摘要：伴随着我国现代化的不断推进，人们的生活水平的不断提高，环保逐渐成为人们重视的对象。选择性催化还原（SCR）由于其技术成熟，脱硝的效率特别的高，运行稳定，投资成本较低等优点，在全球范围内得到了很高的认可。文章围绕
关键词：SCR脱销技术；催化剂；还原剂
1.工程概括
厂址位于南山区南部，该处地势北高南低，所在区域为濒海的蛇口工业区。厂址西北紧邻赤湾山，厂址东北约3.2公里有海拔336公尺的大南山，西北面约0.7公里有海拔289公尺的小南山，南面是珠江口。
厂址地面标高在3.0-5.0米之间（黄海高程）。厂区所属地貌为海滨海岸，地貌形态为海滩，组成厂区的地基土层主要有：滨海堆积物，落岗岩残积土及下伏花岗岩。建设规模达到2*400吨/天 生活垃圾焚烧炉配套烟气SCR脱硝设施。
2.总的要求
（1）本项目为2*400t/d生活垃圾焚烧炉配套烟气SCR脱硝技改设施，每一条焚烧线应单独配备一套。
（2）SCR脱硝系统的启动/停止、再生、运行不能对现有烟气、余热炉、焚烧炉、压缩空气系统等造成影响，SCR脱硝系统的运行及处理效果能够适应垃圾焚烧负荷的变化。
（3）系统须能实现无人值班全自动运行，并采用成熟、安全、环保、节能的工艺技术和设备，造价合理，运行费用低，系统布局设计充分考虑运行、检修时的安全性、方便性。
（4）整套SCR脱硝系统的寿命为30年，催化剂性能保证期不低于3年。
（5）应采取充分可靠的措施减轻本系统设备在停运过程的结露腐蚀及在设备启停期间的低温氨腐蚀问题。
2.工艺方案
（1）本项目采用“中温SCR脱硝”工艺，运行温度230±5℃，每条焚烧线配置一套SCR脱硝系统，共2套SCR脱硝系统及增压风机系统。脱硝系统烟气处理流程为：引风机→GGH→SGH→喷氨格栅→SCR反应器→GGH→增压风机→烟囱。烟气通过引风机后，再进入本次新建的烟气处理系统。SCR反应塔前采用烟气-烟气换热器（GGH）+蒸汽-烟气加热器（SGH）对烟气进行升温，烟气温度约145℃进入GGH，GGH的吸热侧烟气出口温度升至约195℃，其余温差经由蒸汽-烟气加热器补充，最终将烟气加热至约230℃后进入SCR反应塔，SCR出口烟气进入GGH放热侧，充分回收利用烟气余热，而后经过风机进入烟囱排放，排烟温度约175℃。
（2）每套 SCR系统设置旁路，2套SCR系统设置1套再生系统。
本项目中氨水储存使用电厂现有的SNCR系统储存罐，南山厂每条焚烧线配置一台氨水泵，两条线公用一台备用氨水泵。氨水泵可共用进口母管。两条线需具备独立的氨水泵出口至SCR系统氨水输送管道。两条氨水输送管道均需设置远传流量计及就地流量表计。可共用催化剂再生系统。
3.各分系统工艺方案 （以下工艺配置均按一台焚烧炉描述）
3.1脱硝还原剂储存、制备、分配系统
氨水贮存、制备、分配系统主要包括：氨水罐、氨水供应泵、氨水计量分配装置、氨水喷枪、混合蒸发器、稀释风机、稀释风加热器等设备。氨水由氨水槽车运送，利用氨水卸料泵将氨水由槽车输入氨水罐内。用氨水泵将氨水送入氨水计量分配装置，氨水以气态形式经氨格栅进入烟道。为确保喷氨均匀性，氨水进入烟道前需与加热后的稀释风混合。
SCR脱硝系统氨水与SNCR脱硝系统使用同一氨水罐，卖方负责在现有氨水罐备用接口连接到氨水供给泵，氨水泵采用多级离心泵，两炉各设置1台氨水供应泵，2炉共用1台氨水泵，采用2用1备布置，每台泵入口设置电动门、Y型过滤器，泵出口设置远传流量计、就地流量表计、压力表、逆止阀。
氨水分配装置通过电动调节阀调节氨水流量，同时设置远传流量计、压力变送器、就地压力表、逆止阀、Y型过滤器。
稀释风系统包括稀释风机、稀释风加热器。稀释风设计两路取风口：一路为从SCR反应器出口取气；另一路取自室内空气。每台炉设置2台耐高温（>350℃）稀释风机，一用一备，稀释风机应该满足脱除烟气中NOx最大值的要求，并留有一定的10%余量，压头应在管路阻力计算基础上考虑20%余量。
稀释风机风机入口设置可拆卸式滤网，并充分考虑噪音消除措施，设置消音器。风机出口设置逆止门，就地压力表，风机出口采用软接头连接。风机出口需设置流量计。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆稀释风采用蒸汽加热，稀释风加热器前后均设置就地压力、温度测点，并分别设置稀释风压力传感器、温度传感器，实现就地显示、远传监控功能。
混合器应保证氨气蒸发混合均匀，入口设置温度传感器，出口设置温度、压力、流量传感器。
3.2 烟道
