2w气量玻璃熔块炉低温SCR脱硝方案

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1、玻璃窑低温SCR脱硝工程初步技术方案北京方信立华科技2023 年 5 月1、工程概况厂内 1 台玻璃炉窑现需增设烟气脱硝装置，依据目前玻璃行业脱硝技术的进呈现状及我公司成熟的技术、设计和实际工程阅历，针对本工程的具体状况，承受低温 SCR 脱硝工艺，。考虑到厂内具体状况、复原剂的储运便利、安全，拟承受尿素为复原剂。本方案为初步技术方案，供业主参考。2、烟气根本参数脱硝进口烟气参数烟气量Nm/h20230烟道温度310SO2ppm164mg/Nm470氮氧化物ppm696mg/Nm1403SCR 脱硝后mg/Nm200SCR 脱硝效率%86除尘后烟尘浓度mg/Nm3、烟气排放标准及设计要求（1）

2、 本工程承受低温 SCR 工艺，脱硝工艺要适用于工程己确定的烟气条件，并考虑烟气变化的可能性；（2） 使用尿素热解作为脱硝复原剂；（3） 烟气脱硝装置的把握系统可进入主机把握系统，也可使用 PLC 系统单独把握；（4） 烟气脱硝效率86%脱硝后 NOx200 mg/Nm；（5） NH3 逃逸量把握在 5ppm 以下；（6） 脱硝装置可用率不小于 98%，效劳寿命为 10 年；（7） 承受成熟的 SCR 工艺技术，设备运行牢靠；（8） 依据工程的实际状况尽量削减脱硝装置的建设投资；（9） 脱硝工艺脱硝复原剂、水和能源等消耗少，尽量削减运行费用；（10） 烟气脱硝不能影响原系统出力及正常运行，同时

3、，脱硝系统应具备单独运行、单独检修的要求。4、烟气处理流程窑炉尾气-脱硝-脱硫-排放5、SCR 脱硝工艺SCR 工艺系统主要包括烟道系统、SCR 反响器、复原剂喷射系统、尿素储存制备供给系统、蒸汽吹灰系统等，下面将分别进展描述。5.1 SCR 脱硝系统5.1.1 SCR 脱硝原理SCR 的全称为选择性催化复原法(Selective Catalytic Reducation)。催化复原法是用氨或尿素之类的复原剂，在确定的温度下通过催化剂的作用，复原废气中的NOx(NO、NO2)，将 NOx 转化非污染元素分子氮(N2)，NOx 与氨气的反响如下：4NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2

4、O6NO2+8NH37N2+12H2OSCR 系统包括催化剂反响器、复原剂制备系统、氨喷射系统及相关的测试把握系统。SCR 工艺的核心装置是催化剂和反响器，有卧式和立式两种布置方式，一般承受立式较多。5.1.2 反响器本体SCR 反响器本体依烟气流向可分为喷氨段、混合段、均流段、反响段。SCR 脱硝效率与以下因素有关：l 催化剂质量；l 反响温度；l 停留时间；l 氨氮比；l 氨气与烟气混合均匀程序；l 烟气在 SCR 反响器内分布均匀程度。为到达较高的脱硝效率，设计每个功能段时必需考虑以上因素，每个环节均优化设计。在本工程中，设计进入 SCR 系统的烟气温度均为 310。5.1.3 喷氨格栅

5、或氨水专用喷枪喷氨段内安装有喷氨格栅，喷氨格栅上安装有喷氨专用喷嘴，喷氨格栅不仅能将氨气均匀喷入烟气中，而且还有良好的初步混合效果。只有喷氨格栅喷出的氨气均匀，后面的混合器的混合效果才能好。5.1.4 氨气/空气混合器为使氨气与烟气混合均匀，在喷氨格栅后安装有混合器，混合器承受多层纵向折流板形式，通过折流板的扰流，使烟气与氨气充分混合均匀。混合器依据CFD 数值模拟计算结果进展设计，保证氨气混合效果。5.1.5 整流器混合好氨气的烟气在反响器内的分布均匀程序不仅影响脱硝效率，也影响到氨的逃逸浓度。烟气流速高区域烟气停留时间短，脱硝效率低、局部氨气无法反响而逃逸，虽然烟气流速低区域脱硝效率高，但

