烟气脱硝SCR装置及除尘器

技术方案

1、前言

随着玻璃工业的迅速发展，玻璃市场对产品的质量、品种要求更高，为了满足市场对优质浮法玻璃的需求，利用国家当前开发中西部大好时机下所独具有的优越地理条件，利用企业自身所具有的资源、资本、技术等有利条件，四川泸州海纳环保科技有限公司选择泸州纳溪区化工园区内，建设两条优质浮法玻璃生产线，产能达到520t/d，生产电子级优质浮法玻璃，增强市场竞争力。

在玻璃生产过程中，玻璃窑排放烟气含一定量的氮氧化物，需要进行烟气脱硝处理，已满足国家环保要求及当地总量减排指标要求，综合考虑，决定选用脱硝效率最高的选择性催化还原法（SCR）脱硝工艺，还当地生产、生活一个美好蓝天。

2、项目简述

2．1   工程名称：520t/d玻璃窑脱硝EPC工程

2．2   建设地点：

 2．3   工程概况：

脱硝装置将利用场地就近布置，在进烟囱前的出口烟道旁，还原剂系统在远离反应器的位置，且符合安全防火规程要求。

2．3．1  地质条件

2．3．2  运输

   （略）

2．3．3  燃料

川西南片区天然气。

2．3．4  水源

2．3．5  循环冷却水系统

2．3．6输配电布置

业主提供，满足SCR装置要求。

2．3．7  气象条件

 川西南气象条件

3、技术规范

3．1烟气参数

*余热锅炉排烟温度，型号：Q18/1000-4.0-1.27。

4、技术要求

-脱硝效率：      ≥90%。

-排放烟气含尘量：≤25mg/NM3

5、技术方案

●本方案设计基于我公司对同类脱硝装置及除尘的设计经验。

●设计排放标准按照业主要求执行。

●还原剂采用纯氨（NH3）

●催化剂采用蜂窝式催化剂， 

脱硝方案的设计遵循：

1）GB253-2011“平板玻璃工业大气污染物烟气排放标准”要求。2）

2）选择性催化还原法脱硝技术规范

3）袋式除尘工程通用技术规范

4）中国国家标准，标准及其它相关技术标准。

5）业主的要求。

5．1脱硝工艺原理

脱硝工艺采用选择性催化还原方法，该反应发生在装有催化剂的反应器里，烟气与喷入的氨在催化剂的作用下反应，实现脱出氮氧化合物。烟气中的氮氧化合物通常由95%的NO和5%的NO2组成，它们通过以下反应转化成水和氮气。

4 NO    +    4 NH3       +       O2    ->     4 N2    +      6 H2O

4NH3　+　2NO2　+　O2　->　3N2+6H2O  

1 NO2    +    1 NO     +    2 NH3    ->    2 N2    +      3 H2O

NOX的转化率由如下公式表示：

ηNOx —— 脱硝效率%

NOxin —— 反应器进口NOx浓度

NOxout —— 反应器出口NOx浓度

相对于反应器上游进口处的NOX浓度，需要的NH3量几乎与NOX的转化率成正比。

5．2设计方案

本玻璃窑生产线布置1台反应器，反应器布置窑后烟囱前，反应器内催化剂采用2层模式，每层布置1个模块。

5．3设备描述

5.3.1烟道系统　

烟气从玻璃窑出来，进入垂直布置的SCR反应器里，在反应器里烟气向下流过均流器、催化剂层，再进入引风机，最后通过烟囱排入大气。

SCR进口烟道连接原烟道，出口烟道连接要烟囱前，SCR入、出口设置高温气动闸板阀，以及相应的膨胀节。

烟道设置必要的测点接管座，便于试运行和运行中进行测量(温度测量和采样)。此外，安装足够的管座用于监控系统的启动。管座的布置方式满足测量需要。

5.3.2 SCR反应器 

SCR安装在的混泥土或钢架平台上，截面成矩形。SCR反应器外壁一侧在催化剂层处有检修门，用于将催化剂模块装入催化剂层。每个催化剂层都设有人孔，便于进入检查催化剂模块

