某火電廠脫硝還原劑制備系統(tǒng)設(shè)計

周斌?陳晶

摘 要 針對燃煤電廠煙氣脫硝問題，介紹了尿素水解法制氨過程，詳細闡述了某雙鍋爐機組脫硝還原劑制備系統(tǒng)設(shè)計、功能及設(shè)備的選型。

關(guān)鍵詞 脫硝;尿素水解法;設(shè)計

前言

隨著國家對環(huán)保工作的重視，火電廠排煙要求越來越高，各電廠都上馬了煙氣脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)中用到了還原劑氨，尿素水解法制氨就是一種普遍用到的方法。其原理為尿素水解制氨技術(shù)利用電廠輔氣作為熱源將尿素溶液在容器內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氨氣的工藝。

CO（NH2）2 + H2O ? NH2-COO-NH4 ? 2NH3↑+ CO2↑

1設(shè)計要求

本項目兩臺鍋爐的脫硝裝置共1個干尿素儲存、卸載及尿素溶液制備、儲存及輸送系統(tǒng)，滿足水解器出力進行公用區(qū)的設(shè)計。尿素水解系統(tǒng)按照公用制設(shè)計，設(shè)置兩臺水解反應(yīng)器，一運一備。每臺尿素水解反應(yīng)器的氣氨出力為兩臺機組BMCR工況下的氣氨耗量再加20% 的裕量。

尿素溶液制備系統(tǒng)采用氣力輸送和斗提機兩種輸送方式。氣力輸送方式需滿足尿素罐車直接輸送至尿素溶解罐（或斗提機輸送方式將干尿素輸送至尿素溶解罐）混合成50%左右的溶液。經(jīng)過尿素溶解泵送至尿素溶液儲存罐，最后到水解反應(yīng)器模塊。水解反應(yīng)器模塊中產(chǎn)生出來的含氨氣流在氨氣空氣混合器內(nèi)被稀釋風(fēng)機稀釋，產(chǎn)生濃度小于5%的氨氣進入氨氣—煙氣渦流混合系統(tǒng)，并由氨噴射系統(tǒng)噴入脫硝系統(tǒng)。

尿素水解法制氨系統(tǒng)包括起吊設(shè)施、斗提系統(tǒng)、氣力輸送系統(tǒng)、尿素溶解罐、尿素溶液溶解泵、尿素溶液儲存罐、尿素溶液輸送泵、尿素水解制氨反應(yīng)器模塊[1]、控制系統(tǒng)、沖洗清掃系統(tǒng)、電伴熱系統(tǒng)、氨氣計量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、稀釋風(fēng)系統(tǒng)、廢水收集排放系統(tǒng)、蒸汽疏水回收系統(tǒng)等。

2具體的設(shè)計

2.1 給料裝置

（1）氣力輸送

氣力輸送裝置外接口為伸出尿素制備車間指定地點處，設(shè)置接口閥門;內(nèi)接口與尿素溶解罐相接。管道材質(zhì)304L。

（2）斗提機

設(shè)置一臺斗提機，起吊尿素到尿素溶解罐上部，滿足溶解罐配置用量，斗提機帶插板閥，落料后關(guān)閉。

2.2 尿素溶解罐

配一個尿素溶解罐，單班生產(chǎn)兩臺機組滿負荷24小時用量。加配加熱裝置，防止特定濃度下的尿素結(jié)晶。溶解罐設(shè)有液位和溫度控制系統(tǒng)[2]。

2.3 尿素溶解泵

配兩臺泵，一運一備。溶解泵為不銹鋼本體（316L不銹鋼）、碳化硅機械密封的離心泵。待尿素溶液配制成需要的濃度后，通過尿素溶解泵將尿素溶液打到尿素溶液儲罐，泵入口需設(shè)置過濾器，并設(shè)有回流及其管道沖洗系統(tǒng)。

2.4 尿素溶液儲罐

設(shè)置2只，兩只儲罐可互為備用，總?cè)萘繚M足2臺機組滿負荷運行7天（每天24小時）用量設(shè)計。尿素溶液儲罐露天放置時，四周加有隔離防護欄，并應(yīng)考慮電廠所在區(qū)域可能出現(xiàn)的最惡劣天氣溫度及其他情況變量包括地震帶，風(fēng)載荷、雪載荷和溫度變化等情況設(shè)計。尿素溶液儲罐至水解反應(yīng)器之間尿素溶液管道均采用電伴熱，保證尿素溶液不結(jié)晶。

2.5 尿素溶液輸送泵

尿素溶解儲罐公用兩臺輸送泵，一運一備[3]，單臺泵的出力滿足兩臺機組BMCR工況下氣氨耗量的尿素溶液用量。泵入口需設(shè)置過濾器。

2.6 尿素水解制氨反應(yīng)器模塊

設(shè)置兩臺水解器，一用一備，一臺水解反應(yīng)器向二臺爐供氨。每臺水解反應(yīng)器的氣氨出力為二臺機組BMCR工況下的氣氨耗量再加20%的裕量，每套尿素水解反應(yīng)器均采用撬裝模塊化結(jié)構(gòu)。

2.7 疏水系統(tǒng)

尿素車間設(shè)一臺疏水箱，兩臺疏水泵，疏水泵為一用一備。在運行工況下，水解反應(yīng)器、溶解罐、溶液儲罐的蒸發(fā)、伴熱疏水回收至疏水箱。疏水箱收集疏水可用作尿素顆粒溶解用水、沖洗水。在正常運行工況下，多余的疏水通過疏水泵統(tǒng)一輸送至招標(biāo)方指定回收點。疏水箱、泵及管線采用304L材質(zhì)。

2.8 廢水系統(tǒng)

尿素車間設(shè)置一個地坑及兩臺地坑排水泵，排水泵一運一備。整套地坑排水系統(tǒng)由投標(biāo)方負責(zé)設(shè)計供貨。地坑不允許發(fā)生冒氣現(xiàn)象。地坑考慮防腐，地坑排水泵及管線采用304L材質(zhì)。

2.9 洗眼系統(tǒng)

車間設(shè)有洗眼器設(shè)施，便于操作人員接觸泄漏氨后，能及時用大量的水進行沖洗。

2.10 噴淋系統(tǒng)

尿素水解制氨車間設(shè)置一套噴淋系統(tǒng)，在氨氣泄漏時噴淋系統(tǒng)開啟，吸收空氣中的氨氣。

3結(jié)束語

本設(shè)計闡明了燃煤機組項目的脫硝還原劑儲存和制備系統(tǒng)（尿素水解法制氨）。分享了具體的設(shè)計要求、功能、設(shè)備等方面因素，有利于同行借鑒。

參考文獻

[1] 常剴.選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)在環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝的工程應(yīng)用[D].上海師范大學(xué)，2013.

[2] 王代平，王小均.組態(tài)王在煙氣脫硝中的應(yīng)用[J].自動化與儀器儀表，2013（05）：134-135.

[3] 趙振柱.尿素還原法在大型循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝工程中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（23）：34-36.

作者簡介

周斌（1982- ），男，安徽宿松人;職稱：副教授，學(xué)歷：碩士;研究方向：電廠熱工自動化技術(shù)。