100萬噸焦爐煙氣脫硫脫硝技術方案.doc

100萬噸焦化260 孔焦爐煙氣脫硫脫硝工程技 術 方 案 目 錄第一章 總 論51.1項目簡介51.2總則51.2.1工程范圍51.2.1采用的規(guī)范和標準51.3設計基礎參數（業(yè)主提供）81.3.1基礎數據81.3.2工程條件91.4脫硫脫硝方案的選擇101.4.1 脫硫脫硝工程建設要求和原則101.4.2 脫硫脫硝工藝的選擇101.5脫硫脫硝和余熱回收整體工藝說明11第二章 脫硫工程技術方案132.1氨法脫硫工藝簡介132.1.1氨法脫硫工藝特點132.1.2氨法脫硫吸收原理132.2本項目系統(tǒng)流程設計142.2.1設計原則142.2.3設計范圍152.2.4系統(tǒng)流程設計152.3 本項目工藝系統(tǒng)組成及分系統(tǒng)描述162.3.1 煙氣系統(tǒng)162.3.2 SO2吸收系統(tǒng)162.3.3 脫硫劑制備及供應系統(tǒng)182.3.4脫硫廢液過濾182.3.5 公用系統(tǒng)182.3.6 電氣控制系統(tǒng)182.3.7 儀表控制系統(tǒng)19第三章 脫硝工程技術方案213.1 脫硝工藝簡介213.1.1 SCR工藝原理213.2 SCR系統(tǒng)工藝設計223.2.1 設計范圍223.2.3 設計原則223.2.2 設計基礎參數223.2.3 還原劑選擇233.2.4 SCR工藝計算233.2.5 SCR脫硝工藝流程描述243.3分系統(tǒng)描述253.3.1氨氣接卸儲存系統(tǒng)253.3.2氨氣供應及稀釋系統(tǒng)253.3.3煙氣系統(tǒng)253.3.4 SCR反應器253.3.5吹灰系統(tǒng)263.3.6氨噴射系統(tǒng)263.3.7壓縮空氣系統(tǒng)263.3.8配電及計算機控制系統(tǒng)26第四章 性能保證284.1脫硫脫硝設計技術指標284.3.1 脫硫脫硝效率284.3.2 SCR及FGD裝置出口凈煙氣溫度保證294.3.3 脫硫脫硝裝置可用率保證294.1.4 催化劑壽命294.1.5 系統(tǒng)連續(xù)運行溫度和溫度降294.1.6 氨耗量294.1.7 脫硫脫硝裝置氨逃逸304.1.8 脫硫脫硝裝置壓力損失保證30第五章 相關質量要求及技術措施315.1 相關質量要求315.1.1 對管道、閥門的要求315.1.2 對平臺、扶梯的要求315.2 防腐措施325.3 電氣控制及自動化325.3.1供配電系統(tǒng)325.3.2控制、儀表系統(tǒng)34第六章 經濟效益分析及投資報價376.1運行成本376.1.1 脫硝運行成本（年運行時間8760h）376.1.2 脫硫運行成本（含增加風機及熱備，年運行時間8760h）376.2建設投資成本38第七章 設計、供貨、施工范圍397.1 乙方設計范圍397.2 乙方施工范圍397.3 乙方供貨范圍39附件1：脫硝系統(tǒng)設備清單39附件2：脫硫系統(tǒng)設備清單39附件3：余熱回收及熱備系統(tǒng)的技術方案另附42第一章 總 論1.1項目簡介河北某100萬噸焦化260 孔5.5m搗固焦爐，年產能108萬噸。由于煙氣中 SO2、NOx 原始含量較高，焦爐煙氣未經處理排放，不能達到大氣污染物排放標準?，F擬新建一套脫硫脫硝和余熱回收裝置（脫硫脫硝余熱利用一體設計），使焦爐煙氣實現達標排放。此脫硫脫硝工程采用總承包（EPC）方式，經處理后使 SO2 排放濃度小于 30mg/m3、顆粒物排放濃度小于 15mg/m3，NOx 排放濃度小于 150mg/m3（NOx 按此指標設計），基準氧含量按 9%計。項目竣工后，按照項目所在地環(huán)保部門要求委托具有資質的監(jiān)測機構對 SO2、NOx、顆粒物等指標進行檢測，出具正式檢測報告，作為驗收的重要技術依據。1.2總則1.2.1工程范圍河北焦化焦爐脫硫脫硝工程總承包（EPC）的全部工作，包括但不限于設計（包括脫硫脫硝初步設計、脫硫部分施工圖設計）、供貨、施工、調試、 試運行、竣工驗收、人員培訓直至最終交付使用及售后服務等方面的工作。工程所需的水源、氣源、電源、汽源等公用工程由業(yè)主確定接口 ，我方負責接口施工。1.2.1采用的規(guī)范和標準GB50187工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范GB50160石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范GB6222工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程GB12710焦化安全規(guī)程GB2893安全色GB12710化工企業(yè)安全衛(wèi)生設計規(guī)定GB12710焦化安全規(guī)程GB14554惡臭污染物排放標準GB4272設備及管道保溫技術通則GB50184工業(yè)金屬管道工程質量檢驗評定標準GB50185工業(yè)設備及管道絕熱工程質量檢驗評定標準DLGJ158火力發(fā)電廠鋼制平臺扶梯設計技術規(guī)定YB9070壓力容器技術管理規(guī