6、在烟气分布不均匀时，则总体脱硝效率则低、氨易逃逸。立式 SCR 反响器上方烟气流向需要转 90角度，均流器前烟道不仅短，而且也有多个影响气流的局部构件。安装均流器空间小，为使进入催化剂层的烟气分布均匀，均流器承受导流板加均流格栅板形式，导流板和格栅板依据 CFD 数值模拟计算结果进展设计。保证进入催化剂层的烟气流速均匀程度 0.2。5.1.6 催化剂目前常用的催化剂形式主要为蜂窝式和板式。(1) 蜂窝式是目前市场占有份额最高的催化剂形式，其特点是单位体积的催化剂活性高，到达一样脱硝效率所用的催化剂体积较小，适合灰分低于 30 g/m3， 灰粘性较小的烟气环境。(2) 板式催化剂的市场占有份额仅

7、次于蜂窝式催化剂。板式催化剂以金属板网为骨架，比外表积较小。此种催化剂的特点是：具有较强的抗腐蚀和防堵塞特性，适合于含灰量高及灰粘性较强的烟气环境。缺点是单位体积的催化剂活性低、相对荷载高、体积大，使用的钢构造多。考虑到本工程的废气气量小而且其中少量颗粒物，气体堵塞催化剂孔道和冲刷磨损催化剂作用较小，所以本工艺承受的催化剂形式是蜂窝状整体催化剂。催化剂尺寸：150150800 mm。本工程共配置一台 SCR 反响器，每台SCR 反响器设计四层催化剂层31 层，其中下层为预留层。烟气竖直向下流经反响器，反响器入口设置气流均布装置，反响器入口及出口处均设置导流板，对于反响器内部易于磨损的部位设计必

8、要的防磨措施。反响器内部各种加强板及支架均设计成不易积灰的型式，同时将考虑热膨胀的补偿措施。反响器设置有足够大小和数量的人孔门。反响器配置了可拆卸的催化剂测试元件。SCR 反响器能承受运行温度低于 300长期运行的考验，而不产生任何损坏。公司依托北京工业大学何洪、李坚两位教授的长期合作，经过多年努力，成功研发出自主学问产权的“方信”牌高效低温SCR脱硝催化剂。该技术大幅拓宽了SCR脱硝催化剂的常规治理温度区间，将治理温区从300-400大幅拉至160-400，突破了300以下催化剂失去活性的技术难关。目前，“方信”牌高效 低温SCR脱硝催化剂已经成功应用于云南昆钢钛业集团、广钢集团、山东药玻等

9、大型行业龙头企业的脱硝工程，取得良好的效果。催化剂的型式北京方信立华自主学问产权的蜂窝催化剂。催化剂设计参数SCR脱硝催化剂主要性能参数见下表：生产单位工程单位方信立华性能保证脱硝效率%86化学寿命期内 SO2 氧化率%1化学寿命期内 NH 逃逸率3ppm5允许运行温度内化学寿命h16000催化剂型式蜂窝式孔数20x20催化剂布置3 用 1 备每反响器催化剂初始体积m37.8催化剂高度mm800化学寿命内催化剂总压降Pa8004 层允许运行温度内机械寿命年5设计运行温度310偏差范围催化剂允许最大温升速度/min5催化剂允许最大温降速度/min5反响器及模块设计参数反响器数量个1每反响器初装催

10、化剂层数层3每反响器备用催化剂层数层1催化剂模块材料碳钢每个模块催化剂单元数个6x6单个模块尺寸mmxmm930x930每层模块数量个42x2 布置反响器尺寸mmxmmxmm2023x2023x10000SCR 复原剂用量每小时尿素用量kg/h21.55.1.7 复原剂制备和喷射系统锦利程环保设备公司做。5.2 烟风系统SCR 布置、脱硫除尘器后，由烟道、挡板门系统组成 SCR 烟风系统。5.2.1 烟道在余热锅炉前引出的烟气与 SCR 反响器入口和旁路烟道连接，入口前装有入口挡板门，旁路烟道装有旁路挡板门； SCR 反响器出口烟气再接入后续烟道并从烟囱排出，出口装有出口挡板门，然后再与旁路烟

