75t/h旋风炉低氮脱硝(SNCR及SCR)设计总结
该项目为南通醋酸纤维有限公司6号炉脱硝改造工程,主要包括低氮燃烧系统(OFA)改造及烟气脱硝改造(SCR+SNCR),下面对该工程做一个简要的介绍。
一、锅炉参数:
75t/h旋风炉是武汉锅炉厂生产的WGZ75/3.82-16型锅炉,系自然循环、单锅筒、立式旋风燃烧、液态排渣锅炉,旋风室立式布置于锅炉前墙,故也称前置式立式旋风炉。
锅炉设计参数如下:
额定蒸发量 75t/h
额定蒸汽温度 450℃
额定蒸汽压力(表压) 3.82 MPa.g
给水温度 150℃
空气温度:30℃
二、锅炉存在的问题:
- 锅炉排烟温度高,正常运行排烟温度170~220℃,远高于设计排烟温度。
- 受热面积灰严重,特别是空气预热器和省煤器。
- 液态排渣受煤质、燃烧影响大,恶化时可导致排渣口堵塞。
- 炉温高,NOX排放浓度高达700~1200mg/Nm3。
三、改造方案:
为降低锅炉NOx的排放,根据用户要求,申港锅炉本次脱硝工程改造采用的方案包括两部分:低氮燃烧系统(OFA)改造及烟气脱硝改造(SCR+SNCR)。
(1)第一部分:锅炉在50%~110%BMCR时,采用低氮燃烧系统技术(OFA),改造后锅炉NOx排放浓度≤450 mg/Nm3。
(2)第二部分:锅炉在50%~110%BMCR时,在低氮燃烧器系统技术(OFA)的基础上,采用SNCR+SCR烟气脱硝技术,将锅炉NOx的排放浓度降低到≤50mg/Nm3,三年内锅炉NOx的排放浓度≤75mg/Nm3。
四、尾部受热面改造:
由于原尾部受热面布置较为紧凑,不能直接在烟道内部放置SCR催化剂反应器。为了布置SCR设备,须将锅炉原尾部烟道进行改造,将尾部烟道的省煤器进行调整,在上级预热器下部腾出4m左右的烟道高度,供SCR反应器烟道引出,烟气经过SCR反应器后再返回烟道,具体方案如下图所示:

反应器烟道布置简图
五、下级预热器下组改造:
下级预热器分为上组和下组,上组不作改造。下组管箱全部更换,由原来立式光管改为卧式螺旋槽管,管子规格Φ40×1.5,材质为09CuPCrNi-A,四周采用加强管Φ42×3.5/20(GB3087),改前与改后的高度没变,管箱宽度由1935mm改为2726mm(仅指管组部分)。
六、烟气脱硝SCR/SNCR系统:
本次6炉烟气脱硝改造所需的还原剂采用尿素溶液(母管浓度为50%,压力0.8MP.g,温度50℃),尿素溶液取自五期储存罐,本期脱硝项目需要增设尿素溶液的输送模块、储存罐和尿素溶液循环模块,将尿素溶液输送至锅炉运转层附近,然后通过背压调节模块返回本期脱硝储存罐。在锅炉附近布置有除盐水箱、SNCR稀释计量模块、SCR稀释计量模块、SCR分配模块、SNCR分配模块和喷枪,SCR和SNCR喷枪所需雾化空气为厂区压缩空气,压缩空气母管压力为0.8MP.g,经过减压后提供所需雾化空气。另外,SNCR和SCR喷枪还配有冷却风,采用冷却风机供风。
每台锅炉配置1套SCR稀释计量模块、1套SNCR稀释计量模块、1套SCR分配模块、1套NSCR分配模块。稀释计量系统能能实时响应锅炉负荷变化,通过电动调节阀自动调整和控制输送到喷射器的尿素溶液流量。分配系统用于精确分配到每支喷射器的还原剂和雾化空气,尿素溶液和稀释水管路上设有压力表、流量计等。还原剂喷射系统采用雾化空气将还原剂雾化喷入高温烟气中。
SNCR喷枪布置在锅炉炉膛水冷壁上,标高约18m,布置5只SNCR喷枪,其中前墙3只,两侧墙各1只。
SCR喷枪布置在锅炉尾部烟道的上部拐弯处(低温过热器出口),在后墙布置4只SCR喷枪,每只喷枪上有1个喷头,喷枪伸入烟道内,将尿素溶液均匀喷入烟道内,喷入点烟气温度约615℃,尿素溶液在炉内进行热解,生成NH3。
锅炉运行时,烟气脱硝系统可采用两种运行方式,即SNCR+SCR,下表是锅炉在100%负荷下两种运行方式的参数:
| 名 称 |
符 号 |
单 位 |
SNCR+SCR |
| SNCR |
SCR |
| 锅炉出口烟气流量 |
Qy |
Nm3/h |
90000 |
90000 |
| 锅炉出口烟气NOx浓度(脱硝前) |
NOx' |
mg/Nm3 |
570 |
399 |
| 脱销效率 |
ηNOx |
% |
30 |
87.5 |
| 锅炉出口烟气NOx浓度(脱硝后) |
NOx" |
mg/Nm3 |
399 |
49.8 |
| 锅炉出口氨逃逸浓度 |
NH3,ty |
ppm |
10 |
5 |
| 尿素溶液浓度(稀释前) |
Xns' |
% |
50 |
50 |
| 尿素溶液浓度(稀释后) |
Xns" |
% |
5 |
10 |
| 实际尿素溶液总消耗量(稀释后) |
Gns |
kg/h |
562 |
281 |
| 总的稀释水量 |
Qxs |
kg/h |
506 |
225 |
| 喷枪数量 |
n |
支 |
5 |
4 |
| 每只喷枪还原剂流量(稀释后) |
gns |
kg/h |
112.4 |
70.3 |
| 总的压缩(雾化)空气消耗量 |
Qkq |
Nm3/h |
200 |
200 |
| 喷枪总的冷却风量 |
Qlq |
Nm3/h |
150 |
250 |
学生:黄建春
2024年04月23日