)定GBl50鋼制壓力容器GBZ2作業(yè)環(huán)境空氣中有害物職業(yè)接觸標準GB8978污水綜合排放標準GB12348工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準GBJ87工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范DL5027電力設備典型消防規(guī)程GB50016建筑設計防火規(guī)范GB50116火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范GB50034工業(yè)企業(yè)照明設計標準GB9089.4戶外嚴酷條件下電氣裝置裝置要求GB7450電子設備雷擊保護導則GB50057建筑物防雷設計規(guī)范GB12158防止靜電事故通用導則GB50052供配電系統(tǒng)設計規(guī)范GB50054低壓配電設計規(guī)范GB50055通用用電設備配電設計規(guī)范GB50056電熱設備電力裝置設計規(guī)范GB50058爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范DL/T620交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合DL/T5137電測量及電能計量裝置設計技術規(guī)程GBJ63電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范GB50217電力工程電纜設計規(guī)范CECS31鋼制電纜橋架工程設計規(guī)范DL/T621交流電氣裝置的接地GB997電機結構及安裝型式代號GB4942.1電機外殼分級GB1032三相異步電機試驗方法GBJ42工業(yè)企業(yè)通訊技術規(guī)定GB50260電力設施抗震設計規(guī)范GB50011建筑抗震設計規(guī)范GBJ68建筑結構設計統(tǒng)一標準GB50017鋼結構設計規(guī)范GB50040動力機器基礎設計規(guī)范JGJ107鋼筋機械連接通用技術規(guī)程YB3301焊接H型鋼YB4001壓焊鋼格柵板GB50219水噴霧滅火系統(tǒng)設計規(guī)范GB50140建筑滅火器配置設計規(guī)范1.3設計基礎參數（業(yè)主提供）1.3.1基礎數據表1 焦爐及煙道氣原始參數項目名稱單位數值備注焦爐型號JT55-550D頂裝/搗固焦爐搗固焦爐座數座2焦炭年產量/座焦爐萬t/a.座54萬焦爐炭化室高度m5.5炭化室數量孔602x60孔焦爐煙囪座2煙囪高度m90焦爐煙道氣廢氣量Nm3/h130000溫度285NOx(濃度)mg/Nm31000SO2(濃度)mg/Nm3350顆粒物mg/m320H2O%焦爐煤氣加熱核算值表2 煙道氣凈化后的排放指標項目名稱單位數值備注NOx(濃度)mg/Nm3150目前是SO2(濃度)mg/Nm330目前是顆粒物mg/m315目前是運行時間h87601.3.2工程條件（1）工程地質及水文條件略。（1） 氣象條件 略（2）抗震設防 按現行的建筑抗震設計規(guī)范、構筑物抗震設計規(guī)范、建筑工程抗震設防分類標準等國家 及行業(yè)的規(guī)范、規(guī)程及標準進行設計。該廠區(qū)的地震烈度為 7 度，地震加速度為 0.15g（3）工程位置 根據現場實際條件確定。（4）總平面布置平面設計在滿足生產工藝的同時，充分考慮到運輸、消防、安全、衛(wèi)生、職業(yè)健康、節(jié)約土地等因素。按工藝的生產、功能特點、結合場地自然條件，進行總平面布置。充分利用現有空余場地，盡可能少占地，特別是不得影響焦爐的正常生產運行。（5）公用工程提供的原料：水、電、氣、汽等。工程所需的水源、氣源、電源、汽源等公用工程由業(yè)主確定接口位置，投標方負責接口施工。投標人在投標時提供相關公用工程負荷。1.4脫硫脫硝方案的選擇1.4.1 脫硫脫硝工程建設要求和原則本工程的主要目的是：根據先進可靠的脫硫脫硝技術，結合焦化廠的實際情況，確定合理的脫硫脫硝技術方案、選擇最佳投資方案，以滿足日益嚴格的環(huán)境保護要求。 同時，通過對擬建設項目的技術可行性、經濟合理性和項目可實施性等進行論證，明確投資的總費用和運行成本，基本原則是：（1）脫硫脫硝系統(tǒng)的設計脫除率應能滿足當前適用的國家排放標準和地方環(huán)保局的排放要求。（2）所采用的技術能夠充分利用原有的資源，從而達到綜合利用的目的；（3）采用的脫硫脫硝工藝應在技術上先進、成熟、可靠的，不影響焦爐的安全穩(wěn)定運行，且污染物的脫除率、基建投資、占地面積和運行費用等綜合性能最佳。（4）所采用的脫硫脫硝工藝不應造成新的污染，如噪聲、粉塵、廢水、惡臭等，工藝的污染防治措施應能滿足有關的環(huán)保要求;（5）根據工廠總平面布置的規(guī)劃，整體布局緊湊、合理，系統(tǒng)順暢，節(jié)省占地，節(jié)省投資。（6）對于容易損耗、磨損或故障時容易影響裝置運行性能的所有設備和配件（例如吸收塔噴嘴、泵等），設計時充分考慮其更換和維修的方便。