熱源廠除塵脫硝處理工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、遼遼 寧寧 科科 技技 學(xué)學(xué) 院院 (2010(2010 級(jí)級(jí)) ) 本科課程設(shè)計(jì) 題目： 熱源廠除塵脫硝處理工藝設(shè)計(jì)熱源廠除塵脫硝處理工藝設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 環(huán)境工程 班 級(jí)： 姓 名：學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 說明書 49 頁(yè)，圖紙 2 張 摘 要 經(jīng)調(diào)查：煙氣脫硝在國(guó)內(nèi)外一直是一個(gè)非常棘手的難題。所以本設(shè)計(jì)采用選擇性催化劑 還原煙氣脫硝技術(shù)（scr）以及旋風(fēng)除塵器脫硝除塵。 scr 工藝采用垂直的催化劑反應(yīng)塔與無水氨，從燃煤燃燒裝置及燃煤電廠的煙氣中除去 氮氧化物（nox）。具體為采用氨（nh3）作為反應(yīng)劑，與鍋爐排出的煙氣混合后通過催化 劑層，在催化劑層，在催化劑的作用下將 nox 還原分解成

2、無害的氮?dú)猓╪2）和水（h2o）。 該工藝脫硝率可達(dá) 90%以上，nh3逃逸低于 5ppm，設(shè)備使用效率高，基本上無二次污染，是 目前世界上先進(jìn)的電站煙氣脫硝技術(shù)，在全球煙氣脫硝領(lǐng)域市場(chǎng)占有率高達(dá) 98%。 在機(jī)械除塵器之中，旋風(fēng)除塵器是效率最高的一種，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等諸多方面考慮，旋 風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般在 500-2000pa。因此，它屬于中效除塵器，且可用于高溫?zé)?氣的凈化，是應(yīng)用廣泛的一種除塵器，多應(yīng)用于鍋爐煙氣除塵、多級(jí)除塵以及預(yù)除塵。 關(guān)鍵詞：除塵；旋風(fēng)除塵器；煙氣脫硝；scr；脫硝工藝 abstract after investigation: flue gas denit

3、rification at home and abroad has been a very difficult problem. therefore, this design uses selective catalytic reduction flue gas denitrification technology (scr) and denitrification cyclone dust. scr process using a vertical column with anhydrous ammonia catalyst from coal fired power plants and

4、combustion device removing nitrogen oxides in flue gas (nox). specifically the use of ammonia (nh3) as a reactant, mixed with the boiler flue gas discharged after passing through the catalyst layer, the catalyst layer, in the role of a catalyst in the reduction of nox into harmless nitrogen (n2) and

5、 water (h2o). the process denitrification rate of up to 90%, nh3 escape less than 5ppm, high-efficiency equipment, basically no secondary pollution, is an advanced power plant flue gas denitrification technology in the world, the global market share in the field of flue gas denitrification up 98%. a

6、mong the mechanical filter, a cyclone is the highest efficiency from many aspects to consider technical, economic, etc., cyclone pressure loss control range is generally 500-2000pa. therefore, it belongs in the efficiency filter, and can be used in high temperature flue gas purification, is widely u

7、sed as a filter, and more used in the boiler flue dust, dust, and multi-stage pre-dust. key words: dust; cyclone; flue gas denitrification; scr; denitrification process 目錄 緒論緒論 -1 1 概述概述-3 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 -3 1.1.1 資料背景-3 1.1.2 要求-3 1.1.3 編制初步設(shè)計(jì)文件并提交。 -3 1.1.4 設(shè)計(jì)原始資料（經(jīng)計(jì)算） -3 1.2 除塵器工藝方案的確定-4 2 煙氣量、煙塵和氮氧化物濃

8、度的計(jì)算煙氣量、煙塵和氮氧化物濃度的計(jì)算 -5 2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論煙氣量-5 2.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣含塵濃度-5 3 除塵器的選擇除塵器的選擇 -7 3.1 除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率-7 3.2 除塵器的選擇-7 3.2.1 工況下的煙氣流量-7 4 管道系統(tǒng)的布置及設(shè)計(jì)計(jì)算管道系統(tǒng)的布置及設(shè)計(jì)計(jì)算 -9 4.1 各裝置及管道布置的原則-9 4.2 管徑的確定-9 5 煙囪的設(shè)計(jì)煙囪的設(shè)計(jì)-10 5.1 煙囪高度的確定 -10 5.3 煙囪的抽力 -11 6 系統(tǒng)阻力的計(jì)算系統(tǒng)阻力的計(jì)算-12 6.1 摩擦壓力損失 -12 6.2 局部壓力損失 -13 6.2.1 除塵器入口前的管道-1

9、3 6.2.2 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口的管道 -14 6.2.3 t 形三通管 -14 7 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化系統(tǒng)中煙氣溫度的變化-16 7.1 煙氣在管道中的溫度降 -16 7.2 煙氣在煙囪中的溫度降 -16 8 風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算-18 8.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 -18 8.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 -18 8.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 -19 9 scr 脫硝工藝脫硝工藝-20 9.1 scr 基本原理 -20 9.2 典型 scr 系統(tǒng)組成-21 9.3 scr 工藝流程 -21 9.4 scr 工藝系統(tǒng)布置分類 -22 9.4.1 高溫高塵布置-22 9.4.2

10、高溫低塵布置-22 9.4.3 低溫低塵布置-23 9.5 催化劑 -24 9.6 還原劑原料 -26 9.6.1 液氨-26 9.6.2 氨水 -26 9.6.3 尿素 -26 9.7 scr 反應(yīng)器 -27 9.8 噴氨格柵 -29 9.9 吹灰器 -30 9.10 影響 scr 脫硝性能的幾個(gè)關(guān)鍵因素-30 9.10.1 催化劑-30 9.10.2 反應(yīng)溫度-31 9.10.3 適當(dāng)?shù)陌睔廨斎肓考芭c煙氣的均勻混合-31 10 scr 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 -32 10.1 項(xiàng)目執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)-32 10.2 原始參數(shù)-32 10.3 scr 反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算-32 10.3.1 sc

11、r-33 10.3.2 塔的設(shè)計(jì)計(jì)算-35 10.3.3 催化劑的選型-37 10.3.4 噴氨系統(tǒng)噴射管設(shè)計(jì)-38 10.3.5 氨氣/煙氣靜態(tài)混合器-38 10.3.6 吹灰器設(shè)計(jì)-39 11 scr 輔助設(shè)備選型輔助設(shè)備選型 -41 11.1 供氨裝置-41 11.1.1 卸氨壓縮機(jī)-41 11.1.2 液氨儲(chǔ)罐-42 11.1.3 液氨蒸發(fā)器-42 11.1.4 氨氣緩沖罐-44 11.1.5 氨氣稀釋槽-44 11.1.6 氨/空氣混合器-45 11.1.7 廢水泵-45 11.2 液氨提升泵的選型-45 11.3 省煤器旁路-46 11.4 進(jìn)出口煙道-46 12 結(jié)論與建議結(jié)論與

