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尿素脫硝的步驟及流程介紹，尿素熱解制氨技術或成趨勢
作者： 來源： http://www.szhkyy.cn/hydt/n876.html 發(fā)布時間：2017-12-04
脫硝還原劑的選擇一般從其物理性質、經(jīng)濟性和安全性方面綜合考慮，目前主要有液氨、氨水和尿素三種。由于液氨是危險化學品，隨著國家對安全的日益重視，以及一系列相關限制措施的逐漸出臺，使得電廠使用液氨時在審批、工期、占地等諸多方面受到了越來越多的制約，投運后通過環(huán)保驗收的程序也較為繁瑣;而氨水因其氨含量低、體積大、運輸不便、運行成本高而受到應用的局限。作為無危險的制氨原料，尿素具有與液氨相同的脫硝性能，又是廣泛應用的綠色肥料，無毒無害，使用安全，因而沒有法規(guī)限制，并且便于運輸和儲存。多年來，因使用不當，由液氨造成的傷亡損失十分慘重。火電廠脫硝若采用液氨為原料，其使用量非常巨大，以一座中型火電廠為例，每天大約需要消耗液氨10噸。全國有數(shù)千座火電廠，如全部使用液氨，僅此一項相當于每天有幾千臺10噸的液氨罐車奔跑于全國各地，用于運輸原料，安全隱患不容忽視。目前在國內(nèi)SCR(Selective Catalytic Reduction，選擇性催化還原法)脫硝采用尿素為還原劑已經(jīng)成為一種趨勢，并逐漸成為主流，尤其是在一些重點區(qū)域和離居民區(qū)較近的城市電廠，尿素熱解制氨技術得到越來越多的應用。
但長期以來，該項技術被國外公司所壟斷，國內(nèi)企業(yè)不得不支付高昂的設備費和技術使用費。為了打破國外公司技術壟斷，中國大唐集團公司于2012年正式成立科技攻關項目：組織科研團隊，對采用尿素作為原材料應用于火電廠煙氣污染治理的技術進行攻關研究。課題組制定了“基礎理論→小型實驗→CFD模擬→中試實驗→示范工程”五個階段的技術開發(fā)路線，對尿素熱解制氨技術進行系統(tǒng)研究，每一個階段都形成成果。
課題組在成功獲得基礎理論和實驗室研究成果的基礎上，通過進一步地示范工程技術開發(fā)、建設，2014年6月7日20時，項目首臺示范裝置——大唐洛陽熱電廠#5機尿素熱解制氨示范裝置順利通過168h試運行，并正式移交業(yè)主。試運行期間各項性能指標優(yōu)異，熱解裝置成功實現(xiàn)自動運行，可以跟蹤不同的氨氣需求量信號自動調(diào)整制氨量，系統(tǒng)響應時間達到10s以內(nèi)，同步滿足不同負荷工況下的脫硝效率要求，實現(xiàn)SCR出口NOx值的達標排放。
針對項目創(chuàng)新，在研究過程中進行了大量的技術專利申請，僅尿素熱解這一項技術就申請了18項專利，并且集中度高，已形成了專利群保護，構建了較強的技術壁壘。基于研究和開發(fā)，在技術專利、理論研究、流場設計、熱模中試數(shù)據(jù)、工程試驗測試等方面，本項目已超越國外競爭對手，處于領先地位。
2014年9月2日，“大型燃煤電廠SCR脫硝尿素熱解制氨關鍵技術研究與應用”項目技術鑒定會在北京召開。鑒定委員會認為：項目研究取得諸多創(chuàng)新成果，形成了具有自主知識產(chǎn)權的尿素熱解制氨成套技術，通過了工程驗證，技術達到國際先進水平，可替代同類進口技術和設備。建議在大型燃煤電廠煙氣脫硝相關工程中積極推廣應用。
目前，項目通過推廣已經(jīng)成功應用于9臺鍋爐的SCR脫硝、除塵等環(huán)保工程上，收獲了巨大的經(jīng)濟效益，通過不斷的科技開發(fā)和應用，項目研制的尿素熱解制氨技術已經(jīng)轉化為成熟可靠的商業(yè)化技術。同時，課題組正在著手進行尿素熱解技術商標申請等工作，以進一步形成品牌和名牌效應，為我國的脫硝環(huán)保行業(yè)注入自主創(chuàng)新技術，為祖國的節(jié)能減排作出貢獻，形成良好的社會效益。期待在不久的將來，能夠將該技術出口到海外，參與國際競爭，推動高附加值的技術成果在世界范圍內(nèi)的應用。