（7）煙道和箱罐等設備配備足夠數量的人孔門，并考慮開/關方便，設計相應的維護平臺。（8）所有設備和管道包括煙道的設計充分考慮最差運行條件（壓力、溫度、流量、污染物含量）下的防凍、保溫、漿液管道的防堵塞防磨損及事故情況下的最大溫度熱應力、機械應力等的安全裕量。1.4.2 脫硫脫硝工藝的選擇1） 脫硫工藝選擇煙氣脫硫技術可以分為二類：濕法、干法。濕法煙氣脫硫技術是當今脫硫市場的主流，約占脫硫總量的80%以上。其中氨法、石灰石石膏法、雙堿法是濕法脫硫中的主流技術。這三類方法各有其適用性，適合不同需求。各種工藝的優(yōu)缺點歸納如下表：脫硫工藝經濟技術指標(以90000Nm/h處理量為例)占地面積()投資預算萬元系統(tǒng)阻力(Pa)液氣比脫硫效率%系統(tǒng)電耗KW/h系統(tǒng)水耗m/h堵塞情況脫硫劑消耗kg/h脫硫產物脫硫產物處理方式氨法1505509002395356不堵塞14.4硫酸銨送硫銨裝置鎂法2004207002398566不堵塞13.8硫酸鎂提取硫酸鎂雙堿法3006007002398706存在堵塞19.6硫酸鈣固廢拋棄石灰石膏法3005001200812951626存在堵塞19.6硫酸鈣固廢拋棄半干法15030030008015012存在堵塞25.1硫酸鹽固廢拋棄根據上述論述，氧化鎂法、石灰石石膏法、雙堿法和半干法等都面臨二次固體廢物的處理問題，也無法實現廢水零排放的目標，同時還存在其它不同的問題。只有氨法脫硫巧妙地利用了廠內豐富的剩余氨水、蒸氨塔和硫銨工段等有利條件對脫硫劑和副產物分別進行循環(huán)處理，即剩余氨水經蒸氨塔凈化處理后可作為焦爐煙氣脫硫的清潔氨源，脫硫后產生的硫酸銨溶液可送至硫銨工段生產成品硫銨，不產生廢固的二次污染，同時也實現了污水的零排放；另外，從投資、運行、占地面積、脫硫效率、功耗、脫硫劑的消耗等多方面綜合評估，我公司認為采用氨作為吸收劑的氨法脫硫具有很好的綜合性能，故此，本項目推薦采用氨法脫硫工藝。2） 脫硝工藝選擇脫硝工藝目前有選擇性催化還原技術SCR工藝、爐內脫硝的SNCR工藝、低溫等離子脫硝工藝、臭氧脫硝工藝等。應用較普遍且較成熟可靠的是SCR和SNCR兩種工藝，但由于伙爐是由大量立火道組成的燃燒室組成，SNCR根本不適合焦爐，因此只有SCR比較適合，但鑒于焦爐煙氣溫度偏低，只能選用低中溫催化劑。使用SCR脫硝工藝，還原劑可就地取材，即選用焦化廠蒸氨系統(tǒng)自產的氨水即可，可以節(jié)省大量的原料運輸成本和采購成本等；其次，使用本工藝，還可與氨法脫硫工藝更好的銜接起來，氨水供應系統(tǒng)可公用，節(jié)省基建投資。綜上所述，煙氣脫硝最可靠的工藝仍然是SCR工藝，我公司推薦使用此工藝。1.5脫硫脫硝和余熱回收整體工藝說明從焦爐總煙道引出的285的煙氣，經分級過濾器過濾掉大部分焦油雜質后，先進行SCR脫硝，然后再進入換熱器將脫硫后的煙氣提溫至130，同時煙氣降溫至215，然后再進行脫硫；提溫后的脫硫煙氣直接進入原有煙囪排放。另外，當增壓風機停電或其它故障時，需打開進煙囪的旁路擋板將焦爐煙氣排入煙囪時，如煙囪內如為常溫，則不能在煙囪根部及時形成有效的吸力，而影響焦爐的安全生產。為此，本項目特設計了熱備系統(tǒng)，即從脫硝后的熱煙氣送至煙氣-空氣再熱器，在煙氣-空氣再熱器中將冷空氣（經煙囪根部吸力而吸入）升溫至130左右，送入煙囪進行熱備，這樣使得煙囪始終具備拔煙功能，從而確保焦爐的安全生產。工藝流程圖如下圖所示。215引風機余熱鍋爐換熱器280脫硝反應器285焦爐煙氣脫硫煙囪由于現場兩座焦爐相距較遠，采用一爐一套脫硫脫硝系統(tǒng)進行建設。第二章 脫硫工程技術方案2.1氨法脫硫工藝簡介2.1.1氨法脫硫工藝特點氨水是氨溶于水得到的水溶液，呈堿性，氨離子能與很多酸根離子進行反應，生成相應的鹽。氨水是一種良好的堿性吸收劑，其堿性強于鈣基吸收劑，用氨吸收煙氣中的SO2是氣液或氣汽反應，反應速率快，吸收劑利用率高，吸收設備體積可以大大減少。脫硫副產物(硫酸銨溶液)經過濃縮后，直接排至焦化硫酸銨制取系統(tǒng)。因此，氨法脫硫與氧化鎂法、石灰石（石灰）石膏法、鈉鈣雙堿法等其它濕法脫硫工藝相比，具有如下特點和優(yōu)勢：（1） 氨的活性高，氨法脫硫的脫硫效率比石灰（石）-石膏法更高；（2） 脫硫、脫硝使用同一種吸收劑，部分設備如氨槽等可以共用，裝置占地面積減小，一次投資成本低；（3） 氨法脫硫的液氣比很低，只有56。當煙氣中的SO2氣體濃度很低時，液氣比可以降到更低；（4） 吸收劑易得（廠內可直接提供吸收用氨水），焦化廠內應用綜合運行成本低；（5） 產生的硫酸銨溶液可直接經濃縮后排至廠內硫酸銨制取系統(tǒng)，無需新增副產物處理裝置；（6） 最終副產物硫酸銨作為常用氮肥，經濟價值高。2.1.2氨法脫硫吸收原理氨法脫硫技術是以水溶液中的NH3和SO2反應為基礎，在多功能煙氣脫硫塔的吸收段氨將鍋爐煙氣中的SO2吸收，得到脫硫中間產品亞硫酸銨（簡稱硫銨，下同）或亞硫酸氫銨的水溶液，見反應方程式（1）；在循環(huán)槽內鼓入壓縮空氣進行亞硫銨的氧化反應，將亞硫銨氧化成硫銨溶液，見反應方程式（2）。SO2+H2O+xNH3=（NH4）xH2-xSO3 (1）（NH4）xH2-xSO31/2O2+（2-x）NH3=（NH4）2SO4 (2） 在脫硫塔的濃縮段，利用高溫煙氣的熱量將硫銨溶液濃縮，得到20%以上的硫酸銨溶液，再送至硫銨工段飽和器進行處理。