12、建議 -47 12.1 結(jié)論-47 12.2 建議-47 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)-48 緒論 按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（iso）作出的定義，空氣污染：通常系指由于人類活動(dòng)和自然過 程引起某些物質(zhì)介入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達(dá)到了足夠的時(shí)間，并因此而危害了人體 的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境。大氣污染物的種類非常多，根據(jù)其存在狀態(tài)，可將其概 括為兩大類：氣體狀態(tài)污染物和氣溶膠狀態(tài)污染物。 隨著工業(yè)的發(fā)展，能源的消耗量逐步上升，大氣污染物的排放量相應(yīng)增加。就現(xiàn)在我國(guó) 的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平及能源的結(jié)構(gòu)來看，以煤炭為主要能源的狀況在人的生存每時(shí)每刻都 離不開空氣，大氣的質(zhì)量與人類的生存環(huán)境息息相關(guān)，所以對(duì)大氣的

13、修復(fù)比較困難。雖然人 們?cè)诖髿猸h(huán)境治理方面做了相當(dāng)大量的工作，但目前的空氣質(zhì)量仍然不盡人意，因此防止污 染、改善空氣環(huán)境成為當(dāng)今迫切的環(huán)境任務(wù)。燃煤鍋爐排放的二氧化硫嚴(yán)重的污染了我們賴 以生存的環(huán)境。我國(guó)的大氣污染仍是以煤煙型為主，其中粉塵與酸雨危害最大。因此，凈化 燃煤煙氣中的粉塵和氮氧化物是我國(guó)改善大氣的空氣質(zhì)量和減少酸雨的關(guān)鍵性問題。 粉塵的危害：粉塵的危害不僅取決于它的暴露濃度，還在很大程度上取決于它的組成成 分、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、粒徑和生物的活性等等。粉塵的成分和物理化學(xué)性質(zhì)是對(duì)人體危 害的主要因素。有毒的金屬粉塵和非金屬粉塵（鉻、錳、鎬、鉛、汞、砷等）進(jìn)入人體后， 會(huì)引起中毒以致

14、死亡。 氮氧化物包括多種化合物，如一氧化二氮(n2o)、一氧化氮 (no)、二氧化氮(no2)、三氧 化二氮 (n2o3)、四氧化二氮(n2o4)和五氧化二氮(n2o5)等。氮氧化物中氧化亞氮（笑氣）作 為吸入麻醉劑，不以工業(yè)毒物論；余者除二氧化氮外， 遇光、濕或熱可產(chǎn)生二氧化氮，主要 為二氧化氮的毒作用，主要損害深部呼吸道。一氧化氮尚可與血紅蛋白結(jié)合引起高鐵血紅蛋 白血癥。人吸入二氧化氮 1 分鐘的 mlc 為 200ppm。 大氣控制的措施主要包括：嚴(yán)格的環(huán)境管理；以環(huán)境規(guī)劃為中心，實(shí)行綜合防治；制定 大氣污染的技術(shù)政策；控制環(huán)境污染的經(jīng)濟(jì)政策；高煙囪擴(kuò)散；綠化造林；安裝廢棄凈化裝 置；加

15、強(qiáng)環(huán)境科學(xué)研究，檢測(cè)和教育。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前約有 30 萬臺(tái)中小型燃煤工業(yè)鍋爐，耗煤量占全國(guó)原煤產(chǎn)量的 1/3。而這些 鍋爐中，大部分沒有安裝脫硫設(shè)備，致使許多地區(qū)酸雨頻頻發(fā)生，嚴(yán)重危害了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和 人類健康。因此煙氣的脫硫是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要工作。能擁有煙氣脫硫的除塵設(shè)備有 很多，但要滿足運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠，不影響生產(chǎn)的同時(shí)去除且壓力降較小等要求，以袋式除塵器 和旋流板為宜。 除塵設(shè)備：從氣體總?cè)コ虿都虘B(tài)或液態(tài)微粒的設(shè)備。 旋風(fēng)除塵器：對(duì)于捕集 510m 以上的粉塵效率較高，其除塵效率可達(dá) 80%以上，被廣 泛地應(yīng)用于化工、石油、冶金、建筑等工業(yè)部門。 旋風(fēng)除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除塵器本身無

16、結(jié)構(gòu)部件，不需特殊的附件設(shè)備，占地面積小，制 造、安裝投資少。操作維護(hù)簡(jiǎn)單，壓力損失中等，動(dòng)力損耗不大，運(yùn)轉(zhuǎn)、維護(hù)費(fèi)用低。操作 彈性較大，性能穩(wěn)定，不受含塵氣體的濃度、溫度的限制。碎玉粉塵的物理性質(zhì)無特殊要求， 同時(shí)可根據(jù)化工生產(chǎn)的不同要求，選用不同材料制成，或內(nèi)襯各種不同的耐磨、耐熱材料， 以提高使用壽命。 電除塵器：除塵器的除塵效率與電場(chǎng)強(qiáng)度、集塵板面積、煙氣流量、粉塵驅(qū)進(jìn)速度，尤 其是粉塵的導(dǎo)電性有關(guān)，電除塵器具有很高的除塵效率（可達(dá) 99.99%），可捕集 0.1m 以 上的塵粒。它阻力小，運(yùn)行費(fèi)用低，處理煙氣量大，運(yùn)行操作方便，可完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺 點(diǎn)是設(shè)備龐大，投資費(fèi)用高。此外對(duì)制

17、造、安裝質(zhì)量要求較高。 慣性除塵器：用于凈化密度和顆粒較大的金屬或礦物性粉塵時(shí)，具有較高的除塵效率 65%75%。對(duì)于粘結(jié)性和纖維性粉塵，則因易堵塞而不宜采用。由于凈化效率不高，一般只 用于多級(jí)除塵中的第一級(jí)除塵，捕集 1020m 以上的粗塵粒。壓力損失一般為 1001000pa。 袋式除塵器：一種干式高效除塵器，可凈化粒徑 dp0.1m 的含塵氣體，除塵效率可達(dá) 99%以上。它的阻力一般為 10002000pa。另外，若除塵器阻力過高，還會(huì)使除塵系統(tǒng)的處理 氣體量下降，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的排風(fēng)效果。因此，除塵阻力達(dá)到一定數(shù)值后要及時(shí)清灰，清灰 不能過分，即不應(yīng)破壞粉塵初層，否則會(huì)引起除塵效率顯著下

