周斌?陳晶

摘 要 針對(duì)燃煤電廠煙氣脫硝問(wèn)題，介紹了尿素水解法制氨過(guò)程，詳細(xì)闡述了某雙鍋爐機(jī)組脫硝還原劑制備系統(tǒng)設(shè)計(jì)、功能及設(shè)備的選型。

關(guān)鍵詞 脫硝;尿素水解法;設(shè)計(jì)

前言

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保工作的重視，火電廠排煙要求越來(lái)越高，各電廠都上馬了煙氣脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)中用到了還原劑氨，尿素水解法制氨就是一種普遍用到的方法。其原理為尿素水解制氨技術(shù)利用電廠輔氣作為熱源將尿素溶液在容器內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氨氣的工藝。

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

1設(shè)計(jì)要求

本項(xiàng)目?jī)膳_(tái)鍋爐的脫硝裝置共1個(gè)干尿素儲(chǔ)存、卸載及尿素溶液制備、儲(chǔ)存及輸送系統(tǒng)，滿(mǎn)足水解器出力進(jìn)行公用區(qū)的設(shè)計(jì)。尿素水解系統(tǒng)按照公用制設(shè)計(jì)，設(shè)置兩臺(tái)水解反應(yīng)器，一運(yùn)一備。每臺(tái)尿素水解反應(yīng)器的氣氨出力為兩臺(tái)機(jī)組BMCR工況下的氣氨耗量再加20% 的裕量。

尿素溶液制備系統(tǒng)采用氣力輸送和斗提機(jī)兩種輸送方式。氣力輸送方式需滿(mǎn)足尿素罐車(chē)直接輸送至尿素溶解罐（或斗提機(jī)輸送方式將干尿素輸送至尿素溶解罐）混合成50%左右的溶液。經(jīng)過(guò)尿素溶解泵送至尿素溶液儲(chǔ)存罐，最后到水解反應(yīng)器模塊。水解反應(yīng)器模塊中產(chǎn)生出來(lái)的含氨氣流在氨氣空氣混合器內(nèi)被稀釋風(fēng)機(jī)稀釋?zhuān)a(chǎn)生濃度小于5%的氨氣進(jìn)入氨氣—煙氣渦流混合系統(tǒng)，并由氨噴射系統(tǒng)噴入脫硝系統(tǒng)。

尿素水解法制氨系統(tǒng)包括起吊設(shè)施、斗提系統(tǒng)、氣力輸送系統(tǒng)、尿素溶解罐、尿素溶液溶解泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、尿素溶液輸送泵、尿素水解制氨反應(yīng)器模塊[1]、控制系統(tǒng)、沖洗清掃系統(tǒng)、電伴熱系統(tǒng)、氨氣計(jì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、稀釋風(fēng)系統(tǒng)、廢水收集排放系統(tǒng)、蒸汽疏水回收系統(tǒng)等。

2具體的設(shè)計(jì)

2.1 給料裝置

（1）氣力輸送

氣力輸送裝置外接口為伸出尿素制備車(chē)間指定地點(diǎn)處，設(shè)置接口閥門(mén);內(nèi)接口與尿素溶解罐相接。管道材質(zhì)304L。

（2）斗提機(jī)

設(shè)置一臺(tái)斗提機(jī)，起吊尿素到尿素溶解罐上部，滿(mǎn)足溶解罐配置用量，斗提機(jī)帶插板閥，落料后關(guān)閉。

2.2 尿素溶解罐

配一個(gè)尿素溶解罐，單班生產(chǎn)兩臺(tái)機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷24小時(shí)用量。加配加熱裝置，防止特定濃度下的尿素結(jié)晶。溶解罐設(shè)有液位和溫度控制系統(tǒng)[2]。

2.3 尿素溶解泵

配兩臺(tái)泵，一運(yùn)一備。溶解泵為不銹鋼本體（316L不銹鋼）、碳化硅機(jī)械密封的離心泵。待尿素溶液配制成需要的濃度后，通過(guò)尿素溶解泵將尿素溶液打到尿素溶液儲(chǔ)罐，泵入口需設(shè)置過(guò)濾器，并設(shè)有回流及其管道沖洗系統(tǒng)。