具體如下：氨法吸收是將氨水通入吸收塔中，使其與含SO2 的煙氣接觸，發(fā)生如下反應：NH3H2OSO2 =NH4HSO3 （1）2NH3H2OSO2= (NH4)2SO3 （2）(NH4)2SO3SO2H2O=2NH4HSO3 （3）在通入氨量較少時發(fā)生(1)反應，在通入氨量較多時發(fā)生(2)反應，而(3)式表示的才是氨法中的真正吸收反應。在吸收過程中所生成的酸式鹽NH4HSO3對SO2不具有吸收能力。隨著吸收過程的進行，吸收液中的NH4HSO3數量增多，吸收液吸收能力逐步下降，此時需向吸收液中補充氨，使NH4HSO3轉變?yōu)?NH4)2SO3 ，以保持吸收液的能力。當加氨調配時：NH4HSO3 +NH3(NH4)2SO3 （4） 因此氨法吸收是利用(NH4)2SO3 NH4HSO3 不斷循環(huán)的過程來吸收廢氣中的SO2的。補充的氨并不是直接用來吸收SO2，只是保持吸收液中(NH4)2SO3 的一定濃度比例。NH4HSO3 濃度達到一定比例,吸收液要不斷從洗滌系統(tǒng)中引出，然后用不同的方法對引出的吸收液進行處理。吸收塔內強制鼓入氧化空氣后會發(fā)生如下氧化反應：2(NH4)2SO3 +O22(NH4)2SO4 （5） 2SO2 +O22SO3 （6） 由以上敘述可知，(NH4)2SO3NH4HSO3 水溶液中的(NH4)2SO3 與NH4HSO3 的組成狀況對吸收影響很大，而控制吸收液組成的重要依據是吸收液上的SO2 和NH3 的分壓。在實際的洗滌吸收系統(tǒng)中，由于氧的存在使部分(NH4)2SO3 氧化為(NH4)2SO4，氧化的結果，使氨的有效濃度變低，于吸收不利。實際煙氣脫硫工業(yè)應用中，pH 值是最易直接獲得的數據，而pH 值又是(NH4)2SO3NH4HSO3 水溶液組成的單值函數。控制吸收液的pH 值，就可獲得穩(wěn)定的吸收組分，也就決定吸收液對SO2 的吸收效率以及相應的NH3 消耗。2.2本項目系統(tǒng)流程設計2.2.1設計原則（1） 適應煤種變化，確保煙氣（SO2、煙塵）達標排放并達到總量控制要求。（2） 確保煙氣治理系統(tǒng)和焦爐的安全、穩(wěn)定運行。（3） SO2脫除效率達到環(huán)保要求，用戶可根據實際生產負荷，通過調整脫硫劑的使用量，達到最佳的脫硫效果，并有持續(xù)發(fā)展的空間，適應SO2總量削減要求。（4） 煙囪出口煙氣溫度及含濕量達到標準要求。（5） 選用質量可靠、能耗低的機電設備及性能優(yōu)異、價格適宜的專用設備，盡可能降低系統(tǒng)的運行費用。（6） 操作容易，管理簡單，維修方便。（7） 因地制宜，合理布局，系統(tǒng)阻力小，減少占地面積，節(jié)省投資。（8） 脫硫塔出塔凈煙氣不進行升溫，以節(jié)省能耗、降低運行成本。2.2.3設計范圍本項目具體設計范圍如下：脫硫塔系統(tǒng)： SO2吸收塔一座；脫硫劑系統(tǒng)：氨水加注系統(tǒng)、循環(huán)液體調配系統(tǒng)及相關的計量裝置一套；脫硫劑霧化噴淋系統(tǒng)一套；DCS+上位機電氣控制系統(tǒng)一套；為節(jié)約投資，將部分脫硝設備與脫硫設備進行有效整合。煙囪熱備：鼓風機一臺，換熱器一臺2.2.4系統(tǒng)流程設計本系統(tǒng)由引風機、吸收塔、脫硫液制備輸送系統(tǒng)、脫硫廢液處理系統(tǒng)組成。脫硝后的高溫煙氣進過換熱器后，進入余熱鍋爐，然后在經過引風機增壓后進入脫硫塔，在吸收塔內脫硫，吸收塔內的漿液一部分循環(huán)噴淋，然后經過板框壓濾機直接外排至焦化廠現有硫銨工段，進行脫硫廢液的綜合處理；脫硫后的煙氣從脫硫塔頂部排出，進入換熱器升溫至130，然后再進入焦化廠原有煙囪排放。吸收塔頂部采用2層屋脊一層管束除霧器。2.3 本項目工藝系統(tǒng)組成及分系統(tǒng)描述脫硫工藝采用濕式氨法脫硫。脫硫裝置的煙氣處理能力為130000Nm/h（焦爐煙氣），脫硫效率按大于90%設計。FGD系統(tǒng)由以下子系統(tǒng)組成：（1）煙氣系統(tǒng)（2）SO2吸收系統(tǒng)（濃縮冷卻塔、吸收塔）（3）脫硫劑制備及供應系統(tǒng)（包括氨水儲存系統(tǒng)、供氨系統(tǒng)、混合脫硫劑制備系統(tǒng)）（4）脫硫廢液過濾及蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)（5）公用系統(tǒng)2.3.1 煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)的設計將考慮系統(tǒng)的正常運行及緊急情況的操作。原煙氣經過引風機加壓后，從吸收塔底部進入吸收塔，向上流動穿過噴淋層，與循環(huán)漿液逆流接觸。煙氣中的SO2被漿液吸收。除去SOX及其它污染物（含部分煙塵）。設置煙道旁路，在脫硫塔入口煙道和旁路煙道設置氣動擋板門，當發(fā)生停電事故時，旁路煙道和進口煙道自動切換，煙氣進入原有煙囪排出。設置熱備煙道，向煙囪中鼓入熱空氣，使煙囪處于熱備狀態(tài)。