电厂锅炉超低排放项目 方案设计
2、脱硝方案选择
通过上述低氮燃烧改造，可将锅炉烟气中NOx排放浓度控制在150 mg/Nm3以下，要达到超低排放≤50 mg/Nm3的指标，后续脱硝有以下两种方案可供选择：1、选择性催化还原法；2、选择性非催化还原法+臭氧氧化联合脱硝。
（1）选择性催化还原法(Selective Catalytic Reaction)，简称：SCR法。SCR烟气脱硝技术是目前国内外主流的烟气脱硝技术，它在高温（310～400℃）环境中，利用还原剂(氨水、液氨或尿素)，通过催化剂的作用将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。化学反应式为：
催化
4NO + 4NH3 + O2 4N2+ 6H2O 6NO2 +8NH3 催化 7N2+ 12H2O
由于SCR催化剂的最佳工作温度为：310～400℃，因此SCR的脱硝反应器一般只能安装在锅炉的省煤器和空气预热器之间，且SCR催化剂在高粉尘环境中运行容易造成催化剂失活，增加氨逃逸率和空气预热器的腐蚀，而更换催化剂又大大增加了运行费用，但SCR脱硝的效率较高，可达80%以上。
（2）选择性非催化还原法 (Selective None Catalytic Reaction)简称：SNCR法。SNCR烟气脱硝技术是一种简易的脱硝技术，它在高温（900～1100℃）环境中，利用还原剂(氨水、液氨或尿素)直接将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水，而不需要催化剂和反应装置。化学反应式为：
4NO + 4NH3 + O2 → 4N2+ 6H2O 6NO +4NH3 → 5N2+ 6H2O 2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2+ 6H2O
由于SNCR脱硝技术的化学反应温度为：900～1100℃，因此其化学反应只能在锅炉炉膛内进行。SNCR脱硝技术由于不需要反应器和催化剂，因此其相对的投资和运行费用较低，且占地面积小，但脱硝效率不
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高，一般只有50%。
由于SNCR脱硝效率一般只有50%，经过SNCR脱硝后NOX排放浓度可以达到70~80 mg/Nm3，要达到超低排放指标，需进一步脱硝。本项目拟采用氧化湿法脱硝。其基本脱硝原理为：通过添加强氧化剂将烟气中NOx主要成分NO氧化为N2O5或NO2等易溶于水的气体，然后通过后续脱硫吸收剂吸收。强氧化剂可以选用臭氧。
SCR脱硝法和SNCR+臭氧联合脱硝法比较表
脱硝方案 工艺流程 脱硝效率 是否使用催化剂 还原剂 SCR 复杂 90% 是 氨水 通过液氨或是尿素溶液蒸发得还原剂制备方法 到，制备方法复杂，设备复杂且制备方式简单，设备少 存在安全隐患 对锅炉改造 投资费用 运行成本 是否产生二次污染 需对锅炉空预器和省煤器进行只需在锅炉合适位置改造，现场没有改造空间和条件 投资费用较高 高 是，催化剂抛弃处理，会产生二次污染 增加喷射口 低 中 无 SNCR+臭氧联合脱硝 简单 综合效率80% 否 氨水、臭氧 基于上述比较可以看出，SCR法脱硝效率高，但是其投资高、运行成本高，设备复杂，同时现场无改造空间。
本项目锅炉通过低氮燃烧后出口NOx排放浓度为150 mg/Nm3，采用SNCR+臭氧联合脱硝完全能够满足项目要求，因此本项目采用SNCR+臭
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氧联合脱硝法进行脱硝。
第六章 烟气除尘方案
本项目锅炉烟气经电袋除尘器，以及后续湿法脱硫（上述喷淋散射塔具有一定的深度除尘功能），烟尘排放浓度可以控制在10~20 mg/Nm3以下，要达到超低排放（＜5 mg/Nm3）的指标，需在脱硫装置后增加湿式静电除尘器。
