOx还原为N2和H2O。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，因为NOx的分布在炉膛断面上是经常变化的，如果喷入控制点太少或喷到锅炉中整个断面上的氨不均匀，则会出现分布率较差和较高的氨逸出量。由于氨的喷入量和区域是非常复杂的，为保证脱硝反应能充分的进行，以最少的喷入量达到最好的还原效果，必须设法使喷入的还原剂与烟气由良好的混合。若喷入的还原剂不能充分反应，则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上，还会和烟气中的SO3反应生成硫酸铵，容易造成空气换热器堵塞，并有腐蚀的危险。 SNCR脱硝反应机理： 尿素为还原剂：NO+CO(NH2)2 +1/2O2→2N2+CO2+H2O SNCR系统主要包括卸料和存储系统、溶液喷射系统、自动控制系统三部分。根据锅炉运行情况和NOx排放情况将还原剂送入喷射系统。喷射系统实现各喷射层的还原剂溶液分配、雾化喷射和计量。还原剂的供应量能满足锅炉不同负荷的要求，调节方便、灵活、可靠；还原剂喷射系统配有良好的控制系统。 SNCR系统泵采用格兰富、KSB、滨特尔品牌，气动调节阀采用ABB、FISHER、西门子品牌，提供相应智能定位器品牌，最终需经业主方确认。 2.6.2脱硝工艺描述 SNCR系统烟气脱硝过程是由下面四个基本过程完成： 接收和储存脱硝剂； 脱硝剂的计量输出、与水混合稀释； 在锅炉合适位置注入稀释后的脱硝剂； 脱硝剂与烟气混合进行脱硝反应。 固体尿素在溶解罐内配置浓度为40%的尿素溶液，配置好的尿素溶液由输送泵打入存储罐中，然后经加压泵加压后由喷枪喷头雾化后直接喷入炉内，喷头的还原剂浓度和喷入量可以自动和手动调节。 2.6.3脱硝技术要点 （1）由于燃烧过程的动态特性，炉膛温度会在短时间内迅速变化澳门·新葡萄新京6663(中国)官方网站生物质发电项目烟气净化系统主要设计原则及技术要求docx，必须在炉膛上几个不同高度处安装喷射器以保证在适当的温度处喷入脱硝剂； （2）需要精确的炉膛流体动力学分析(CFD)及化学动力学分析(CKM)计算，确保还原剂在烟气中有足够的停留时间。 （3）尿素溶解罐 本项目的尿素溶解罐按照5~7天的储量进行设计。SNCR系统所用还原剂原料采用浓度为40%的尿素溶液。储罐必需配带必要的液位计、检修人孔、扶梯等。储罐应设置独立空间，满足危险品防护要求，尿素溶解罐材质选用不锈钢，并考虑氨水腐蚀设置为双层，并设有内层腐蚀泄露报警装置，设有保温。 控制系统 用于全自动操作的控制和管理模块，纳入全厂DCS控制。 整套SNCR处理系统为全自动控制，并可以随时将任一单位切换为手动操作，而不影响整个系统的运行。 控制管理模块主要任务是监视和控制SNCR系统的控制设备，应具备以下功能： 监视功能：在线实时监视工艺参数，并且可通过修改技术参数来提高控制品质。 控制功能：可在控制图形上通过鼠标和键盘对工艺参数进行修改，对工艺过程和控制设备进行控制与调节。 报警功能：设备及工艺过程发生故障时发出警报，显示故障点和故障状态，根据报警等级做出相关反应，记录故障的信息。 图形功能：平面图、工艺图、工艺区域图、工艺单元图、工艺控制、单元控制图。 安全操作：设立不同的安全操作等级，针对不同的操作者设置相应
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