18、降。由于所用濾布受到溫度、 腐蝕性等限制，只適用于凈化腐蝕性小，溫度低于 300的含塵氣體。 濕式除塵器：是應(yīng)用最多的就是文丘里洗滌器除塵器，文丘里洗滌器的除塵效率一般在 95%以上，它隨液滴直徑、喉管氣速的增加而增加。當(dāng)液滴直徑比塵粒大 50 倍時(shí)，其除塵效 率最高。這種除塵器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除塵效率高，水滴還能吸收煙氣中的二氧化硫和三氧化硫。 其缺點(diǎn)是阻力大，需要有污水處理裝置。 1 概述 1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)書 1.1.1 資料背景 根據(jù)本溪市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃，在開發(fā)區(qū)建設(shè)集中熱源廠，以滿足開發(fā)區(qū)企事業(yè)單位 的供熱需求，熱源廠承擔(dān)該地區(qū)集中供熱的建設(shè)，根據(jù)供熱需求，集中供熱中心分三期建設(shè)， 一期

19、建造一座 300t/h 容量的鍋爐，安裝一臺(tái) 29mw 熱水鍋爐，二期安裝一臺(tái) 58mw 的熱水 鍋爐，三期安裝兩臺(tái) 58mw 熱水鍋爐。所使用煤炭為山西出產(chǎn)的煙煤。 1.1.2 要求 收集設(shè)計(jì)前期資料，確定煙氣產(chǎn)量及各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)煙氣除塵脫硝處理工藝，繪制工藝 流程圖及總平面布置圖。 1.1.3 編制初步設(shè)計(jì)文件并提交。 1.1.4 設(shè)計(jì)原始資料（經(jīng)計(jì)算） 設(shè)計(jì)耗煤量：2.85kg/s=1.26t/h 排煙溫度：160 煙氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：1.34kg/m3 空氣過剩系數(shù)：=1.4 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的比例：16% 煙氣在鍋爐出口前阻力：800pa 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?7.86kpa

20、 冬季室外空氣溫度：-13 空氣含水（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）按 0.01293kg/m3 煙氣其他性質(zhì)按空氣計(jì)算 煤的工業(yè)分析值：cy=81.4% hy=5.6% sy=0.92% oy=10.6% ny=1.43% wy= 6.92% 按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（gb132712001）中二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：200mg/m3 氮氧化物排放濃度（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）：- mg/m3 1.2 除塵器工藝方案的確定 本設(shè)計(jì)選用旋風(fēng)除塵器。 旋風(fēng)除塵器是利用旋風(fēng)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分離的裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 應(yīng)用廣泛、種類繁多等優(yōu)點(diǎn)，雖然在除塵原理及結(jié)構(gòu)性能方面的研究很多，但由

21、于旋風(fēng)除塵 器內(nèi)氣流和粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)復(fù)雜，準(zhǔn)確測(cè)定較困難，至今理論研究仍不夠完善。 旋風(fēng)除塵器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，體積小，無運(yùn)動(dòng)部件，操作維修方便，壓力 損失中等，動(dòng)力消耗不大；缺點(diǎn)是除塵效率不高，對(duì)于流量變化大的含塵氣體性能較差。 在機(jī)械除塵器之中，旋風(fēng)除塵器是效率最高的一種，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等諸多方面考慮，旋 風(fēng)除塵器壓力損失控制范圍一般在 500-2000pa。因此，它屬于中效除塵器，且可用于高溫?zé)?氣的凈化，是應(yīng)用廣泛的一種除塵器，多應(yīng)用于鍋爐煙氣除塵、多級(jí)除塵以及預(yù)除塵。 工藝流程圖： 2 煙氣量、煙塵和氮氧化物濃度的計(jì)算 2.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的理論煙氣量 建立煤燃燒的假定： 1.煤

22、中固定氧可用于燃燒； 2.煤中氮主要被氧化為 nox； 3.不考慮 so2 的生成。 山西無煙煤的熱值 qdw=26377kj/kg,設(shè)計(jì)熱效率為 45%。 則電廠的煤炭消耗量為：。 skg /85 . 2 %4522588 1029 3 以完全燃燒 1kg 為基準(zhǔn)，計(jì)算各組分的摩爾數(shù)、需氧量和產(chǎn)生煙氣量如下： 因此，燃燒 1kg 煙煤需要的理論氧氣量為：（67.83+14-3.32+0.29）mol=78.8mol。 需要的實(shí)際空氣量為：78.8（1+3.78）1.4=527.33mol 產(chǎn)生的煙氣量為：（67.83+28+0.51+0.29）+527.33-78.8=545.16mol 總

23、共產(chǎn)生的煙氣量為：2.85545.16=1553.71mol/s=1533.7122.4=34803l/s=m3/h。 5 1025 . 1 nox 的實(shí)際排放量為：0.01432.850.85=0.035kg/s 實(shí)際 nox 排放濃度為： 3 6 /92.109 1000318416 10035 . 0 mmg 2.2 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣含塵濃度 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度為： 組分/mol質(zhì)量/g摩爾數(shù)/mol需氧量/mol燃燒后煙氣量 c81467.8367.8367.83（co2） h56561428 （h2o） o1066.63-3.320 n14.31.0200.51（n2） s9.2

24、0.290.290.29（so2） )/( 3 mkg q ad c s y sh 式中： 排煙中飛灰占煤中不可燃成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，16%； sb d 煤中不可燃成分的含量，15%； y a 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下實(shí)際煙氣量，m3/kg。 s q 結(jié)果為： c=0.00234 （kg/m3） =2340 （mg/m3） 3 除塵器的選擇 3.1 除塵器應(yīng)達(dá)到的除塵效率 c cs 1 式中： c 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣含塵濃度，mg/m3； 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定值，mg/m3。 s c 結(jié)果為： %45.91 3.2 除塵器的選擇 根據(jù)煙塵的粒徑分布或種類、工況下的煙氣量、煙氣溫度及要求達(dá)到的除塵效率確定

25、除 塵器的種類、型號(hào)和規(guī)格。然后確定除塵器的運(yùn)行參數(shù)，如氣流速度、壓力損失、捕集粉塵 量等。 3.2.1 工況下的煙氣流量 工況下的煙氣流量為： hm t qt q/ 3 式中： q 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的煙氣流量，m3/h； t工況下煙氣溫度，k； t標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下溫度，273 k。 結(jié)果為： )/(9754q 3 hm 則煙氣的流速為： sm q / 7 . 2 3600 9754 3600 3 根據(jù)工況下的煙氣量、煙氣的溫度以及要求達(dá)到的除塵效率來確定除塵器，查閱相關(guān)資 料，選擇 xld-4 型陶瓷多管式旋風(fēng)除塵器。產(chǎn)品的性能如下表 3.1 和 3.2。 表表 3.1 xld-4 型陶瓷多管旋風(fēng)除塵器

