石化烯烃装置锅炉
烟气处理低温SCR脱硝项目
技术方案
中石化宁波设计院
2015年6月10日
1、项目概况
3台油气锅炉烟气脱硝装置，根据目前脱硝技术的发展现状及我公司成熟的技术、设计和实际工程经验，针对本项目的具体情况，采用低温SCR脱硝工艺，SCR反应器布置在空气预热器之前。考虑到厂内具体情况、还原剂的储运方便、安全，拟采用20%左右的氨水为还原剂。本方案为初步技术方案，供业主参考。
2、烟气基本参数
脱硝进口烟气参数 单台（共2台）
烟气量 Nm³/h 200000 240000
入口温度 ℃ 180 180
二氧化硫 mg/Nm³ 50 50
氧含量 %
氮氧化物 mg/Nm³ 50 50
烟尘浓度 mg/Nm³ 小于30 小于30
3、烟气排放标准及设计要求
排放标准执行最新超低排放；
二氧化硫 50mg/Nm3；
氮氧化物 50mg/Nm3；
粉尘 30mg/Nm3；
（1） 本项目采用低温SCR工艺，脱硝工艺要适用于工程己确定的烟气条件，并考虑烟气变化的可能性；
（2） 使用20%氨水作为脱硝还原剂；
（3） 烟气脱硝装置的控制系统可进入主机控制系统，也使用PLC系统单独控制；
（4） 烟气脱硝效率≥88%；
（5） NH3逃逸量控制在5ppm以下；
（6） 脱硝装置可用率不小于98%，服务寿命为20年；
（7） 采用成熟的SCR工艺技术，设备运行可靠； 2 / 16
（8） 根据工程的实际情况尽量减少脱硝装置的建设投资；
（9） 脱硝工艺脱硝还原剂、水和能源等消耗少，尽量减少运行费用；
（10） 烟气脱硝不能影响原系统出力及正常运行，同时，脱硝系统应具备单独运行、单独检修的要求。
4、烟气处理流程
5、SCR脱硝工艺
SCR工艺系统主要包括烟道系统、SCR反应器、氨喷射系统、氨储存制备供应系统、声波吹灰系统等，下面将分别进行描述。
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脱硝SCR工艺介绍
第一章 脱硝技术介绍
SCR 脱硝系统是利用催化剂，在一定温度下，使烟气中的NOx 与氨气供应系统注入的氨气混合后发生还原反应，生成氮气和水，从而降低NOx 的排放量，减少烟气对环境的污染。其中SCR 反应器中发生反应如下：
4NO + 4NH3 + O2 催化剂 4N2 + 6H2O (1)
6NO2 + 8NH3 催化剂 7N2 + 12H2O (2)
NO + NO2 + 2NH3 催化剂 2N2 + 3H2O (3)
SCR 脱硝工艺系统可分为氨水储运系统、氨气制备和供应系统、氨/空气混合系统、氨喷射系统、烟气系统、SCR 反应器系统和废水吸收处理系统等。
其中由氨水槽车运送氨水，氨水由槽车输入储氨罐内，并依靠氨水泵将储氨罐中的氨水输送到氨水蒸发罐内蒸发为氨气，与稀释风机鼓入的稀释空气在氨/空气混合器中混合后，送达氨喷射系统。在SCR 入口烟道处，喷射出的氨气和来自焦炉出口的烟气混合后进入SCR 反应器，通过两层催化剂进行脱硝反应，最终通过出口烟道回至余热锅炉，达到脱硝的目的。
第二章 方案编制输入条件
1. 概述
1.1 编制依据
(1) 中华人民共和国国家标准GB 16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》和临汾大气污染防治文件。 ,.
(2) 中华人民共和国的有关法律、法规、部门规章及工程所在地的地方法规；
(3) 现行有关的国家标准、规范，行业标准、规范及自治区级有关标准、规范；
(4)业主提供的设计资料。
1.2 主要设计原则
（1）选择符合环保要求的最经济合适的烟气脱硝工艺方案，烟气脱硝系统不能影响系统正常运行；
（2）烟气脱硝工程尽可能按现有设备状况及场地条件进行布置，力求工艺流程和设施布置合理、操作安全、简便，对原机组设施的影响最少；
低温SCR脱硝工艺介绍
我国的烟气脱硝工艺中，选择性催化还原工艺（SCR）是电力行业燃煤锅炉氮氧化物治理的主要技术，但是电力行业以外，非电行业数量众多的工业锅炉、水泥玻璃窑炉、冶金钢铁钢铁烧结炉、化工厂和酸洗设备等氮氧化物排放总量占比达到50%以上。由于其烟气温度处于120-300℃之间，远低于SCR脱硝设备催化剂活性温度区间，因此需要使用复杂的热换器系统才能使用SCR技术，增加了能耗和设备投资，因此许多企业烟气脱硝面临巨大的困难。因此开发低温SCR脱硝工艺是我国可持续发展的重要措施，将带来巨大的经济效益和环境效益。
目前对于低温SCR脱硝工艺的研究，主要包括低温催化剂和催化剂载体，体现在以下几方面：
针对不同的载体，如炭材料、金属氧化物催化，和金属离子交换分子筛催化等，开发高效的低温SCR催化剂；
SCR催化剂原料表面改性技术和配方。即调整催化剂表面酸碱性，以获得更多的酸性活性基团，增强对还原剂NH的吸附，或在高效的载体上配合不同的活性物质，使催化剂具有高的抗SO，和水蒸气活性。
目前用NH选择性还原NO的低温SCR脱硝工艺的研究已经取得了巨大进步，但是与中高温SCR烟气脱硝工艺相比，低温SCR脱硝工艺仍存在缺陷：（1）由于温度降低后，氨和三氧化硫形成硫氨化合物更具粘附性，容易粘附在催化剂表面，因此要求低温催化剂对二氧化硫的氧化率更低；（2）低温下烟气中的水蒸气对催化剂的影响研究有待进一步深入；（3）基于炭材料载体的量化生产问题。
因此，需要进一步改进低温催化剂性能方面存在的不足，不断改进SCR脱硝工艺的设备设计，寻求提高效率、降低造价和运行成本的途径。
低温SCR工作总结
低温SCR（Selective Catalytic Reduction）是一种在低温条件下进行的脱硝技术，通过催化剂将氨和一氧化氮（NOx）进行还原反应，从而减少大气中的污染物排放。在工业生产和环保领域中，低温SCR技术已经得到了广泛的应用，并取得了显著的成效。
首先，低温SCR技术可以在较低的温度下进行脱硝反应，通常在150-250摄氏度范围内。这种低温条件下的脱硝反应不仅能够大大降低能耗，还能够有效地减少催化剂的热失活，延长催化剂的使用寿命，降低了运行成本。
其次，低温SCR技术对NOx的脱除效率高，可以将NOx转化成无害的氮气和水蒸气，达到了环保减排的目的。在燃煤电厂、钢铁厂、水泥厂等工业生产过程中，通过低温SCR技术，可以有效地减少大气中的污染物排放，改善环境质量，保护生态环境。
此外，低温SCR技术的应用范围也在不断扩大。除了工业生产领域，低温SCR技术还可以用于汽车尾气的处理、燃气锅炉的脱硝等领域，为各行各业提供了一种高效、低成本的脱硝解决方案。
总的来说，低温SCR技术在环保减排、节能降耗、提高生产效率等方面都具有显著的优势，是一种非常值得推广和应用的脱硝技术。随着环保意识的增强和环保政策的不断加强，相信低温SCR技术将会在未来得到更广泛的应用和发展。