尿素脫硝整套啟動操作規(guī)程及操作流程
1、尿素溶液的制備
SCR脫硝
由人工將袋裝尿素倒入溶解罐上面的加料斗里，在攪拌器的攪動下，用除鹽水將尿素溶解制成45-50%的尿素溶液。尿素溶液配制完成后，用尿素溶液輸送泵輸送到尿素溶液儲罐儲存。SCR反應器脫硝運行時尿素溶液經(jīng)由尿素溶液循環(huán)泵輸送到SCR反應器區(qū)域。一罐尿素溶解罐的尿素溶液可以滿足1#2#爐脫硝需要的一天的尿素用量。
2、尿素溶液的儲存
脫硝系統(tǒng)設有一個尿素溶液儲罐。每罐有效容積為40m3，底部設有蒸汽盤管加熱，罐體加熱系統(tǒng)將使罐體在外界環(huán)境溫度變化時還能保持罐內(nèi)溫度不低于40°C。儲罐上分別設有溫度計和差壓密度計，用于監(jiān)測尿素溶液的溫度和密度。
3、尿素溶液的供應
有兩臺尿素溶液循環(huán)泵(一運一備)，用于向1#2#爐的SCR反應器區(qū)域輸送尿素溶液。通過設在尿素溶液循環(huán)回路上的調(diào)節(jié)閥來控制輸送的尿素溶液分配模塊的尿素溶液壓力。
4、啟動操作程序
u 啟動尿素儲存供應系統(tǒng)
? 檢查尿素溶解儲存供應系統(tǒng)，確認高流量循環(huán)裝置到每個計量分配裝置及尿素溶液儲罐的管路閥門調(diào)整好，保證整個尿素溶液循環(huán)管路管路暢通。
? 啟動尿素溶解儲存供應系統(tǒng);
? 保持尿素溶液高速回流通暢，母管壓力0.8MPa正常。
u 調(diào)節(jié)二次風調(diào)節(jié)門
? 檢查熱解爐前后的二次風調(diào)節(jié)門，確認閥門完好;
? 確認風門動作正常，啟動增壓風機;
? 保證二次風壓力正常，入口風量控制在規(guī)定流量，出口流量平衡。
u 啟動尿素溶液分配計量系統(tǒng)
? 確認熱解系統(tǒng)高流量循環(huán)裝置能供給計量與分配裝置尿素溶液，并且確認尿素溶液管路入口壓力為 0.45MPa;
? 啟動壓縮空氣冷干機，確認霧化空氣最小值為 0.45MPa 時可用，并且確認與模塊正確連接;
? 確認與計量分配裝置相關的全部電路斷路器電源正常;
? 啟動尿素溶液分配計量系統(tǒng)，檢查尿素流量及霧化正常。
u 啟動熱解爐系統(tǒng)℃
? 確認增壓風機啟動正常，二次風壓正常，風量>1800?/h;按照程序進行吹掃;
? 確認電加熱器正常，控制系統(tǒng)投入運行，每小時30-50℃逐步升溫;
? 確認尿素高流量循環(huán)裝置處于運行狀態(tài);
? SCR-AIG 允許熱解爐啟動;
? 高流量循環(huán)裝置、計量分配裝置、電加熱器系統(tǒng)無緊急報警;
? 反應器溫度達到290℃以上，投入脫硝，按照順序控制投入尿素溶液開始噴氨。
SCR脫硝
尿素熱解法脫硝反應器SCR的基本原理
SCR工藝所用的脫硝還原劑氨有三種來源：氨水、液氨以及尿素。本脫硝裝置采用1#2#機組的公用尿素系統(tǒng)輸送過來的循環(huán)尿素溶液所還原劑。
尿素經(jīng)溶解成 45%～50%的尿素溶液，尿素在溫度高于 150℃時不穩(wěn)定，高溫下可發(fā)生分解生成 NH3 和HNCO，HNCO與水反應生成 NH3 和 CO2，得到脫硝所用的還原劑氨。
鍋爐脫硝噴槍 尿素脫硝噴槍 氨水脫硝噴槍 水泥廠脫硝噴槍 脫硝工程 脫硝設備
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