煙氣系統(tǒng)設有人孔門和除灰孔。人孔門和除灰孔直徑不小于DN600。煙氣系統(tǒng)的膨脹節(jié)用于補償煙道熱膨脹引起的位移，膨脹節(jié)在所有運行和事故條件下都能吸收所有的位移。非金屬膨脹節(jié)蒙皮主材為耐腐蝕、厚2.0毫米及以上的聚四氟乙稀橡膠布。接觸濕煙氣并位于水平煙道段的膨脹節(jié)通過膨脹節(jié)框架排水，排水孔最小為DN150，排水注意防凍設計，排水返回到FGD區(qū)域的排水坑。在膨脹節(jié)每邊提供1 m的凈空，包括平臺扶梯和鋼結構通道的距離。2.3.2 SO2吸收系統(tǒng)吸收塔系統(tǒng)包括吸收塔（含噴淋系統(tǒng)、洗滌除霧系統(tǒng)、吸收液儲存系統(tǒng)、吸收液排除系統(tǒng)）、循環(huán)泵、各類閥門。（1） 吸收塔經過初步計算，設計吸收塔塔高26m（吸收塔本體高28米，其中底部儲液區(qū)4米、煙氣入口段及噴淋吸收區(qū)共14米、除霧及二次吸收區(qū)8米），塔體直徑5m，煙氣入口段在儲液區(qū)上部1米出，入口處采用抗不銹鋼內襯，抗熱沖擊及煙氣沖刷。整個吸收塔設置3層噴淋，每層噴淋設置一臺循環(huán)泵吸收塔頂部設置2層屋脊式除霧器+1層管束除霧器，每層除霧器下端設置一層工藝水噴淋系統(tǒng)，作為凈煙氣洗滌。整個吸收塔主要分三部分：儲液區(qū)、吸收反應段（噴淋區(qū)）、洗滌除霧區(qū)。脫硫主要參數如下（僅供參考，詳細設計時確定）：項目參數備注脫硫塔入口煙氣量130000Nm3/h入口SO2濃度300mg/ Nm3漿液池直徑5600入塔煙氣溫度180出口煙氣溫度55吸收段直徑5000吸收塔材質碳鋼防腐內襯玻璃鱗片厚度8-14mm吸收噴淋層數3層噴淋層噴嘴碳化硅吸收噴淋層管道材質玻璃鋼除霧器2層屋脊+1層管束液氣比5全塔壓降1800Pa吸收塔脫硫效率90%設計工況下循環(huán)泵3臺：Q=350m3/h，H=1620m，45KW氧化風機2臺，流量：300Nm3/h，P=80KPa攪拌器3臺耐腐蝕合金（3） 洗滌除霧系統(tǒng)除霧器安裝在吸收塔上部，用以分離凈煙氣夾帶的霧滴粉塵、氨鹽。采用2級優(yōu)質PP高分子材料屋脊式除霧器和1層管束除霧器，耐溫為120度，總壓力損失不大于600Pa。除霧器系統(tǒng)的設計特別注意到脫硫裝置入口的飛灰濃度影響。該系統(tǒng)還包括去除霧器沉積物的沖洗系統(tǒng)，運行時根據給定或可變化的程序，既可自動沖洗，也可進行人工沖洗。根據以往工程經驗在二級除霧器的上部可選擇增加一層沖洗噴嘴，該層噴嘴可以提供在異常情況下或檢修時對除霧器進行人工沖洗，不存在任何沖洗不到的表面。除霧器沖洗水由單獨設置的工藝水泵提供。2.3.3 脫硫劑制備及供應系統(tǒng)脫硫劑儲存系統(tǒng)由稀釋罐、脫硫劑輸送泵、磁性翻板液位計等組成。來自焦化廠化產工段的廢氨液送入稀釋罐，在稀釋罐內稀釋成6%的氨水，然后定量送入脫硫塔進行脫硫。2.3.4脫硫廢液過濾脫硫塔底部的脫硫液經過過濾后，去除其中的粉塵顆粒，然后送入焦化廠的硫銨工段，回收硫酸銨化肥。2.3.5 公用系統(tǒng)公用系統(tǒng)主要為脫硫塔工藝水系統(tǒng)，水源由業(yè)主提供，并輸送到脫硫界區(qū)內，用于除霧器沖洗。根據業(yè)主提供管末端壓力為0.5MPa，滿足工藝水壓力要求?？芍苯邮褂谩?.3.6 電氣控制系統(tǒng)（1）電源甲方提供一路380V，600KVA電源至乙方配電柜，供脫硫脫硝。乙方提供脫硫脫硝UPS電源。（2）通信脫硫島設置生產管理電話和生產調度電話， 脫硫島設配線箱，甲方負責。新建脫硫系統(tǒng)及脫硝系統(tǒng)的調度電話以及通信全由甲方負責，并接入原廠調度系統(tǒng)。（3）電纜連接買方設備和賣方設備之間的電纜由買方供貨，其分界點在賣方電氣設備電纜端子處。連接賣方設備裝置之間的電纜由賣方供貨安裝。該部分電纜的設計、安裝敷設賣方與買方的分界點為脫硫島區(qū)域外1米，脫硫島區(qū)域外1米均為買方范圍。連接賣方設備裝置之間的電纜由賣方供貨安裝敷設。電纜的導體采用銅導體。0.4kV動力電纜最小截面不得小于2.5mm2。耐熱電纜和移動電纜，其導體應由細的銅絞線組成。電纜敷設設施如橋架、電纜溝、電纜防火設施、照明設施（道路照明）等與買方的分界點為脫硫島區(qū)域外1米。（3） 照明交流正常照明系統(tǒng)采用380/220 V ，3相4線。各場所的照明電源由脫硫島內就近或相鄰的PC或MCC供電。各場所的檢修電源由就近或相鄰的PC或MCC供電。（4） 接地乙方負責將脫硫島接地網，并連接至買方廠區(qū)接地網，甲方提供2處接地點。（5） 信號與測量脫硫島控制室利用原有脫硫系統(tǒng)控制室；所有開關狀態(tài)信號、電氣事故信號及預告信號、電流、電壓模擬量等均送入脫硫島DCS。信號輸入滿足脫硫島DCS系統(tǒng)需要。脫硫島內電氣開關柜的測量量和信號應（不限于）包括如下內容： 380V低壓廠用電源3相電流、有功功率；380V低壓廠用母線3線電壓；220V直流母線電壓；工藝控制聯鎖要求監(jiān)視的55kW以下低壓電動機電流；380V低壓PC所有開關的合閘、跳閘狀態(tài)、事故跳閘、控制電源消失；干式變壓器溫度報警；所有電動機的合閘、跳閘狀態(tài)、事故跳閘、控制電源消失；電氣量送入脫硫島DCS實現數據自動采集、定期打印制表、實時調閱、顯示電氣主接線、廠用電接線，UPS/直流系統(tǒng)畫面，事故自動記錄及故障追憶等功能。