反应器采用高压热空气吹灰，选择伸缩是多喷嘴吹灰器，装在每催化剂层的上方。

5.3.3催化剂

催化剂采用蜂窝式催化剂，主要活性成分为TiO2、V2O5和WO3。

蜂窝式催化剂采用单体包装防止运输碎裂，人工现场安装，催化剂在运输直到安装反应器门前，均需轻挪轻运，防止破损。

安装人员需戴防护口罩。

5.3.4氨供应和贮存

采用气态纯氨作为还原剂。由管道输送方式输送到指定位置。气态氨与稀释空气稀释后，经氨注射栅格（AIG）注入SCR反应器入口前的烟道中。

本系统设置单独液氨系统，一体化布置，满足国标防火与安全要求。

氨系统由以下主要部件组成：

-氨分配站——总厂管道送来，流量计量并分配SCR混合器前；

-稀释组件——风机送风，稀释气态氨。

-氨注射栅格(AIG)——安装于通向SCR的烟道内部，带有注射喷嘴。栅格将稀释后的氨气体注入烟道，注入的氨流量与NOx 浓度匹配；

5.3.5 除尘器

除尘器采用布袋除尘器，主要参数如下：

脱硝的用电主要包括两个部分：

1）.反应器及其附属设备部分，这部分电源可以从厂用电按炉分段的低压PC段引接，

2）.空气压缩机和氨供应系统，这部分为公用系统，其用电从厂用电公用PC段引接。气动阀用气体从业主空压机接入。

电气系统包含以下几个部分：

∙动力分配系统

∙电缆和桥架

∙其他辅助系统

动力分配系统分配动力到风机、泵和SCR工程相关的其它用电设备。

电缆和桥架系统提供从各种分配设备和分配盘输送电能到用电设备。电缆同时提供电能分配母线的互相连接和各种仪表、控制、保护和通信系统设备的信号输送。桥架提供电缆的支撑、机械保护和分配。

