SCR脫硝在包頭第一熱電廠300MW燃煤機組上的應用

摘 要：本文簡要介紹選擇性催化還原法脫硝技術，結合SCR脫硝裝置在包頭第一熱電廠的應用情況，對該脫硝系統的工作原理、工藝流程、設備特點進行介紹與分析，為以后的脫硝工程建設提供了經驗。

關鍵詞：燃煤火電廠；SCR 脫硝工藝流程；工藝系統

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.188

0 引言

我國是世界上煤炭生產和消費大國，煤炭占一次能源構成的70%—75%左右。煤炭燃燒產生的污染物有幾十種，危害大的主要有：煙塵、SO2、NOx等。對于一些燃煤鍋爐，一次脫氮采用增加低氮燃燒器脫除NOx，但因其技術的局限性，NOx脫除率一般比較低，難以滿足當期的環保要求。為提高NOx脫除率，燃煤鍋爐二次脫氮普遍應用SCR和SNCR技術，而SCR技術因其脫硝效率高、氨逃逸低、可控性好等優勢廣泛被采用。

包頭第一熱電廠配套鍋爐為東方鍋爐廠制造的DG1065/18.2-Ⅱ6型亞臨界自然循環燃煤鍋爐，分別于2007、2008年投產，為自然循環汽包爐，單爐膛п型布置，一次再熱，平衡通風、固態排渣，全鋼架、全懸吊結構，緊身封閉，爐頂帶金屬防雨罩；采用四角切圓燃燒方式，設計燃用煙煤為鄂爾多斯神華集團煤礦煙煤，主要是來自東勝神府煤田所屬煤礦。為滿足國家及地方的環保要求，減少鍋爐尾氣中NOx排放量，安裝了江蘇科行環保科技有限公司設計生產的首臺SCR煙氣脫硝裝置，采用江蘇萬德環保科技有限公司生產的蜂窩式催化劑，液氨作為還原劑。

1 SCR脫硝原理

由于煙氣中的NOx90% 以上是NO，反應式（1）是主要的化學反應。SCR 裝置一般布置在鍋爐省煤器和空預器之間。SCR 煙氣脫硝工藝（ 簡稱SCR 工藝） 的關鍵是催化劑， 包頭第一熱電廠2×300MW機組SCR 系統選用為釩鈦基催化劑， 主要成分為TiO2、WO3、V2O5和粘合劑等。脫硝工藝流程見圖1：

2 SCR系統總體布置

包頭第一熱電廠SCR 系統布置在鍋爐省煤器出口與空預器入口之間， 屬于高灰型布置。整個SCR 系統有2個SCR 反應器， 催化劑按“2+1”模式布置，噴氨格柵安裝在反應器入口的豎直向上煙道內。系統未設置旁路煙道， 其脫硝流程為： 煙氣經省煤器出口對接煙道→ 進口煙道→ 噴氨格柵→ 反應器→出口煙道→ 空預器。在SCR 系統的進、出口煙道下部分別增置灰斗和輸灰系統。還原劑儲存和供應系統占地面積約為3600m2。

3 主要設備特點

（1）脫硝反應器。反應器是整個系統的核心，功能是在其內部，煙氣與NH3的混合物在通過催化劑層時，煙氣中的NOx 在催化劑的作用下與NH3反應生成N2和H2O。反應器布置在爐后預留的金屬構架上。SCR反應器殼體內部結構、空間及其鋼結構荷載的設計，應具有使用國內外各廠家蜂窩式和板式催化劑的通用性。反應器內煙氣設計流速約 6m/s。

包頭第一熱電廠SCR 系統設置了2臺相互獨立的（ 即A 側和B 側） SCR 反應器（ 12 m x 10 m） 。反應器入口設氣流均布裝置，反應器入口及出口段都設導流板，SCR反應器與進、出口煙道范圍內的導流板、整流裝置、靜態混合器、支撐及附件等材質為Q345鋼，并對內部易磨損的部位采取耐磨合金鋼防護板。

（2）氨儲存和供應系統系統。采用液氨來制備脫硝劑，按照2臺爐共用儲存、卸載及供應系統的原則設計，并考慮擴建機組脫硝所需液氨布置空間。氨區系統包括液氨卸料壓縮機、液氨儲罐、液氨泵、液氨蒸發槽、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、廢水池及廢水泵、閥門、管路及附件等。

（3）氨/煙氣混合噴射系統。氨氣和煙氣混合的均勻度對系統脫硝效率高低和氨逃逸量至關重要。因此需采用CFD輔助設計，并進行實體流場模型來優化設計，以保證SCR反應器入口氨氮摩爾比的最大偏差不大于平均值的±5%。充分考慮到其處于鍋爐的高含塵區域的因素，所選用的材料為耐磨材料或充分考慮防磨保護。

4 結語

包頭第一熱電廠脫硝改造工程項目作為江蘇科行環保科技有限公司在電力行業脫硝領域的第一個項目，具有示范作用。作為江蘇科行SCR脫硝裝置，其順利投運標志著江蘇科行SCR脫硝技術以及脫硝設備的設計生產能力取得了突破性進展，為江蘇科行產品多元化做出突出貢獻。

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作者簡介：王曉東（1973-），男，專科，1994年6月畢業于上海大學工學院。