2.4 尿素溶液儲(chǔ)罐

設(shè)置2只，兩只儲(chǔ)罐可互為備用，總?cè)萘繚M(mǎn)足2臺(tái)機(jī)組滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行7天（每天24小時(shí)）用量設(shè)計(jì)。尿素溶液儲(chǔ)罐露天放置時(shí)，四周加有隔離防護(hù)欄，并應(yīng)考慮電廠所在區(qū)域可能出現(xiàn)的最?lèi)毫犹鞖鉁囟燃捌渌闆r變量包括地震帶，風(fēng)載荷、雪載荷和溫度變化等情況設(shè)計(jì)。尿素溶液儲(chǔ)罐至水解反應(yīng)器之間尿素溶液管道均采用電伴熱，保證尿素溶液不結(jié)晶。

2.5 尿素溶液輸送泵

尿素溶解儲(chǔ)罐公用兩臺(tái)輸送泵，一運(yùn)一備[3]，單臺(tái)泵的出力滿(mǎn)足兩臺(tái)機(jī)組BMCR工況下氣氨耗量的尿素溶液用量。泵入口需設(shè)置過(guò)濾器。

2.6 尿素水解制氨反應(yīng)器模塊

設(shè)置兩臺(tái)水解器，一用一備，一臺(tái)水解反應(yīng)器向二臺(tái)爐供氨。每臺(tái)水解反應(yīng)器的氣氨出力為二臺(tái)機(jī)組BMCR工況下的氣氨耗量再加20%的裕量，每套尿素水解反應(yīng)器均采用撬裝模塊化結(jié)構(gòu)。

2.7 疏水系統(tǒng)

尿素車(chē)間設(shè)一臺(tái)疏水箱，兩臺(tái)疏水泵，疏水泵為一用一備。在運(yùn)行工況下，水解反應(yīng)器、溶解罐、溶液儲(chǔ)罐的蒸發(fā)、伴熱疏水回收至疏水箱。疏水箱收集疏水可用作尿素顆粒溶解用水、沖洗水。在正常運(yùn)行工況下，多余的疏水通過(guò)疏水泵統(tǒng)一輸送至招標(biāo)方指定回收點(diǎn)。疏水箱、泵及管線采用304L材質(zhì)。

2.8 廢水系統(tǒng)

尿素車(chē)間設(shè)置一個(gè)地坑及兩臺(tái)地坑排水泵，排水泵一運(yùn)一備。整套地坑排水系統(tǒng)由投標(biāo)方負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)供貨。地坑不允許發(fā)生冒氣現(xiàn)象。地坑考慮防腐，地坑排水泵及管線采用304L材質(zhì)。

2.9 洗眼系統(tǒng)

車(chē)間設(shè)有洗眼器設(shè)施，便于操作人員接觸泄漏氨后，能及時(shí)用大量的水進(jìn)行沖洗。

2.10 噴淋系統(tǒng)

尿素水解制氨車(chē)間設(shè)置一套噴淋系統(tǒng)，在氨氣泄漏時(shí)噴淋系統(tǒng)開(kāi)啟，吸收空氣中的氨氣。

3結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)闡明了燃煤機(jī)組項(xiàng)目的脫硝還原劑儲(chǔ)存和制備系統(tǒng)（尿素水解法制氨）。分享了具體的設(shè)計(jì)要求、功能、設(shè)備等方面因素，有利于同行借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 常剴.選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)在環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝的工程應(yīng)用[D].上海師范大學(xué)，2013.

[2] 王代平，王小均.組態(tài)王在煙氣脫硝中的應(yīng)用[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2013（05）：134-135.

[3] 趙振柱.尿素還原法在大型循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硝工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014（23）：34-36.

作者簡(jiǎn)介

周斌（1982- ），男，安徽宿松人;職稱(chēng)：副教授，學(xué)歷：碩士;研究方向：電廠熱工自動(dòng)化技術(shù)。