湿式静电除雾器是通过高压直流电的作用，在电除尘器阳极与阴极间形成高压直流电场，电场驱动烟气内电荷微细粒子，使其加速沉降于沉淀管（阳极）表面，用以除去烟气中尘雾的高效除雾设备。将高压直流电引入除雾器内，使悬挂在器内的电晕极（阴极）不断发射出电子，把电极间部分气体形成正负离子，使分散在气体中的尘雾与带电离子相碰而荷电，在电场的作用下，带电的尘雾颗粒移向沉淀极内壁上，靠自重顺壁而下，落入电除雾器的下气室内，使烟气得到净化。湿式静电除雾器能较好捕集烟气中微米和亚微米级微粒，对气溶胶、SO3、重金属离子等也有良好的脱除效果。
通过湿式静电除尘器，烟气中烟尘排放浓度可以达到超低排放指标（＜5 mg/Nm3）。
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第七章 脱硫脱硝除尘工程设想
通过上述工艺方案比较选择，确定本项目锅炉烟气超低排放工艺为：石灰石-石膏喷淋散射塔脱硫系统；低氮燃烧+SNCR+臭氧联合脱硝；喷淋散射塔深度除尘+湿式静电除尘器除尘系统。
具体工程改造设想： 1、脱硫系统
本期工程采用的石灰石石膏喷淋散射塔脱硫工艺系统主要由脱硫塔系统、烟气系统、吸收剂制备系统、石膏脱水系统、工艺水系统、电气控制系统、辅助系统等组成。 1.1烟风系统
锅炉烟气经电袋除尘器除尘后，由引风机增压进入脱硫塔系统，本工程后续脱硫系统及湿电系统，阻力约增加3500 pa。目前，原有引风机提供的压力不能满足超低排放改造后的阻力要求，因此，需对锅炉的原有引风机进行更换，尽量利用原有引风机基础。
3台锅炉烟气通过新更换引风机后汇集到汇总烟道，通过汇总烟道进入脱硫塔，每台锅炉的引风机后都加设一个密封挡板门，确保某台锅炉不运行时，烟气不会串流。
（1）烟道
根据可能发生的最差运行条件（例如：温度、压力、流量、污染物含量等）进行烟道设计。
烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、雪载荷、地震荷载、灰尘积聚、内衬和保温重量等。烟道最小壁厚按6 mm设计，并考虑一定的腐蚀余量，烟道内烟气流速不超过15 m/s。
引风机出口至脱硫塔入口膨胀节为止全部采用碳钢制作，脱硫塔入口膨胀节后全部采用碳钢玻璃鳞片防腐保护。
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烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道必要的地方（低位）已设置清除粉尘的装置。另外，对于烟道中由于粉尘的聚集而附加的积灰荷重也已考虑。
（2）挡板门
引风机出口烟道设有烟道挡板门；挡板门的设置是为了满足脱硫运行的需要，同时也防止其中某台锅炉停运时其他锅炉烟气穿过引风机、除尘器倒流入锅炉房。
设计的挡板能承受各种工况下烟气的温度和压力，并且没有变形或泄漏。挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。
烟道挡板保护功能除由控制系统软逻辑实现外，另有硬逻辑联锁控制，以确保脱硫控制系统故障或断电、断气、断信号等任何异常情况下，炉膛至烟囱的通道畅通。
烟气挡板能够在最大的压差下操作，并且关闭严密，不会有变形或卡涩现象，而且挡板在全开和全闭位置与锁紧装置能匹配，烟道挡板的结构设计和布置使挡板内的积灰减至最小。
挡板的操作灵活可靠而且方便，挡板有远程控制和尽可能在就地人工操作的电动操作执行器，所用挡板带有挡板位置指示器。
每个挡板的操作灵活方便和可靠。驱动挡板的电动执行机构可进行就地配电箱（控制箱）操作和FGD_DCS远方操作，挡板位置和开、关状态反馈进入FGD_DCS系统。
每个挡板全套包括框架、挡板本体、电动执行器，挡板密封系统及所必需的密封件和控制件等。
为使挡板从烟道内侧和外侧都容易接近，在每个挡板和其驱动装置附近设置平台，以便检修与维护挡板所有部件。
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