2.3.7 儀表控制系統(tǒng)（1） DCS系統(tǒng)新建氨法脫硫系統(tǒng)和SCR脫硝系統(tǒng)共用一套DCS系統(tǒng)。DCS采用國內知名品牌。乙方負責與FGD_DCS系統(tǒng)供應商進行設計和接口配合，并進行詳細設計，FGD_DCS與熱電廠機組DCS之間的通訊方式由甲方指定。（2） 火災報警系統(tǒng)新建脫硫脫硝島火災報警系統(tǒng)屬乙方設計和供貨范圍，乙方的火災報警系統(tǒng)作為全廠火災報警系統(tǒng)的子系統(tǒng)，并入全廠火災系統(tǒng)，通訊接口點在脫硫島火災報警盤的通訊接口上。（3） 接地新建脫硫脫硝控制系統(tǒng)接地利用甲方原有控制室內的接地系統(tǒng)。（4） 儀表乙方負責脫硫島儀控部分的全部控制設備、全部儀表、全部安裝材料，并負責安裝和調試。乙方提供主要儀表包括但不限于：就地及遠傳儀表在PID圖所規(guī)定的相關管道和設備上安裝壓力表、壓力變送器、溫度表、溫度變送器等儀表。就地儀表表盤100，儀表材質及形式滿足現場檢測介質及使用環(huán)境的要求。壓力變送器和溫度變送器可采用整體式或分體式(根據使用環(huán)境確定），信號420mA。壓力變送器、溫度變送器選用川儀。在漿液池上安裝PH分析儀、液位儀、質量/密度計，均選用川儀。在脫硫塔入口和出口煙道一套CEMS系統(tǒng)，用于分析脫硫前及脫硫后煙氣中SO2的含量。在脫硫塔出口安裝一套氨分析儀。CEMS系統(tǒng)選用青島佳明、聚光、雪迪龍等品牌。第三章 脫硝工程技術方案3.1 脫硝工藝簡介3.1.1 SCR工藝原理選擇性催化劑還原（SCR）技術是在煙氣中加入還原劑（最常用的是氨水和液氨），在催化劑和合適的溫度等條件下，還原劑與煙氣中的氮氧化物（NOx）反應，生成無害的氮氣和水。主要反應如下：4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2ONO + NO2 + 2NH3 2N2 + 3H2O目前世界上流行的脫硝工藝主要為SCR工藝和SNCR工藝兩種。此兩種方法都是利用氨對NOX的還原功能，在一定的條件下將NOX（主要是NO）還原為N2和水，還原劑為NH3。其不同點則是在SCR工藝中，采用了催化劑促進主反應（4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O）的進行，使反應溫度區(qū)間降到了300400（本方案中，我公司獨有的低溫脫硝催化劑將反應溫度區(qū)間將至190280），同時極大的提高了脫硝效率（脫硝效率可達90%以上），為目前大型企業(yè)所普遍采用。SNCR工藝則是在沒有催化劑的情況下，將還原劑噴入鍋爐內溫度區(qū)間為8001100之間部位，使之發(fā)生脫硝的主反應。在SCR反應器內，NO通過以下反應被還原：4NO+4NH3+O24N2+6H2O6NO+4NH35N2+6H2O當煙氣中有氧氣時，反應第一式優(yōu)先進行，因此，氨消耗量與NO還原量有一對一的關系。在鍋爐的煙氣中，NO2一般約占總的NOX濃度的5%，NO2參與的反應如下：2NO2+4NH3+O23N2+6H2O6NO2+8NH37N2+12H2O上面兩個反應表明還原NO2比還原NO需要更多的氨。在絕大多數鍋爐煙氣中，NO2僅占NOX總量的一小部分，因此NO2的影響并不顯著。SCR系統(tǒng)NOX脫除效率通常很高，噴入到煙氣中的氨幾乎完全和NOX反應，只有一小部分氨不反應而是作為氨逃逸離開了反應器。對SCR系統(tǒng)的制約因素隨運行環(huán)境和工藝過程而變化。制約因素包括系統(tǒng)壓降、煙道尺寸、空間、煙氣微粒含量、逃逸氨濃度限制、SO2氧化率、溫度和NOx濃度，都影響催化劑壽命和系統(tǒng)的設計。除溫度外，NOx、NH3濃度、過量氧以及較高的水含量和停留時間也對反應過程有一定影響。3.2 SCR系統(tǒng)工藝設計3.2.1 設計范圍本項煙氣脫硝系統(tǒng)的設計范圍為（整套脫硝系統(tǒng)）：氨水接卸儲存輸送系統(tǒng)、氨水計量分配系統(tǒng)、氨水汽化系統(tǒng)、 SCR反應系統(tǒng)（導流板、整流器、預處理器、催化劑、吹灰器、催化劑裝載工具、附屬鋼結構等）、儀電控制系統(tǒng)、脫硝島界區(qū)內消防系統(tǒng)、脫硝島界區(qū)內全部土建工程。3.2.3 設計原則（1）脫硝系統(tǒng)能夠安全可靠運行，觀察、監(jiān)視、維護簡單，運行過程中能夠確保人員和設備安全。（2）具有足夠的脫硝效率，保證達標排放：NOx 濃度150mg/m3，脫硝效率85%(煙氣工況符合設計條件的情況下)。 （3）投資少、運行成本低，采用先進、成熟、可靠的技術，造價經濟、合理，便于運行維護。（4）還原劑來源可靠，儲運方便，價格經濟合理。（5）脫硝裝置在閉合狀態(tài)，密封裝置的泄漏率為0，不允許氨氣泄漏到大氣中。