26、產(chǎn)品性能型陶瓷多管旋風(fēng)除塵器產(chǎn)品性能 型號(hào) 配套鍋爐容量 /(j/h) 處理煙氣量 )/( 3 hm 除塵效率 /% 設(shè)備阻力 /pa 分割粒徑 m)/(50d 質(zhì)量 /kg xld-441200092-95932-11283.06-3.32369 表表 3.2 xld-4 型陶瓷多管旋風(fēng)除塵器的外型結(jié)構(gòu)尺寸型陶瓷多管旋風(fēng)除塵器的外型結(jié)構(gòu)尺寸 abcdefghmn 14001400300503501000298544607004235 圖圖 3.1 xld-4 型陶瓷多管旋風(fēng)除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸型陶瓷多管旋風(fēng)除塵器外型結(jié)構(gòu)尺寸 4 管道系統(tǒng)的布置及設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 各裝置及管道布置的原則 根據(jù)鍋

27、爐運(yùn)行情況和鍋爐房現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況確定各裝置的位置。一旦確定了各裝置的位 置，管道的布置也就基本可以確定了。對(duì)各裝置及管道的布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、緊湊，管路短， 占地面積小，并使安裝、操作和檢修方便。 4.2 管徑的確定 管道直徑： )( 4 m q d 式中： q 工況下管道內(nèi)煙氣流量，m3/s； v 煙氣流速 m/s (對(duì)于鍋爐煙塵 v=10-15 m/s)，取 v=14 m/s。 結(jié)果為： md0.49 圓整并選取風(fēng)道： 表表 4.1 風(fēng)道直徑規(guī)格表風(fēng)道直徑規(guī)格表 鋼制板風(fēng)管 外徑 d/mm 外徑允許偏差/mm壁厚/mm 50010.75 內(nèi)徑： mm 498.50.752-500d 則由公式

28、4.1 可算出實(shí)際煙氣流速： 2 4 d q v 結(jié)果為： 13.9 m/s v 5 煙囪的設(shè)計(jì) 5.1 煙囪高度的確定 首先確定共用一個(gè)煙囪的所有鍋爐的總的蒸發(fā)量（t/h），然后根據(jù)鍋爐大氣污染物排放 標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定確定煙囪的高度。 表表 5.1 鍋爐煙囪高度表鍋爐煙囪高度表 鍋爐總額定出力（t/h）小于 1122661010202035 煙囪最低 （高度/m）202530354045 已知每臺(tái)鍋爐的額定出力為 4t/h，則鍋爐總額定出力為 43=12（t/h）， 故選取的煙囪高度為 40 m。 5.2 煙囪直徑的計(jì)算 煙囪出口的直徑可按下式計(jì)算： （m) v q d0188 . 0 式中：

29、q 通過煙囪的總煙氣量，m3/h； v 按下表 5.2 選取的煙囪出口煙氣流速，m/s。 表表 5.2 煙囪出口煙氣流速煙囪出口煙氣流速 運(yùn)行情況 通風(fēng)方式 全負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷 機(jī)械通風(fēng)102045 自然通風(fēng)6102.53 代入 ， hmq/ 3901649754 3 smv/ 15 結(jié)果為： md 96. 0 圓整取 md1 煙囪底部直徑： d1 = d2 + 2ih (m) 式中： d2 煙囪出口直徑，m； h 煙囪高度，m； i 煙囪錐度，通常取 i = 0.020.03。 代入 d2 =1.0m，h=40m，i=0.03 結(jié)果為： md4 . 3 1 5.3 煙囪的抽力 )() 273

30、1 273 1 (0342. 0pab p t k t h y s 式中： h 煙囪高度，m； 外界空氣溫度，； k t 煙囪內(nèi)煙氣平均溫度，； p t b 當(dāng)?shù)卮髿鈮海琾a。 代入 h=40m，=-13，=177，b=97.86kpa=97680pa k t p t 結(jié)果為： pasy 217 6 系統(tǒng)阻力的計(jì)算 6.1 摩擦壓力損失 （1）對(duì)于圓管： )( 2 2 pa d l l p 式中： l 管道長(zhǎng)度，m； d 管道直徑，m； 煙氣密度，kg/m3； 管中氣流平均速率，m/s； 摩擦阻力系數(shù)，是氣體雷諾數(shù) re 和管道相對(duì)粗糙度的函數(shù)?？梢圆槭謨?cè)得到（實(shí)際 d k 中對(duì)金屬管道值可取

31、 0.02，對(duì)磚砌或混凝土管道值可取 0.04）。 對(duì)于直徑 500m 的圓管： ml5 . 9 )(kg/m81 . 0 450 273 34 . 1 177273 273 3 n 根據(jù)公式 6.1 得： )( 4 .30 2 9 . 1381 . 0 5 . 0 5 . 9 02 . 0 2 papl （2）對(duì)于磚砌拱形煙道： 222 224 2）（ b bds 式中： s 煙道的面積，； 2 mm d 直徑，； mm b拱形兩內(nèi)柱的距離，。 mm 其中 d=500mm，計(jì)算 b=450 mm。 6.2 局部壓力損失 )( 2 2 pap 式中： 異型管件的局部阻力系數(shù)，可在相關(guān)手冊(cè)中查到

32、； 與相對(duì)應(yīng)的斷面平均氣流速率，； v sm/ 煙氣密度，。 3 /mkg 6.2.1 除塵器入口前的管道 除塵器入口前的管道分為三部分，第一部分為一個(gè)漸縮管，由 600mm 管徑縮至 500mm。 時(shí)， 45 1 . 0 取=45， smv/9 .13 結(jié)果為： ）（pap 1 . 8 2 8 . 1381 . 0 1 . 0 2 漸縮管長(zhǎng)度： (m)12 . 0 5 . 67tan05 . 0 1 l 除塵器入口前的管道中的第二部分為 30的 z 形彎頭。 彎頭高度： ）（mh 6 . 0595 . 0 39 . 2 -985 . 2 （m） 12 . 0 5 . 06/. 0/dh 取

33、157. 0 re 查資料得 0 . 1 re 結(jié)果為： 157 . 0 157 . 0 0 . 1 則： ）（pap 7 .12 2 9 . 1384 . 0 157. 0 2 除塵器入口前的管道中的第三部分為一個(gè)漸擴(kuò)管。 79 . 1 4 4985. 0 14 . 3 135. 0 2 2 1 a a 取，則 30 19 . 0 結(jié)果為： ）（pap 4 . 15 2 9 . 1381 . 0 19. 0 2 漸擴(kuò)管長(zhǎng)度： 07(m) . 0 .067015tan 2 4985 . 0 -1 3 ）（ ）（ ml 6.2.2 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口的管道 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口處的管道為一個(gè)