电缆和桥架系统的主要部件如下：

∙动力电缆

∙控制电缆

∙仪表与热电偶电缆

∙照明电缆

∙电缆桥架

∙导管

∙附件如接线盒等

其他辅助系统的主要由以下几部分组成：

∙照明和插座

∙防雷接地系统

∙管道伴热

∙通讯系统

∙火灾报警和消防系统

5．5 仪表和控制描述

NOx和O2含量，流量，压力、温度等值通过就地的测量仪表转换为4-20mA的信号送入工厂现有DCS系统中，不单独设置DCS。

5．6运行

催化剂安装之后尽早初次运行反应器。脱硝装置安装完成并调试合格后即可投入生产运行。

6、工艺计算汇总

6.1 计算

脱硝效率：90%

氨耗量：45kg/h

稀释空气量：1200M3/h

阻力：750Pa。

6．2反应器结构设计数据

催化剂（单台炉）

除非特别说明，以下所述供货范围为1台反应器设备。

7．1催化剂

初期装入的催化剂组成：

催化剂体积：                         ~17.5m3

初始催化剂重量                          ~12.2t 

    催化剂类型                                蜂窝型    

    每台反应器催化剂填充层数                     3层        

7．2反应器

●1个反应器本体（包括内部支撑催化剂的钢构架和人孔等）；

●1个反应器入口罩；

●1个反应器出口罩；

●1套反应器支撑钢构架；

●1套反应器平台楼梯

●1套催化剂装载系统，包括在反应器内外运送催化剂的推车、提升机和一个运载工具；

反应器尺寸：

宽度：                    2000m m    

    长度：                    3000mm

    高度：                 10000mm

催化剂层之间的距离    ：    2500mm

7．3烟道系统

一路SCR反应器入口烟道：断面尺寸；

一路从SCR反应器出口罩到烟囱前：φ1500mmmm；

SCR反应器入口烟道膨胀节和挡板门；

SCR反应器出口烟道膨胀节和挡板门。

7．4热空气吹灰系统

本项目无蒸汽，故在SCR出口设计管式空预器，将冷空气加热到130℃后，用于吹扫催化剂表面积灰。

每台反应器吹灰系统组成：

- 3台移动式多喷嘴热空气吹灰器、每层1只、3耙，移动距离900mm。

- 1个管式空预器管箱。

-2台高压罗茨空气风机，压头250KPa，80L/min

- 1套管线

-1套电控启停装置

7．5 氨供应设备

液氨供应系统，包括氨卸载系统、氨贮存系统、氨蒸发和稀释系统、氨注入系统。用于反应器的氨供应系统设备包括：

- 1套罐车卸载组件；

- 2套100%能力的压缩机组件；

- 1个约10m3 的液氨贮罐；

- 1套氨蒸发器（1用1备），额定蒸发量为60kg/h

以下为供货部分：

- 2台100%能力的稀释空气风机（一运一备）

- 1套氨注射栅格(AIG)。

7．6管道系统

不同SCR部件与终端间的连接管道材料, 包括弯头、配件、 法兰、 垫圈、螺栓等，管道系统将用于下述介质：

●氨气

●吹灰蒸汽

●仪用气

●喷洒水

●排出气体

●氮气

●稀释空气系统

7．7保温

烟道、反应器、吹灰蒸汽管道和氨蒸汽管道需要保温。

保温钉、压板、支腿等保温用金属件的设计和供货由供方负责，保温材料推荐采用硅酸铝耐火纤维和高温玻璃棉复合层结构，由业主采购。

SCR壳体、烟道保温外护板采用0.7mm镀锌板。

7．8仪表与控制

SCR仪表与控制系统组成    

- SCR模拟与逻辑控制，包括PLC系统和接口至主DCS系统，包括ＤＣＳ系统的DCS和SCR信号）该部分由业主提供。      

- 1 套SCR系统运行要求的就地仪表

- 1套NOx 分析仪， 1拖2布置方式。

- 仪表电缆

7．9电气 

- 氨供应设备和吹灰器的分配箱

- 接线盒

- 接地材料

- 至MCC的电缆

- 电缆桥架

- MCC柜（我公司负责设计，业主供货）

7．10建筑

SCR系统所有设备均按室外布置。洗眼与淋浴室等由业主自供。

7．11土建

提供设备载荷。

不包括地质勘测、土壤状况、地基荷载和对地基的静态分析等工作。

污水坑等SCR土建构筑物和SCR钢构架基础由供方提资，由业主或第三方设计和施工。

7．12专用工具

设备有特殊要求，需要专用工具，由设备供应商提供。

7．13备件

系统备用设备在系统设计中已考虑，增加的备件不包括在此范围。

7.15 设备供货清单

8．1设计

设计与文件包括如下：

- 工艺设计与总体布置

- 部件布置

- 管道布置

- 部件资料清单 

- 加工图纸

- 计划进度表

- 工艺流程图

- 工艺资料如物料平衡，温度和压力等

- 设计资料所需的电耗清单

- 电压水平单线图

- 电器设备布置图

- 仪表清单

-  P&I图

- 设置点清单

- I/O清单

- 闭环控制图

- 逻辑图

- 信号识别码

- 仪表与控制设备布置图

8．2安装 

提供供贷范围内设备的安装指导。

8．3试运的咨询服务

我方将派技术人员为业主提供运行参考资料、试运现场指导，直到试运结束。

8．4培训

在试运期内，我公司将为业主培训数名合格的运行人员。并提供相应的SCR系统支撑文件。

文件包括如下内容：

- SCR工艺系统综述，含：

运行理论

运行影响因素

基本的化学原理

系统 / 设备描述

工艺 / 设计理论

- 保养与维护：

组装与拆卸指南

保养与维护程序

检查方法

备件目录

零部件清单汇总

- 答疑，包括：

运行

机械

电气

I&C系统

- SCR系统运行功能，包括：

运行指南包括，运行前的检查、启动、正常运行、紧急运行、遥控运行

运行调试

逻辑图

P&I 图 

性能等曲线等

主要部件描述

主要管道、仪表、控制和联锁装置

在培训前，上述培训项目以及教材（培训手册和资料等）会有详细说明并完全地及时地提供给受训人员。

附件1：工艺流程图下载本文