11、道集合，进入排放烟道。关闭旁通挡板门、翻开出入口烟道挡板门烟气就进入 SCR 反响器脱硝。当启炉、运行故障、烘烤催化剂等不适宜 SCR 投运时，翻开旁通烟道挡板门、关闭 SCR 反响出入口挡板门。烟气就直接从旁通烟道通过，从而保护催化剂。5.2.2 挡板门系统挡板门系统由上述三个挡板门及密封风机、加热器等组成。为提高挡板门的密封效果挡板门承受双层百叶阀构造。5.2.3 吹灰系统为了防止烟气的飞灰在催化剂上沉积，堵塞催化剂孔道，在每层催化剂上安装 1 套脉冲式吹灰器。5.3 保温材料与油漆脱硝装置中设备、管道的保温、油漆和防腐设计。全部的管道和箱罐等的外外表都要涂刷防腐底漆和面漆。室外布置的设备

12、、管道、阀门均考虑保温防冻，如设计保温等。室内布置的设备、管道、阀门考虑涂刷面漆。室外氨气输送管道考虑电拌热。保温与油漆设计将遵循“火力发电厂保温油漆设计规程” (DL/T5072 -1997)。对运行温度低于最大酸露点温度的设备，将实行防止分散的保温5.4 钢体构架钢体构架包括：SCR 系统的支承钢体构架钢平台及扶梯。为了利于进展维护和修理，在全部需要的地方都设置平台。每一个平台都能够承受维护和修理时所施加的载荷。平台由型钢和镀锌钢网组成。全部平台还安装 100mm 的踢脚板和扶手。5.5 流体模拟试验方案流体摸拟试验的目的是合理布置烟道、导流板、静态混合器、整流格栅和催化剂等，以便验证在

13、SCR 反响器中第一层催化剂前的流场、温度场和氨氮比的分布和氨喷射格栅之前流速分布满足催化剂要求，同时，还可确定灰尘散落在脱硝装置的可能区域。流体摸拟争论包括配有飞灰整流器和催化剂床的反响器。如有必要，也要包括烟道里反响器上游或锅炉出口的全部内部件。同时也包括反响器入口烟道的氨喷射格栅 AIG以估算对压损和流量分布的影响。模拟的负荷从 50100BMCR。流体摸拟前的， 我们先利用 CFD计算软件通过承受数学模型求解Navier-Stooks 方程来模拟流体动力状况。6、电气局部电气系统可与窑炉电气设计同步考虑。以下为 SCR 系统单独设立电气系统时的设计方案。脱硝中系统电气系统不设高压段，电

14、气局局部为低压供配电系统，UPS 系统， 照明及检修系统，防雷接地系统，并包括岛内电气设备的把握，测量及保护，电缆敷设，电缆构筑物，电气设备布置等工作。6.1 电源6.1.1 沟通电源本脱硝系统供电由买方将 3380V，50Hz 电源三相四线送系统总配电柜进线柜。配电和自动把握系统有防潮防漏电和牢靠的接地措施，各类电气设备均设电路短路和过载保护装置，以确保用设备安全运行。本工程所需的 3380V，50Hz 供电电源由买方 PC 室引来，用电负荷等级为三级。低压供电系统承受TN -S 系统供电。由低压配电屏向各电动机配电，配电线路承受电力电缆电缆沟或玻璃钢电缆桥架敷设。风机电机承受变频启动，其余

15、承受直接启动。6.1.2 事故保安电源甲方每条线设有专用事故保安电源系统，确保在整个脱硝装置失电后的安全停机和设备安全。脱硝系统的保安负荷如有接入全厂事故保安电源系统。6.1.3 直流电源甲方供给 110V 直流电源供脱硝系统使用。6.1.4 UPS 电源系统仅 DCS 系统有甲方每条线脱硝系统设有 UPS，脱硝系统的 UPS 负荷则接入脱硫除尘 UPS或锅炉 UPS。6.2 电缆选型及铺设6.2.1 电缆选型低压动力电缆选用聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套铜芯阻燃电缆，其最小截面为 2.5mm2，额定电压为 0.6/1kV；把握电缆选用聚氯乙烯绝缘聚乙烯护套铜芯阻燃电缆或屏蔽阻燃电缆。6.2.