34、z 字形，分為三部分，上半部分是一個(gè)漸縮管。 ，故取， 45 1 . 0 30smv/9 .13 結(jié)果為： (pa)1 . 8 2 9 . 13810. 1 . 0 2 22 v p 漸縮管長(zhǎng)度 l 同上述漸擴(kuò)管長(zhǎng)度一樣，l=0.07m。 除塵器出口至風(fēng)機(jī)入口管道的中間部分和下部各為一個(gè) 90彎頭。 d=500m，取 r=d，則。 23 . 0 結(jié)果為： ）（pap 7 .18 2 9 . 1381 . 0 23 . 0 2 兩個(gè)彎頭則為： ）（papp 4 .37 7 . 1822 6.2.3 t 形三通管 ，則： 78. 0 ）（pa v p 3 .63 2 13.90.81 78 . 0

35、 2 22 對(duì)于 t 形合流三通，則： 55 . 0 ）（pap 6 .44 2 9 . 1381 . 0 55 . 0 2 所以，系統(tǒng)的總阻力（其中鍋爐出口前阻力為 932pa，除塵器阻力為 1128pa）為： ）（pah22801128932 6 . 44 3 . 63 4 . 371 . 8 4 . 15712.1 . 8 4 . 30 7 系統(tǒng)中煙氣溫度的變化 當(dāng)煙氣管道較長(zhǎng)時(shí)，必須考慮煙氣溫度的降低。除塵器、風(fēng)機(jī)、煙囪的煙氣流量應(yīng)按各 點(diǎn)的溫度計(jì)算。 7.1 煙氣在管道中的溫度降 v cq fq t 1 式中：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣流量，m3/h； q f管道散熱面積，m2； cv標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下

36、煙氣平均比熱容（一般為 1.3521.357kj/m3 ）； q管道單位面積散熱損失。 室內(nèi) q=4187 kj/(m2 h) 室外 q=5443 kj/(m2 h) 室內(nèi)管道長(zhǎng)： ）（ml 46 . 1 12 . 0 -6 . 0-18 . 2 )( 29. 25 . 046 . 1 14 . 3 2 mdlf 室外管道長(zhǎng)： ）（ml 04 . 8 46 . 1 -5 . 9 ）（ 2 62.125 . 004 . 8 14 . 3 mf 所以，由公式 7.1 得： 4 . 9 354 . 1 6150 12.62)54432.29(4187 22112211 14 vvv cq fqfq

37、cq fq cq fq t 7.2 煙氣在煙囪中的溫度降 d ah t 2 式中： h煙囪高度，m； d合用同一煙囪的所有鍋爐額定蒸發(fā)量之和，t/h； a溫降系數(shù)，可由下表查得。 表表 7.1 煙囪溫降系數(shù)煙囪溫降系數(shù) 煙囪鋼煙囪鋼煙囪磚煙囪（小于 50m）磚煙囪 種類（無襯筒）（有襯筒）壁厚小于 0.5m壁厚大于 0.5m a20.80.40.2 由公式 7.2 得： 4 44 4 . 040 2 t 則，總溫度降為： 4 .1344 . 9 21 ttt 8 風(fēng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)的選擇和計(jì)算 8.1 風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計(jì)算 )/ 3 ( 325.101 273 273 1 . 1hm b t q y q

38、p 式中： 1.1風(fēng)量備用系數(shù)； 風(fēng)機(jī)前標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下風(fēng)量，m3/h； q 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，若管道不太長(zhǎng)，可以近似取鍋爐排煙溫度； p t b 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?，kpa。 結(jié)果為： )/( 8 .11109 86.97 325.101 273 160273 61501 . 1 3 hmqy 8.2 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的計(jì)算 )( 293 . 1 325.101 273 273 )(2 . 1pa y b y t p t y sh y h 式中： 1.2風(fēng)壓備用系數(shù)； 系統(tǒng)前總阻力，pa； h 煙囪抽力，pa； y s 風(fēng)機(jī)前煙氣溫度，； p t 風(fēng)機(jī)性能表中給出的試驗(yàn)用氣體溫度，；。 y t 標(biāo)準(zhǔn)狀況下煙氣密度

39、，1.34kg/m3； y 結(jié)果為： pahy 2122 34 . 1 293 . 1 86.97 325.101 240273 160273 217-22802 . 1 ）（ 根據(jù)和選定風(fēng)機(jī)，查閱資料得出：選用 y5-47型 n0.7c 的引風(fēng)機(jī)，y5-47型引 y q y h 風(fēng)機(jī)是在原有的該型號(hào)引風(fēng)機(jī)性能基礎(chǔ)上改進(jìn)的產(chǎn)品，該引風(fēng)機(jī)最佳工況點(diǎn)的全壓內(nèi)效率為 85.6%，與原來的性能相比較，由于進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，使噪聲值有顯著降低，噪聲指標(biāo) 為 12.5db。其性能如下表。 表表 8.1 引風(fēng)機(jī)性能表引風(fēng)機(jī)性能表 機(jī)號(hào)傳動(dòng)方式 轉(zhuǎn)速 /(r/min) 流量 / ）（hm / 3 全壓 /p

40、a 內(nèi)效率 /% 內(nèi)功率 /kw 所需功率 /kw c 式23201166330307912.4217.00 8.3 電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算 )( 10003600 21 kw hq n yy e 式中： 風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/h； y q 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，pa； y h 風(fēng)機(jī)在全壓頭時(shí)的效率（一般風(fēng)機(jī)為 0.6，高效風(fēng)機(jī)約為 0.9）； 1 機(jī)械傳動(dòng)效率，當(dāng)風(fēng)機(jī)與電機(jī)直聯(lián)傳動(dòng)時(shí)=1，用聯(lián)軸器連接時(shí)=0.950.98，用 v 形 2 2 2 帶傳動(dòng)時(shí)=0.95； 2 電動(dòng)機(jī)備用系數(shù)，對(duì)引風(fēng)機(jī)，=1.3。 結(jié)果為： (kw) 9 . 14 95. 06 . 010003600 3 . 1212211109 e n

41、 根據(jù)電動(dòng)機(jī)功率、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)方式選定 y180m-2 型電動(dòng)機(jī)，功率為 22kw，符合 設(shè)備運(yùn)行的要求。 9 scr 脫硝工藝 9.1 scr 基本原理 選擇性催化還原（scr）脫硝原理是在一定的溫度和催化劑的作用下，還原劑有選擇地 把煙氣中的 nox 還原為無毒無污染的 n2和 h2o。催化的作用是降低分解反應(yīng)的活化能，使 其反應(yīng)溫度降低至 150450之間。因?yàn)殡姀S實(shí)際使用的溫度范圍是 290430，若無催 化劑，反應(yīng)溫度較高（980左右），超出了電廠溫度范圍。還原劑有氨水、液氨及尿素，工 業(yè)上常應(yīng)用的是液氨，其次是尿素。以氨為還原劑的 scr 反應(yīng)如下。 主反應(yīng)方程式： 4no +

