某火电厂脱硝还原剂制备系统设计

2019-10-21周斌陈晶

科学与信息化 2019年30期

关键词：脱硝设计

周斌?陈晶

摘要针对燃煤电厂烟气脱硝问题，介绍了尿素水解法制氨过程，详细阐述了某双锅炉机组脱硝还原剂制备系统设计、功能及设备的选型。

关键词脱硝;尿素水解法;设计

前言

随着国家对环保工作的重视，火电厂排烟要求越来越高，各电厂都上马了烟气脱硝系统，该系统中用到了还原剂氨，尿素水解法制氨就是一种普遍用到的方法。其原理为尿素水解制氨技术利用电厂辅气作为热源将尿素溶液在容器内反应产生氨气的工艺。

CO（NH2）2 + H2O ? NH2-COO-NH4 ? 2NH3↑+ CO2↑

1设计要求

本项目两台锅炉的脱硝装置共1个干尿素储存、卸载及尿素溶液制备、储存及输送系统，满足水解器出力进行公用区的设计。尿素水解系统按照公用制设计，设置两台水解反应器，一运一备。每台尿素水解反应器的气氨出力为两台机组BMCR工况下的气氨耗量再加20% 的裕量。

尿素溶液制备系统采用气力输送和斗提机两种输送方式。气力输送方式需满足尿素罐车直接输送至尿素溶解罐（或斗提机输送方式将干尿素输送至尿素溶解罐）混合成50%左右的溶液。经过尿素溶解泵送至尿素溶液储存罐，最后到水解反应器模块。水解反应器模块中产生出来的含氨气流在氨气空气混合器内被稀释风机稀释，产生浓度小于5%的氨气进入氨气—烟气涡流混合系统，并由氨喷射系统喷入脱硝系统。

尿素水解法制氨系统包括起吊设施、斗提系统、气力输送系统、尿素溶解罐、尿素溶液溶解泵、尿素溶液储存罐、尿素溶液输送泵、尿素水解制氨反应器模块[1]、控制系统、冲洗清扫系统、电伴热系统、氨气计量调节系统、稀释风系统、废水收集排放系统、蒸汽疏水回收系统等。

2具体的设计

2.1 给料装置

（1）气力输送

气力输送装置外接口为伸出尿素制备车间指定地点处，设置接口阀门;内接口与尿素溶解罐相接。管道材质304L。

（2）斗提机

设置一台斗提机，起吊尿素到尿素溶解罐上部，满足溶解罐配置用量，斗提机带插板阀，落料后关闭。

2.2 尿素溶解罐

配一个尿素溶解罐，单班生产两台机组满负荷24小时用量。加配加热装置，防止特定浓度下的尿素结晶。溶解罐设有液位和温度控制系统[2]。

2.3 尿素溶解泵

配两台泵，一运一备。溶解泵为不锈钢本体（316L不锈钢）、碳化硅机械密封的离心泵。待尿素溶液配制成需要的浓度后，通过尿素溶解泵将尿素溶液打到尿素溶液储罐，泵入口需设置过滤器，并设有回流及其管道冲洗系统。

2.4 尿素溶液储罐

设置2只，两只储罐可互为备用，总容量满足2台机组满负荷运行7天（每天24小时）用量设计。尿素溶液储罐露天放置时，四周加有隔离防护栏，并应考虑电厂所在区域可能出现的最恶劣天气温度及其他情况变量包括地震帶，风载荷、雪载荷和温度变化等情况设计。尿素溶液储罐至水解反应器之间尿素溶液管道均采用电伴热，保证尿素溶液不结晶。

2.5 尿素溶液输送泵

尿素溶解储罐公用两台输送泵，一运一备[3]，单台泵的出力满足两台机组BMCR工况下气氨耗量的尿素溶液用量。泵入口需设置过滤器。

2.6 尿素水解制氨反应器模块

设置两台水解器，一用一备，一台水解反应器向二台炉供氨。每台水解反应器的气氨出力为二台机组BMCR工况下的气氨耗量再加20%的裕量，每套尿素水解反应器均采用撬装模块化结构。

2.7 疏水系统

尿素车间设一台疏水箱，两台疏水泵，疏水泵为一用一备。在运行工况下，水解反应器、溶解罐、溶液储罐的蒸发、伴热疏水回收至疏水箱。疏水箱收集疏水可用作尿素颗粒溶解用水、冲洗水。在正常运行工况下，多余的疏水通过疏水泵统一输送至招标方指定回收点。疏水箱、泵及管线采用304L材质。

2.8 废水系统

尿素车间设置一个地坑及两台地坑排水泵，排水泵一运一备。整套地坑排水系统由投标方负责设计供货。地坑不允许发生冒气现象。地坑考虑防腐，地坑排水泵及管线采用304L材质。

2.9 洗眼系统

车间设有洗眼器设施，便于操作人员接触泄漏氨后，能及时用大量的水进行冲洗。

2.10 喷淋系统

尿素水解制氨车间设置一套喷淋系统，在氨气泄漏时喷淋系统开启，吸收空气中的氨气。