16、2 电缆设施脱硝系统内的电缆构筑物在 0m 以下以电缆沟为主， 0m 以上以架空电缆桥架为主。电缆桥架全部承受热镀锌桥架，电缆桥架的支吊架承受经防腐和热浸镀锌处理的钢质材料。电缆保护管一般承受镀锌水煤气管。6.2.3 电缆防火阻燃措施电缆防火阻燃设施将依据(GB 5021794)及(GB 5022996)的要求，在电缆竖井、墙洞及盘柜的底部开孔处承受防火堵料封堵；在电缆沟内设置必要阻火墙，并在电缆密集处加装耐火隔板。6.3 照明照明电源引自 MCC 室的照明柜，室内照明承受就地开关把握，室外照明承受照明箱集中把握方式。各照明箱均设进、出线空气开关，每个出线回路所接灯具数不超过 5 套，插座接单

17、独回路。照明干线承受VV-1000型，室外照明支线承受VV-1000型铜芯线穿塑料管敷设，室内照明支线承受BV型导线穿塑料管暗敷或穿塑料线槽明敷。设置在室外的照明系统承受金属卤素灯为光源的室外照明灯具，一律接地， 并设漏电保护装置。在防爆区域内的照明灯具选用防爆灯具，电气线路依据防爆要求敷设。照明电源分别由操作室内总配电柜，引至各照明配电箱。室内照明承受日光灯或白炽灯。6.4 防雷接地依据建筑物防雷设计标准GB50057-2023，本工程按三类防雷建筑物设防。混凝土屋面的接闪器承受10热镀锌圆钢做为避雷带，金属屋面板的承受厚度大于0.5mm的金属屋面板做为接闪器，顶部有金属栏杆的构筑物，利用金

18、属栏杆做为接闪器。引下线利用建筑物柱子主筋或金属罐体本体，接地装置利用建筑物根底钢筋或人工接地装置。接地电阻要求不大于4欧。建筑物、构筑物、塔、罐、金属容器、管线等的防雷、防静电接地，电气设备的保护接地与配电间的工作、保护、防雷接地，要求连成一个等电位接地网络。建工程现场内在任何一处接地点测量，其接地电阻值不大于 4。7、 热控局部7.1 总则本工程脱硝系统承受独立把握系统把握用 DCS 把握；系统配置一个工程师站与两个操作员站；DCS 系统、工程师站放置到 3#线脱硫除尘把握室内， 12#线、3#线分别设置一个操作员站和一个把握机柜。脱硝装置在每条线反响器进、出口烟道上设置 NOx/O2/S

19、O2/烟尘/流量测点，并在反响器出口烟道设置 NH3 逃逸取样，信号全部进入脱硝 DCS 中进展监控用于系统的把握。把握系统能实现复原剂供给系统配料的自动把握，并保证脱硝系统能跟随锅炉运行负荷变化而变化。使锅炉脱硝系统长期、牢靠的安全运行。在正常工作时，每隔一个时间段记录 SCR 运行工况数据，包括热工实时运行参数、设备运行状况等。当故障发生时系统将准时记录故障信息。操作员终端可存储大量信息，自动生成工作报表及故障记录，存储的信息可通过查询键查询。7.2 把握方案脱硝 SCR 区和氨区把握系统分别独立设计，承受操作员站 LCD 显示器和鼠标(键盘) 作为脱硝装置主要监控手段，运行人员通过 LC

20、D 和鼠标( 键盘) 可以完成脱硝装置的监视、调整、设备启停等把握操作。（1） 承受 DCS 模块进展把握。主要功能包括：数据采集处理、模拟量把握、挨次把握。（2） 脱硝把握系统能够以机组为单位独立运行，由机组脱硝把握系统操作员站操作界面监控机组脱硝运行状态。从操作员站上能够通过通讯方式完全监视整个脱硝系统全部的信号。（3） 脱硝系统有完善的保护系统，以确保在危急工况下自动安全停机或人工进展停机，重要设备设就地事故按钮。（4） 低压电气设备进入脱硝把握系统把握。7.3 检测仪表7.3.1 温度测量集中显示和把握的测温元件承受热电偶或 pt100 热电阻，耐磨型，选用耐高温不锈钢保护套管，保护套

21、管的外径尺寸和插入深度符合相关行业标准，测温元件接线盒选用防水型。7.3.2 压力/压差变送器集中压力测量仪表选用智能式变送器。变送器是二线制的，输出 420mA信号，全部压力/差压变送器均配 LCD 显示表头。就地压力表一般承受不锈钢压力表。表盘直径为 150mm，精度不低于 1.5 级。压力表设置在简洁观看的位置，压力表考虑防尘、防腐、耐震。压力取样阀门材质选用不锈钢 304 。7.3.3 流量测量流量仪表选用电磁流量计、涡街流量计，带有 420mADC 两线制信号输出。流量计依据介质特性、安装场合设计，对氨水介质流量测量承受电磁流量计220VAC 电源；蒸汽、空气流量测量承受涡街流量计。

