4 设计基础
4.1 项目背景
北京紫竹药业现有容量为20t/h链条炉1台，主要用于提供生产用汽。目前锅炉烟气中的NOx含量为400 mg／Nm3造成超标排放，需要进行脱硝处理，以使处理后的烟气中NOx含量降至200mg／Nm3，以满足北京市《大气污染物综合排放标准》（DB11/501-2007）的要求。
4.2 设计依据
4.2.1锅炉参数
锅炉采用江苏无锡锅炉厂的SHL20—2.45/400型锅炉。设计燃用燃煤。锅炉年运行时间8000h。锅炉主要技术参数见下表：
额定蒸发量 额定蒸汽温度 额定蒸汽压力 锅炉本体 受热面积 过热器 省煤器 空气预热器 炉排有效面积 给水温度 热空气温度 排烟温度 锅炉设计效率 设计燃料 燃料消耗量 4.2.2锅炉烟气主要污染物含量
项目 锅炉烟气流量 O2 SOx 烟尘 NOx
20t/h 400℃ 2.45MPa（25kgf/㎝2） 辐射 84.65㎡ 对流 269.21㎡ 133.4㎡ 257㎡ 445㎡ 223/㎡ 105℃ 150℃ 176℃（实际197℃） 74.60% 2类烟煤 4t/h 单位 Nm3/h,干基 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 mg/Nm3 6
设计值 37,000 1.0 10.2 560 1500
项目 CO2 NO/NOX
单位 mg/Nm3 设计值 400 9/1 4.3 装置规模及组成
本项目的LNBs+SNCR烟气脱硝装置处理能力为100%BMCR工况下的烟气，设计处理烟气量37,000Nm3/h，年运行时间为8000小时，系统主要包括：还原剂制备系统、锅炉燃烧工况监测系统、还原剂喷射装置、逃逸Nox脱除装置，低Nox燃烧控制装置、SCADA监测与控制系统、配套管道及仪表等。
本装置以尿素（或液氨、氨水）作为主要还原剂，配一定比例（1-2%）的强化反应剂，脱除烟气中的NOx。不产生产品、中间产品、副产品等，烟气处理后直接排入大气。
4.4还原剂
本装置的还原剂确定为尿素，液氨及氨水也可选用。以下是三种还原剂优缺点分析： 还原剂 尿素 氨水 液氨 优点 没有溢出危险，设备投资成本低 如果溢出，蒸汽浓度较低 还原剂和蒸发成本最低；氨储罐体积小 缺点 运行成本稍高 运输，贮存成本较高 安全问题、二次污染 建议 推荐使用 不使用 通过以上分析，建议本项目还原剂采用尿素，二等品以上级。
4.5强化反应剂
为了强化选择性非催化还原反应，提高还原剂与Nox的反应速率，以保证系统的脱硝效果，按还原剂（尿素）用量的1-2%配比强化反应剂。
4.6 LNBs+SNCR脱硝装置总体性能指标
本项目的LNBs+SNCR脱硝装置保证满足以下的性能指标：
(1) 烟气脱硝采用低Nox燃烧与选择性非催化还原反应结合的技术工艺路线； (2) 烟气处理能力37,000Nm3/h；
(3) 处理前烟气中的氮氧化物含量按400 mg／Nm3（氧含量6%，干基）计算，处理后烟气中的氮氧化物含量≤150mg/Nm3，满足北京市《大气污染物综合排放标准》（DB11/501-2007）的要求。
(4) 烟气氮氧化物含量按照400mg/Nm3设计时，设计脱硝效率≥62.5%；
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(5) 氨的逃逸率≤10ppm； (6) 年运行时间为8000小时； (7) 还原剂采用尿素（二等品以上级）； (8) 不设置反应器旁路；
(9) 还原剂耗量：尿素10kg/h 按锅炉负荷100计 (10)NH3与NOx摩尔比为1/1至3/1
(11) 在锅炉的正常负荷范围内，SO2/SO3转化率小于1%。
(12)安全、消防、环保、劳动安全卫生等按中国国家相关规定执行。
5 系统配置
本项目的LNBs+SNCR烟气脱硝装置主要包括：还原剂制备系统、锅炉燃烧工况监测系统、还原剂喷射装置、逃逸Nox脱除装置，低Nox燃烧控制装置、SCADA监测与控制系统、配套管道及仪表等。
部分子系统/装置的设备参数与工况涉及技术机密，暂时保密，待项目合同确定后即可全部提供。
5.1 还原剂制备系统
还原剂制备系统由还原剂贮仓、还原剂溶解池、还原剂溶液贮罐、星型卸料阀、还原剂输送泵、配套管道及仪表组成，其具体设备工艺参数如下：
还原剂贮仓：封闭式贮仓，防腐内壁，容积3-5立方米，贮存还原剂量可满足连续一星期的满负荷用量，配套料位监测仪。
还原剂溶解池：半封闭式设计，防腐内壁，容积70升，不锈钢材质，配套液位开关。 还原剂溶液贮罐：封闭式设计，防腐内壁，容积600升，不锈钢材质，可满足连续8小时的满负荷用量，配套液位监测仪。
星型卸料阀：定量卸料，额定功率<200W，每小时工作3分钟。 还原剂输送泵：特殊防腐隔膜泵，额定功率<100W。
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还原剂制备系统工艺流程图
不同类型的还原剂贮仓
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还原剂溶液贮罐
5.2 锅炉燃烧工况监测系统
锅炉燃烧工况监测系统由热电偶、氧化镐镐传感器、信号采集器、锅炉燃烧工况分析终端以及相关辅件组成。
热电偶：多台热电偶分层布置，实时监测炉膛温度变化情况，温度上限1700℃。 氧化镐传感器：设置于省煤器前，实时监测锅炉烟气含氧量。 信号采集器：模/数转换设备，16位精度。
锅炉燃烧工况分析终端：采用先进的模糊控制技术，专用分析软件，多变量炉膛温度分析，炉膛温度场呈像，氧气含氧量与炉膛温度合理性分析（此终端为关键技术）。
5.3 还原剂喷射装置
还原剂喷射装置由空压机、输液泵（计量泵）、喷射装置、以及相关管道与仪表组成，用于将还原剂均匀地喷入炉膛窗口温度区，以保证还原剂与烟气中的NOx充分接触。
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