烟道由主烟道、旁路烟道、加热再生烟道构成。烟道设计能够承受如下负荷：烟道自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。烟道材料为Q235B。烟道最小壁厚至少按6mm设计。旁路烟道和再生烟道内壁做有机硅防腐。烟道考虑凝露疏水设计及防腐。
SCR系统设置进出口挡板门和旁路挡板门，挡板门为单轴双百叶挡板，挡板采用密封空气密封，SCR反应器主烟道进出挡板门为调节型，旁路挡板为气动调节型，实现远程自动控制。SCR系统停运或故障期间，旁路系统能够及时可靠投运，反应时间不超过3S。其他挡板门可选用开关型。
挡板密封风机入口设置可拆卸式滤网，并充分考虑噪音消除措施，必要时设置消音器。风机出口设置逆止门，就地压力表，风机出口采用软接头连接。风机出口需设置流量计。密封风采用电加热，密封风加热器前后均设置就地压力、温度测点，并分别设置密封风压力传感器、温度传感器，实现就地显示、远传监控功能。挡板密封风压力需大于烟道内压力200pa以上。
应在烟道的适当位置配有足够数量和大小的人孔门，以便于维修和检查。另外，人孔门与烟道壁分开保温，以便于开启。
在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处等，以及根据卖方提供的其他烟气流动模型研究结果要求的地方，由卖方设置导流板和整流器。GGH原烟气和净烟气进出口、SGH烟气入口、喷氨格栅等地方的烟气整流/导流需要进行数值模拟。
为了使与烟道连接的设备的受力在允许范围内，特别要注意考虑烟道系统的热膨胀，热膨胀通过膨胀节进行补偿。膨胀节耐温不低于400℃。
3.3 SCR反应器（尺寸结构联络会确定）
SCR反应器的设计应充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。反应器内催化剂按照2+1的方式布置，安装2层，预留1层，反应器设计成烟气竖直向下流动，反应器入口应设气流均布装置，反应器入口及出口段应设导流板。反应器内流场需做数值模拟。对于反应器内部易于磨损的部位应设计必要的防磨措施。反应器内部各类加强板、支架必须考虑热膨胀的补偿措施。
反应器配有可拆卸的催化剂测试元件，由卖方根据运行工况对测试模块进行取样分析（卖方给予三年的免费检测），以便确定催化剂运行情况及再生时间。
反应器设计考虑内部催化剂维修及更换所必须的起吊装置和平台。起吊装置的起吊高度应满足所有催化剂进口的起吊要求，起吊重量按照催化剂模块重量确定。
反应器设计必须考虑不同品牌催化剂互换的适应性，必须适用两种品牌以上催化剂。催化剂模块之间、催化剂模块与支撑梁之间、催化剂模块与反应器内壁之间需做密封处理。
反应器壳体采用Q345B，壁厚8mm。
反应器的设计能够承受如下负荷：烟道及反应器自重、风荷载、地震荷载、灰尘积累、内衬和保温的重量等。
SCR反应器本体设计温度不小于350℃，应能承受运行温度400℃的考验，而不产生任何损坏。
反应器需预留足够数量监测孔，满足性能验收流场均匀性检测要求。
为防止增压风机故障或跳闸瞬间系统正压过大，需在SCR系统前主烟道设置防爆门，同时需考虑防爆门动作时人身及设备安全。
催化剂（催化剂用量计算联络会确定）
本工程使用中温蜂窝式催化剂。催化剂应整体成型，即制成模块，方便催化剂的安装。
催化剂设计考虑燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒。应提供说明对燃料中有害微量元素的限制值，以及所采取防止催化剂中毒的有效措施。催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间。催化剂模块采用框架结构，耐高温、耐腐蚀，并便于运输、安装、起吊。催化剂设计反应温度230±5℃，能满足该烟气温度下长期运行，同时催化剂应能承受运行温度400℃，而不产生任何损坏。催化剂为SCR脱硝系统的关键材料，采用原产地进口品牌，供货时提供原产地证明及报关单。本项目采用奥地利富蓝德公司Ceram催化剂。催化剂本体钢结构框架需做高温防腐。
4.结束语
综上所述，SCR 脱硝技术的研究已有十多年，技术较为成熟，而我国SCR 脱硝技术才刚刚起步，基本依赖国外的研究成果。我国应该加快SCR 技术的研究，完成SCR 脱硝的自主设计和建设，在保证质量、安全、可靠、节能，并充分考虑长期运行的经济性的前提下，降低系统造价，适合推广应用。
论文作者:倪烨
论文发表刊物:《电力设备》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30