（6）脫硝裝置應能快速啟動投入，在負荷調整時有良好的適應性，在運行條件下能可靠和穩(wěn)定地連續(xù)運行。脫硝系統(tǒng)能適應焦爐的啟動、停機及負荷變動。（7）脫硝裝置的調試、啟/停和運行應不影響主機的正常工作。（8）脫硝裝置檢修時間間隔應與機組的要求一致，不應增加機組的維護和檢修時間。（9）在設計上要留有足夠的通道，包括施工、檢修需要的吊裝及運輸通道。根據現有條件考慮合理的檢修起吊設計和供貨。3.2.2 設計基礎參數根據業(yè)主提供的資料，可知煙氣中最大NOx值按1000mg/m，要求脫硝后煙氣中NOx含量小于150mg/Nm3。兩座焦爐共用一套脫硝系統(tǒng)。3.2.3 還原劑選擇經過考慮，采用1520%氨水的作為脫硝劑。采用一爐一塔形式。3.2.4 SCR工藝計算（單套）工藝設計參數一覽表項目數據單位備注SCR反應器入口條件煙氣量130000Nm/hr溫度285NOx濃度（標態(tài)）1000mg/Nm煙塵濃度20mg/NmSO2300mg/NmSCR反應器出口條件NOx濃度150mg/m反應器設計壓力6Kpa反應器設計溫度300反應器設計壁厚6mmNOx去除率85%考慮最大NOx值壽命期內SO2/SO3轉化率小于1%壽命期內氨逃逸率3ppm催化劑型式低溫蜂窩式21孔催化劑型號XY-21催化劑活性物質TiO2/V2O5/WO3加金屬梯催化劑基材陶瓷節(jié)距（孔徑距離）7.05（6.1）mm（mm）比表面積478m/m催化劑面積420450Kg/m3開孔率72.9%催化劑壽命化學壽命24,000h機械壽命8年反應器數量/爐1個每反應器催化劑初裝層數3層每反應器催化劑備用層數1層（3+1）催化劑單元尺寸（長寬高）1501501200mm催化劑模塊（單元排列方法）338催化劑模塊尺寸（長寬高）97018801305mm反應器內尺寸（長寬）50004200mm最少內尺寸催化劑模塊排列數量第一層10塊52=10模塊第二層10塊52=10模塊第三層10塊52=10模塊第四層反應器總模塊數量共三層催化劑30塊標準模塊催化劑總體積第一層19.44m第二層19.44m第三層19.44m第四層0m總三層合計58.32m催化劑模塊重量 （正常約）950kg催化劑重量單層9500kg催化劑重量3層9500kg催化劑總活性比表面積27877m2工作溫度220280最低噴氨溫度200空速（Sv）2229Nm3/h面速（Av）4.66m/h線速度反應器速度4.03m/s設計溫度300催化劑孔內速度5.51m/s設計溫度300單層壓降200Pa設計溫度300催化劑要求最大溫升速度60/min煙溫120以上時催化劑要求入口煙氣速度偏差15按此進行催化劑選型催化劑要求入口煙氣溫度偏差10按此進行催化劑選型催化劑要求入口煙氣氨氮混合偏差5按此進行催化劑選型3.2.5 SCR脫硝工藝流程描述根據招標文件所提供的條件，SCR反應器布置在余熱鍋爐之前，設計反應溫度為300，實際運行溫度為220280（系統(tǒng)有效脫硝反應溫度區(qū)間為200320），最低噴氨溫度為200。原煙氣：來自焦爐的原煙氣SCR系統(tǒng)入口噴氨格柵導流板整流格柵催化劑層；凈煙氣：催化劑層SCR反應器出口換熱器余熱鍋爐脫硫系統(tǒng)氨水：氨水罐調節(jié)閥閥組汽化器噴氨柵格導流板整流格柵催化劑層。3.3分系統(tǒng)描述3.3.1氨氣接卸儲存系統(tǒng)氨水槽車來的1520%氨水通過卸料模塊送入氨水儲存罐，再經氨水輸送模塊輸送至計量分配模塊。氨水儲運系統(tǒng)包括：氨水卸載模塊、氨水儲罐、氨水輸送模塊氨水卸載模塊：氨水卸載模塊用于將槽車內的氨水卸載至氨水儲罐。槽車應有液側和氣側兩個管道接口，液側接口用于卸料，氣側用于接氨水儲罐氣側管道，使氨水儲罐內的氨氣不外排，回流至槽車內。氨水儲罐：氨水儲存罐的容量應按滿足脫硝裝置310天的消耗量計，本項目中按7天考慮，數量一般不少于2臺。氨水儲罐按常溫密閉（防止氨水揮發(fā)泄漏到空氣中）容器設計，工作壓力不小于0.15Mpa（設計壓力0.5MPa），運行中向儲罐內通入一定壓力的壓縮空氣，維持罐內壓力，抑制氨水揮發(fā)，并配有超壓釋放安全閥。罐體采用不銹鋼材質或碳鋼加防腐內襯。儲罐不宜露天布置，應設遮陽蓬，并配有噴淋冷卻水系統(tǒng)。氨水輸送模塊：輸送泵采用立式多級離心泵，設置2臺，一用一備。3.3.2還原劑供應系統(tǒng)用于脫硝的還原劑供應，由還原劑供應系統(tǒng)完成，主要組成為：氨水計量模塊、氨水汽化器、稀釋風機、氨/空氣混合器、噴氨格柵。氨水計量模塊：計量模塊的主管路上裝有電磁流量計、壓力變送器和電動閥等，根據系統(tǒng)入口NOx的值，依據設定的NH3/NOX摩爾比或設定的NOX出口排放值，通過流量計的讀數來控制調節(jié)閥的開度，從而控制SCR反應器的還原劑還原劑需求量。反應器氨氣噴射系統(tǒng)前，設置一個計量分配模塊，主要功能為氨水溶液計量分配和壓縮空氣計量分配。氨水汽化器：氨在進入脫硝反應器前，需先經過氨水汽化器進行汽化。氨水汽化器底部由稀釋風機送來高溫煙氣，氨水從中上部的液體分布器（或噴槍）與高溫煙氣逆流接觸，快速蒸發(fā)，成為氨氣與空氣的混合物。稀釋風機：為確保系統(tǒng)安全運行，通常需將氨氣稀釋為氨氣體積比5%的氨/空氣混合氣體。