42、 4nh3 + o24n2 + 6h2o no + 2no2 + 2nh32n2 + 3h2o 6no + 4nh35n2 + 6h2o 6no2 + 8nh32n2 + 6h2o 副反應(yīng)方程式： 4nh3 + 3o22n2 + 6h2o 2nh3 n2 + 3h2 4nh3 + 3o24no + 6h2o 2so2 + o22so3 nh3 + so3 + h2onh3hso4 2nh3 + so3 + h2o(nh4)so4 其中第一步反應(yīng)為主要反應(yīng)，因?yàn)闊煔庵械膸缀?95%的 nox均是以 no 的形式存在。在 反應(yīng)過程中，nh3可以選擇性地和 nox反應(yīng)生成 n2和 h2o，而不是被

43、o2所氧化，其基本原 理如圖 9-1 所示。 圖圖9-1 scrscr基本反應(yīng)原理基本反應(yīng)原理 9.2 典型 scr 系統(tǒng)組成 煙氣脫硝系統(tǒng)由還原劑的制備系統(tǒng)和脫硝反應(yīng)系統(tǒng)兩部分組成，見圖 9-2。脫硝反應(yīng)系 統(tǒng)有 scr 催化反應(yīng)器、噴氨系統(tǒng)、稀釋空氣供應(yīng)系統(tǒng)所組成。液氨存儲(chǔ)和供應(yīng)系統(tǒng)有液氨卸 料壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)槽、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、廢水泵和廢水池等。 圖圖9-2 scr脫硝系統(tǒng)組成脫硝系統(tǒng)組成 9.3 scr 工藝流程 典型的 scr 主要工藝流程為：還原劑即液氨用灌裝卡車運(yùn)輸，以液體形態(tài)儲(chǔ)存于氨罐中， 液態(tài)氨在注入 scr 系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)汽化；汽化的氨和稀釋空

44、氣混合，通過噴氨 格柵噴入 scr 反應(yīng)器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在 scr 反應(yīng)器中催化劑的 作用下發(fā)生反應(yīng)，以達(dá)到去除 nox的目的。 scr 的基本操作運(yùn)行主要包含以下幾個(gè)步驟： （1）氨的準(zhǔn)備與儲(chǔ)存； （2）氨的蒸發(fā)并與預(yù)混空氣相混合； （3）氨與空氣的混合氣體在反應(yīng)器的適當(dāng)位置噴入煙氣系統(tǒng)中，其位置通常在反應(yīng)器入口附 近的煙氣管路內(nèi)； （4）噴入的混合氣體與煙氣的混合； （5）各反應(yīng)物向催化劑表面的擴(kuò)散并進(jìn)行反應(yīng)。 9.4 scr 工藝系統(tǒng)布置分類 根據(jù) scr 反應(yīng)器工作環(huán)境，如溫度、粉塵濃度的不同，主要有高塵、低塵和尾部布置方式。 9.4.1 高溫高塵布置 該布置方

45、式中 scr 反應(yīng)器在省煤器的下游、空氣預(yù)熱器和除塵裝置的上游、煙氣溫度約為 350的位置。scr 高溫高塵布置工藝系統(tǒng)見圖 9-3 所示。 圖圖 9-3 高溫高塵布置高溫高塵布置 這種布置的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣溫度達(dá)到 280420，多數(shù)催化劑在這個(gè)溫度范 圍內(nèi)有足夠的活性。缺點(diǎn)是催化劑在未經(jīng)除塵的煙氣中，壽命會(huì)受以下因素影響： （1）飛灰含有 na、k、ca、si、as 等，使催化劑中毒，受污染； （2）催化劑受飛灰磨損； （3）飛灰是催化劑通道堵塞； （4）煙氣溫度降低，nh3和 so3反應(yīng)生成(nh3)so4，使反應(yīng)器通道和下游的空氣預(yù)熱器堵 塞。 為了盡可能延長(zhǎng)催化劑的使用壽命，除

46、了應(yīng)選擇合適的催化劑外，還要使反應(yīng)器通道有 足夠的空間以防堵塞，同時(shí)要有防腐和防磨的措施。 9.4.2 高溫低塵布置 當(dāng)靜電除塵器布置在空氣預(yù)熱器的上游時(shí)，通常使用低塵 scr 系統(tǒng)。如圖 9-4 所示。低塵 scr 系統(tǒng)較高塵 scr 系統(tǒng)具有更低的成本。 圖圖 9-4 高溫低沉布置高溫低沉布置 高溫低塵布置的優(yōu)點(diǎn)： （1）煙氣經(jīng)靜電除塵器后，粉塵濃度降低，可延長(zhǎng)催化劑的壽命； （2）獨(dú)立存在，不影響鍋爐的正常運(yùn)行； （3）氨泄漏量與高溫高塵布置方式的相比要少。 缺點(diǎn)： （1）煙氣通過靜電除塵器后，溫度會(huì)下降； （2）煙氣含大量的 so2，催化劑使部分 so2轉(zhuǎn)化為 so3，與泄漏的氨生成具

47、很強(qiáng)腐蝕性的硫 酸銨鹽； （3）國(guó)內(nèi)運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)很少，可供參考的工程實(shí)例也少。 9.4.3 低溫低塵布置 這種布置方式通常將 scr 反應(yīng)器布置在所有的氣體排放控制設(shè)備之后，此時(shí)的煙氣經(jīng)前 面的氣體控制設(shè)備，已經(jīng)除去了絕大多數(shù)對(duì)催化劑有害的成分。scr 低溫低塵布置工藝系統(tǒng) 如圖 9-5 所示。 低溫低塵布置的優(yōu)點(diǎn)： （1）煙氣經(jīng)過了除塵脫硫，可采用更大的流速，使催化劑消耗量減少； （2）氨逃逸量與其它布置方式相比是最少的； （3）不會(huì)產(chǎn)生 so3，防止二次污染。 缺點(diǎn)： （1）煙氣經(jīng)除塵脫硫后，溫度降低，低于氨還原 nox反應(yīng)所需的溫度，需要重新加熱，增 加投資和運(yùn)行成本； （2）很難找到符合反

