筆者以貴州科特林2500t/d生產線應用SNCR脫硝技術為例,分析SNCR系統在水泥燒成系統的應用技術和應注意的問題。
1SNCR脫硝技術
1.1脫硝劑
常用的脫硝劑主要是氨水和尿素。據統計,氨水在水泥行業的脫硝效率達到40%~80%,而尿素的脫硝效率平均為25%左右。尿素的分子結構和反應特性能使尿素在煙氣中穿透的距離變長,反應窗溫度為900~1100℃,比氨水高50℃,這就使得尿素在鍋爐行業中使用較為普遍,但是對于水泥窯系統,900~1100℃的溫度一般在煙室等部位,但是煙室的煙氣停留時間短,脫硝劑與煙氣中的NOx反應時間不夠,因此水泥行業的脫硝劑還是以氨水為主。
1.2分解爐氣氛
SNCR系統易在氧化氣氛下進行,一般氧含量大于2%以上,脫硝效率會比較高。
1.3NSR值
通常表示為NH3/NO形式,簡稱NSR。理論上NH3與NO反應的物質的量比為1,即NSR=1。實際上由于擴散和副反應等原因,只有NSR>1時,才能取得較好的脫硝效率。而運行成本在很大程度上取決于還原劑的消耗量,因此好的脫硝系統需要控制較低的NSR值。從國內已投入運行的水泥廠來看,脫硝效率在40%~60%時,NSR約為1~1.85。
1.4脫硝工藝流程
每個脫硝廠家的工藝流程都不太一樣,但是主要流程包括:脫硝劑的儲存模塊,脫硝劑的稀釋模塊,噴射模塊和均分模塊,也有部分廠家不用稀釋模塊,直接用買好的特定濃度的脫硝劑,這樣省掉一部分稀釋模塊的設備費用。SNCR脫硝流程的主要功能就是將脫硝劑噴入到分解爐當中。主要設備的要點如下:
1)噴射壓力
選定合適揚程和流量的泵,使得泵的出口壓力要達到0.5MPa以上,否則壓力不夠,影響脫硝劑的霧化效果。噴射泵最好選擇變頻泵,便于調節流量。
同時在泵的出口選擇比例閥,通過泵的變頻電動機和比例閥閥門開度來調節主管路上的流量和壓力。
2)均分模塊一般噴槍的流量為90~500L/h,根據系統的噴氨量設計噴槍個數,每個噴槍支路上設置電動調節柱塞閥,使得各個噴槍的流量保持一致,不宜選擇球閥,球閥的流量調節不線性,使得噴槍流量均分困難。
3)脫硝系統的泄漏
脫硝系統在噴氨前都需要用水進行試噴打壓,整個管路的壓力設計在1.8MPa,法蘭連接處要求密封好,在試噴過程中注意檢查管路的泄漏情況。
同時應在氨水灌區設置安全噴淋裝置,一旦灌區有氨水泄漏,自動噴淋裝置噴水,降低空氣中的氨氣濃度,保護人身安全。
4)電氣控制
脫硝系統的電氣控制主要是氨水噴入流量的調節,主管路壓力的調節(電動機的頻率的調節和閥門開度的調節),電動機的啟停,閥門的開關以及各個噴槍流量的均分(同樣也是流量的調節),儲罐的液位、流量和NOx的濃度顯示,等等。對于電氣控制,脫硝系統主要做成定排放和定流量兩種模式,所謂定排放就是通過PID調節模式,將水泥生產線的NOx的濃度調節至指定的排放濃度。定排放模式適用于燒成系統工況波動較大的情況,因為工況波動較小時,定排放模式會使電動機和各個閥門處于頻繁的調節狀態,使得其使用壽命下降,增加設備的故障率。而定流量模式適用于工況穩定的情況,通過電動機和閥門控制流量一定,脫硝系統較為穩定。
同時電氣控制要實現連鎖,對設備進行保護,如泵的啟動,要使泵在啟動前,泵的入口閥是打開的,防止泵空轉、燒壞。
標簽:SNCR脫硝系統
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