稀釋風機從增加風機（脫硫系統(tǒng)后的凈煙氣）后引高溫煙氣進入氨水汽化器，提供氨水汽化所需的能源，同時提供稀釋氣體。本系統(tǒng)設置2臺稀釋風機，1用1備，風量取理論計算值的1.2倍。氨/空氣混合器：在氨水汽化器之后，為確保氨/空氣進入系統(tǒng)前達到完全混合，材質為304不銹鋼。噴氨格柵：氨與稀釋風混合后經噴氨格柵進入SCR煙道，自格柵式小噴嘴噴出。噴氨格柵分若干個支管，每根管子上開一定數量的及尺寸的孔，氨稀釋空氣將由此處噴入煙道與煙氣混合，整個煙道截面被分為若干個控制區(qū)域，每個控制區(qū)域由一定數量的噴氨管組成，并設有閥門控制對應區(qū)域的流量，以匹配煙氣中NOx的濃度分布。噴氨格柵的位置及噴嘴形式應根據煙道及反應器的布置情況，經流場模擬分析后確定。由在氨區(qū)輸送過來的1520%濃度的氨水溶液進入氨水計量分配模塊。計量分配模塊中的主管路上裝有電磁流量計、壓力變送器和電動閥等，通過流量計的讀數來控制調節(jié)閥的開度，從而控制脫硝系統(tǒng)的氨水溶液的流量。經過計量后的氨水溶液在由模塊中的分配母管分為2路，分別通向氨水汽化器配套的3支專用噴槍，經過噴槍的霧化噴入氨水蒸發(fā)器內，在蒸發(fā)器內由底部通入的高溫煙氣汽化，生成氨/空氣混合氣體，并被帶出到噴氨格柵，通過噴氨格柵的控制調節(jié)將氨稀釋空氣噴入反應器前的煙道內。還原劑供應系統(tǒng)的主要工藝流程為：氨水輸送泵氨水計量模塊氨水噴槍氨水汽化器噴氨格柵。3.3.3煙氣系統(tǒng)煙氣系統(tǒng)是指從煙氣出口至SCR反應器本體入口和SCR反應器本體出口之間的連接煙道，包括出口煙氣擋板、導流板、煙道支吊架、人孔門、膨脹節(jié)等部件。3.3.4 SCR反應器SCR反應器是指未經脫硝的煙氣與NH3混合后通過安裝催化劑的區(qū)域產生反應的區(qū)間。SCR反應器本體內裝有低溫無毒蜂窩式催化劑，催化劑布置為3+1層（三層催化劑，一層備用），混合好的煙氣與氨進入反應器本體后，反應本體尺寸為5000420024000（長寬高），在催化劑的催化作用下煙氣中的NOX與氨進行還原反應，生成N2和水，達到脫硝的目的。SCR反應器根據焦化煙氣的特點（含焦油，在溫度較低的情況下與飛灰混合會造成催化劑堵塞）催化劑頂部設計一層吸附層（活性炭），在低溫時保證催化劑安全。氨的需求量（體積流量）是按進入催化劑反應器的煙氣中的NOx 的標態(tài)含量（由鍋爐負荷換算出標態(tài)煙氣量）乘以固定的NH3/NOx 摩爾比來計算的。氨流量的測定是由流量變送器和溫度、壓力補償后的信號決定的。補償后的氨流量與需求量進行比較。比較后的差值用作（通過“P+I” 控制器進行）流量調節(jié)閥的調節(jié)。3.3.5吹灰系統(tǒng)吹灰系統(tǒng)的作用是為了防止催化劑表面積灰堵塞反應器。在反應器內布置有空氣吹灰系統(tǒng)，共布置有三層， SCR反應器每層布置1臺耙式空氣吹灰器，共3套。吹掃頻率可固定周期吹掃，也可以根據壓損及反應效率等情況綜合考慮，每次吹掃時間持續(xù)10min。3.3.6氨噴射系統(tǒng)氨噴射系統(tǒng)主要指噴氨格柵(AIG)， SCR反應器布置噴氨管道，格柵上有噴嘴，氨/空氣混合氣體通過噴嘴噴入煙道內，與煙氣混合。噴氨格柵后裝有靜態(tài)混合器，用于均勻的混合噴入煙道中的氨氣和煙氣，噴氨格柵的具體布置，需進行流場分析后確定。3.3.7壓縮空氣系統(tǒng)脫硝區(qū)域壓縮空氣取自鍋爐房區(qū)域儀表用壓縮空氣母管，新增一個壓縮空氣罐，主要用于氣動閥門的開關、CEMS吹掃、AIG的吹掃等。3.3.8配電及計算機控制系統(tǒng)（1）電氣系統(tǒng)脫硝電氣系統(tǒng)采用380/220V供配電系統(tǒng)，設脫硝配電系統(tǒng)配電系統(tǒng)，系統(tǒng)設置380/220V配電柜提供雙回路電源，設置獨立的分別布置SCR區(qū)配電間。SCR區(qū)配電室內裝有一面配電柜，其中一面電源柜兩面負荷柜。氨區(qū)兩路380V電源由脫硫PC電源控制中心A段和B段提供，一路工作電源，一路備用電源。整個脫硝系統(tǒng)用電量為 88 kWh。（2）計算機控制系統(tǒng)煙氣脫硝系統(tǒng)的控制可納入相應的脫硫主機單元DCS系統(tǒng)網絡。在機組單元控制室內實現對脫硝系統(tǒng)的集中控制。脫硝控制系統(tǒng)主要監(jiān)控范圍包括以下部分：脫硝反應器SCR監(jiān)控；脫硝公用系統(tǒng)，氨區(qū)監(jiān)控；煙氣NOx分析監(jiān)視系統(tǒng)；SCR脫硝吹灰器控制；脫硝電氣系統(tǒng)監(jiān)控。主機組分散控制系統(tǒng)操作員站能實現對脫硝系統(tǒng)的控制，主要包括：在機組正常運行工況下，對脫硝裝置的運行參數和設備的運行狀況進行有效的監(jiān)視和控制，并能夠根據鍋爐運行工況自動控制NOx的吸收反應過程，滿足環(huán)保要求；機組出現異?；蛎撓豕に囅到y(tǒng)出現非正常工況時，能按預定的程序進行處理，使脫硝系統(tǒng)與相應的事故狀態(tài)相適應；出現危及單元機組運行以及