48、應(yīng)條件的催化劑。 圖圖 9-5 低溫低塵布置低溫低塵布置 綜上所述，由于高溫高塵工藝布置是目前應(yīng)用最為廣泛的一種。在 scr 市場(chǎng)中，其占有 絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)的脫硝系統(tǒng)幾乎采用這種布置方式。以下的設(shè)計(jì)中采用高溫高塵布置方式。 9.5 催化劑 選擇優(yōu)良的催化劑是 scr 技術(shù)的關(guān)鍵。催化劑有貴金屬和普通金屬，貴金屬易與硫氧化 物反應(yīng)，又昂貴，工程中不建議采用。常用的金屬基催化劑含有氧化礬（v2o5）、氧化鈦 (tio2)等，其中 v2o5的活性好、表面呈酸性，容易將堿性的 nh3 捕捉到催化劑表面，其特 定的氧化優(yōu)勢(shì)有利于將氨和 nox轉(zhuǎn)化為氨水和水，并且工作溫度較低(350450)，能在 富氧

49、環(huán)境下工作，抗中毒能力較強(qiáng)，可負(fù)載于 al2o3、sio2等氧化物中。電廠所用的 v2o5催 化劑大都是負(fù)載在銳鈦礦晶型 tio2上的釩氧化物，輔以鎢與鉬為助催化劑，一般做成蜂窩形 狀或敷于陶瓷介質(zhì)上。 以下對(duì)催化劑的種類進(jìn)行介紹：按溫度分類，可分為三類：高溫催化劑，345590； 中溫催化劑，260380；低溫催化劑，80300。目前，國(guó)內(nèi)外 scr 系統(tǒng)大多采用高 溫催化劑，反應(yīng)溫度在 280420之間。按原材料分類，有三種類型：貴金屬型、金屬氧 化物型和離子交換的沸石分子篩型。 第一類催化劑主要 pt-rh 和 pd 貴金屬類催化劑，通常以氧化鋁等整體式陶瓷作為載體。 早期設(shè)計(jì)的 scr

50、 系統(tǒng)中多采用此類催化劑，其對(duì) scr 反應(yīng)有較高的活性，且反應(yīng)溫度較低， 缺點(diǎn)是是對(duì) nh3有一定的氧化作用。目前僅應(yīng)用于低溫條件下以及天然氣燃燒后 nox的脫 除。 第二類的金屬氧化物類催化劑，廣泛應(yīng)用的 scr 催化劑大多是以二氧化鈦為載體，以 v2o5或 v2o5-wo3、v2o5-moo3為活性成分；其次是氧化鐵基催化劑，以 fe2o3 為基礎(chǔ)，添 加 crox、al2o3、zro2、sio2及微量的 mnox、cao 等組成，這種催化劑活性較氧化鈦基催 化劑要低 40%。通常催化劑載體主要作用是提供具有大的比表面積的微孔結(jié)構(gòu)，在 scr 反應(yīng) 中所具有的活性極小。 當(dāng)采用第二類催化

51、劑時(shí)，通常以氨或尿素作為還原劑。反應(yīng)機(jī)理通常是氨吸附在催化劑 的表面，而 no 的吸附作用很小，在這一類催化劑中，以具有銳鈦礦結(jié)構(gòu)的 tio2為載體，銳 鈦礦作為主要活性成分的催化劑在工程中應(yīng)用最為廣泛，其技術(shù)發(fā)展也最為成熟，其活性唯 獨(dú)區(qū)間為 300400。在這類催化劑中通常還加入 wo3和 moo3，其主要作用是增加催化 劑的活性和熱穩(wěn)定性，防止銳鈦礦的燒結(jié)和比表面積喪失。另外 wo3和 moo3的加入能和 so3競(jìng)爭(zhēng) tio2表面的堿性位，并代替它，從而限制其硫酸鹽化。在催化劑的制備過程中還加 入玻璃絲、玻璃粉、硅膠等以增加強(qiáng)度，減少開裂，并加聚乙烯、淀粉、石蠟等有機(jī)化合物 作為成型黏結(jié)

52、劑。 第三類是沸石分子篩型，主要是采用離子交換方法制成的金屬離子交換沸石。通常采用 碳?xì)浠衔镒鳛檫€原劑。所采用的沸石類型主要包括 y-沸石、zsm 系列、mfi、mor 等， 特別是 cu-zsm-5，國(guó)外學(xué)者對(duì)其研究較多。這一類催化劑的特點(diǎn)是具有活性的溫度區(qū)間較 高，最高可達(dá)到 600。同時(shí)，這類催化劑也是目前國(guó)外學(xué)者研究的中點(diǎn)，但是工業(yè)應(yīng)用方 面還不多。 目前用于 scr 中的催化劑主要有 3 種類型：蜂窩式、板式及其它形式。 蜂窩式催化劑采用二氧化鈦?zhàn)鞴羌懿牧?，?v2o5和 tio2混合后擠壓成型，經(jīng)干燥、燒 結(jié)后裁切裝配而成，市場(chǎng)份額約 60%70%。主要供應(yīng)商：美國(guó)的 corme

53、tech，歐洲的 argrillon、kwh，日本的 sakai、shokubai，韓國(guó)的 sk 等。蜂窩式催化劑具有模塊化、相對(duì) 質(zhì)量比較輕長(zhǎng)度易于控制、比表面積大、回收利用率高等優(yōu)點(diǎn)。蜂窩式催化劑如圖 9-6 所示。 圖圖 9-6 蜂窩式催化劑蜂窩式催化劑 板式催化劑采用金屬板作為基材，浸漬催化劑后燒結(jié)成型，市場(chǎng)份額占 20%30%；其 它如波紋式催化劑采用玻璃纖維板或陶瓷板作為基材，浸漬催化劑后燒結(jié)成型，市場(chǎng)份額占 5%左右。主要供應(yīng)商有德國(guó)的 argillon 和日本的 bhk 等。具有對(duì)煙氣高的高塵環(huán)境適應(yīng)力 強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但比表面積小，相對(duì)壓降大。 波紋狀催化劑的制作是采用玻璃纖維板或

54、陶瓷板作為基材浸漬燒結(jié)成型。主要供應(yīng)商有 丹麥的 haldor topsoe 和日本的 hitachi zosen，板式、波紋式催化劑如圖 9-7 所示。 圖圖 9-7 左為板式催化劑左為板式催化劑 右為波紋式催化劑右為波紋式催化劑 通過比較板式和蜂窩式催化劑的性能（見表 9-2），發(fā)現(xiàn)蜂窩式催化劑測(cè)定性能高于板 式催化劑。 表表 9-2 板式與蜂窩式催化劑比較板式與蜂窩式催化劑比較 項(xiàng)目板式蜂窩式 抗堵塞性能 抗粉塵沖刷性能 壓力損失 脫硝效率 比表面積 吹灰器頻率 抗熱沖擊 so2轉(zhuǎn)化率 注：代表星級(jí) 9.6 還原劑原料 9.6.1 液氨 常溫下，無水氨（又稱液氨）是無色氣體，有刺激性惡臭