22、7.3.4 液位测量本脱硝工程氨水储罐的液位选用磁翻板液位计，并供给远传信号。7.3.5 执行机构本工程阀门把握机构承受气动执行器、电磁阀或电动执行器。7.3.6 仪表把握电缆及电缆敷设全部仪表和把握电缆均承受阻燃型电缆。全部进 DCS 的电缆承受阻燃型聚氯乙烯绝缘屏蔽电缆，最小导体截面为 1.0mm2。热电偶承受延长型补偿电缆。且能满足有关国际、国家标准和标准。8、系统平面布置暂无。9、土建SCR 系统土建设施主要有：l 公用系统设备间：布置有复原剂存储和制备区。l SCR 反响塔支撑构造设备根底10、脱硝系统设计参数及运行费用序号名称单位1烟气量Nm3/h202302脱硝前 NOxmg/N

23、m314033设计脱硝率%864脱硝后 NOx 浓度mg/Nm32005设计脱硝温度3106氨逃逸浓度ppm57系统可用率%98(元)元1系统电耗度30000.515002蒸汽耗t0.8100803复原剂尿素t0.5217008844人工个31504505合计2914序号工程名称单位日耗量计算单价日运行费用67NOX 去除量NOX 去除直接本钱t/天0.58元/t按脱硝率 86%计5024备注：使用尿素，虽然原料本钱相对氨水每吨廉价 30-40%，但是热解本钱太高，综合每使用一吨复原剂运行本钱比使用氨水贵 2500 左右，且使用尿素初期氨区初投资本钱也较使用氨水贵 50 万左右，建议使用氨水作

24、为复原剂。11、脱硝主要设备一览表1 尿素热解炉离心式，流量 2023m3/h，材台质 304备注序号设备名称设备规格单位数量一复原剂储存和制备不包含12 尿素贮存罐3 溶解罐4 尿素溶解泵8有效容积 4.5m3离心式，2 m3/h,出口压力台15 天的用量台12 用 1 备1.0MPa，3kw，材质 3045喷氨格栅台16尿素喷枪台17废水泵立式自吸泵，3kw，材质 304台1台1稀释风机离心式，1200 Nm3/h,出口压力台25.0MPa，4.5kw，材质Q235B电加热器100kw台1废液收集槽Q235台1热伴带套1安装附件阀门，管件，支架等附件套1SCR 反响器2023x2023x1

25、0000mm，材质SCR 反响器本体及Q235B，设计压力 3000Pa，支架保温厚度 100mm，烟气阻力1000Pa1 用 1 备9101112二1台1反响器进出口烟道2及支架4喷氨格栅及喷嘴3+1/900，设计温度 310网格，管道材质 20#套15均流器导流板+均流格栅板套16三吹灰系统SCR 烟风系统套11烟道及支架、平台Q235B套12烟气挡板门双百叶台33密封风机Y9-194A，2900rpm台13催化剂Q235B7.8m3，蜂窝式，层数/层高套1m37.8CFD 模拟确定CFD 模拟确定四SCR 系统阀门、管道、保温等安装材料套1五1电气系统脱硝低压开关柜MNS 柜面22就地操

26、作箱400*500*200 IP54，带防雨棚台23通风配电箱套14照明配电箱2mm面25安全/检修电源箱面26暖通配电箱400*500*200个17防爆检修箱700*550*200个18照明箱及灯具600*450*200套19防雷接地材料套110防火阻燃材料套111电缆、电缆桥架、穿线管及材料套1六热控局部1PLCS7-300套1组态王套1上位机台1显示器台1打印机 A4台1PLC 机柜面12热控电源柜800*600*2200面1烟 气 分 析 仪西门子3NOx/O2CEMS业主配套套14氨逃逸套15压力变送器块46就地压力表只37就地温度计介质：氨水，0200只18热电阻0200只39液位计只210流量计质量流量计含变送器只111把握电缆批112其它安装附件接线盒，仪表保护箱，仪表电源柜，仪表阀，仪表管阀件，套1仪表管，金属软管，防爆绕性连接收，软管接头，镀锌水煤七其它费用气管1设计费项12CFD 数值模拟项13安装费项14技术效劳费项15调试费项16运输费项17环保检测费9税金项1合计业主负责报价：一套 SCR 系统改造共计 196.4 万元不包土建施工费用和尿素热解局部。注：因对系统设备及仪表等的配置要求以及供货范围不明确，价格仅为初步估算值。较准确的分项价格需要在进展进一步沟通和设计后供给。