55、，通常以加壓液化氣的方式儲(chǔ) 存，液氨的合格品含量不低于 99.6%，轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時(shí)會(huì)膨脹 850 倍。由于氨是 b2 類（高毒性、 燃燒性）物質(zhì)，氨氣在其與空氣混合物中的濃度為 15%28%，遇到明火會(huì)燃燒和爆炸；泄漏 時(shí)，會(huì)對(duì)人身安全造成相當(dāng)程度的危害。因此，在交通運(yùn)輸及 scr 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)使用過程中，都 需要采取相應(yīng)的安全措施。 9.6.2 氨水 用于燃煤電站 scr 煙氣脫硝的還原劑氨水，采用的濃度為 20%30%之間，相對(duì)比較 安全，但由于運(yùn)輸?shù)捏w積較大，運(yùn)輸?shù)某杀鞠鄬?duì)較高。氨水呈弱堿性和強(qiáng)防腐性，對(duì)人體有 害，在空氣中達(dá)到一定的濃度時(shí)，也有爆炸的危險(xiǎn)。 9.6.3 尿素 與無水氨和氨水相

56、比，尿素是無毒、無害的化學(xué)品，為白色或淺黃色的結(jié)晶體，吸濕性 較強(qiáng)，易溶于水。 由于尿素需要水解或熱解才能得到氨蒸氣，在轉(zhuǎn)化為氨氣的同時(shí)伴隨著 h2o、co2等副 產(chǎn)物的產(chǎn)生。為防止工藝過程中水蒸氣的凝結(jié)和高防腐性的氨基甲酸銨的形成，相關(guān)的設(shè)備 和管道都需要采用不銹鋼材質(zhì)，同時(shí)還需設(shè)置伴熱措施。因此，其工藝系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜， 設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用都較高；此外，國(guó)內(nèi)尚無商業(yè)化尿素分解制氨技術(shù)，全套需要進(jìn)口。 綜上所述，通過表 9-3 所列數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，在以上三種的還原劑原料中，液氨法的投資、 運(yùn)輸和使用成本為三者最低，但此法在運(yùn)輸和使用過程中需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的安全規(guī)定，具 有一定的危險(xiǎn)性和安全隱患；氨

57、水的質(zhì)量百分比一般為 20%30%，較液氨安全，但運(yùn)輸體積 大，運(yùn)輸成本較液氨高；尿素是一種顆粒狀的農(nóng)業(yè)肥料，安全無害，但其具有治安系統(tǒng)復(fù)雜、 設(shè)備占地大、初投資大等問題。 表表 9-3 三種三種 scr 還原劑的技術(shù)比較還原劑的技術(shù)比較 9.7 scr 反應(yīng)器 scr 反應(yīng)器是還原劑和煙氣中的 nox發(fā)生催化還原反應(yīng)的場(chǎng)所，通常由帶有加固肋的碳 鋼制塔體、煙氣進(jìn)出口、催化劑放置層、人孔門、導(dǎo)流葉片及必要的連接件等組成。 反應(yīng)器是煙氣脫硝最核心的設(shè)備，催化劑以單元模塊形式疊放在若干層托架上，布置在 反應(yīng)器之中。目前催化劑的各層托架以及反應(yīng)器殼體都連為一個(gè)整體，層間距固定，采用下 項(xiàng)目液氨氨水尿

58、素 反應(yīng)劑費(fèi)用便宜較貴最貴 生成1kg氨氣 需要的原料量 1.01kg（99%氨）4kg（25%氨）1.76kg 運(yùn)輸費(fèi)用便宜貴便宜 安全性有毒有害無害 存儲(chǔ)條件高壓常壓常壓，干態(tài) 儲(chǔ)存方式儲(chǔ)罐，液態(tài)儲(chǔ)罐，液態(tài)料倉(cāng)，微粒狀 初投資費(fèi)用便宜貴貴 便宜貴貴 運(yùn)行費(fèi)用 需要熱量蒸發(fā)液氨 需要高熱量蒸發(fā)、蒸餾 水和氨 需要高熱量水解尿素和蒸 發(fā)氨 設(shè)備安全要求有法律規(guī)定需要基本不需要 部支承方式，各層催化劑的質(zhì)量最后全部向下落在反應(yīng)器外的框架梁上。 如圖 9-8 所示，在 scr 反應(yīng)器殼體的設(shè)計(jì)中，要考慮良好的 nox/nh3混合和速度的均 布,以保證脫硝效率。反應(yīng)器殼體通常采用標(biāo)準(zhǔn)的板箱式結(jié)構(gòu)，輔

59、以各種加強(qiáng)筋和支撐構(gòu)件來 滿足防震、承載催化劑、密封、承受荷載和抵抗應(yīng)力的要求，并且實(shí)現(xiàn)與外界的隔熱。 圖圖 9-8 scr 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖 為了克服常規(guī)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)帶來的熱應(yīng)力大、催化劑安裝更換困難、清灰效果不好的問題， 開發(fā)了一種懸吊式的 scr 反應(yīng)器。反應(yīng)器由相互獨(dú)立的反應(yīng)器殼體和固定在立柱上的頂部橫 梁兩部分所組成。反應(yīng)器殼體內(nèi)部設(shè)有若干層催化劑托架，并分別與若干對(duì)螺紋吊桿的下端 相接，螺紋吊桿的上端穿出反應(yīng)器殼體懸吊在反應(yīng)器頂部的上梁上，各層催化劑托架的位置 可以上下調(diào)節(jié)。頂部的橫梁分上下兩層：上層為上梁，豎向可自由移動(dòng)；下層為下梁，固定 不動(dòng)，起輔助支撐和定位作用。每根梯形螺

60、紋吊桿均通過兩個(gè)螺母吊在上梁和下梁上，固定 在上梁上的螺母為主螺母，通過推力軸承支撐在上梁上，擰轉(zhuǎn)主螺母可以使吊桿上下移動(dòng)； 固定在下梁上的螺母為輔助螺母，該輔助螺母起輔助承重和定位的作用；梯形螺紋吊桿底端 與催化劑托架采用絞接方式。懸吊式煙氣脫硝反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖 9-9 所示。 圖圖 9-9 懸吊式煙氣脫硝反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)懸吊式煙氣脫硝反應(yīng)器的結(jié)構(gòu) 1-反應(yīng)器殼體；反應(yīng)器殼體；2-螺紋吊桿；螺紋吊桿；3-主螺母；主螺母；4-推力軸承；推力軸承；5-輔助螺母；輔助螺母；6-立柱；立柱；7-上梁；上梁；8-下梁；下梁；9-催化劑托催化劑托 架架 scr 反應(yīng)器通常布置在鍋爐省煤器出口與空氣預(yù)熱器入口