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          scr脫硝耗費的氨水用量如何計算?(一)
          作者:  來源: http://www.jordan8aqua.com/bhhj/n881.html   發布時間:2017-12-06


          1前言

          SCR工藝的基本原理為:在催化劑作用下,向適當溫度(約280~420℃ )的煙氣中噴入氨,氨與煙氣中NOX發生化學反應,將NOX還原成N2和H20,達到脫硝的目的,制備氨的脫硝還原劑有尿素、純氨和氨水3種。本文所討論的耗氨量計算公式僅適用于以純液氨作為還原劑的SCR脫硝系統。

          電站鍋爐排放的煙氣中的氮氧化物統稱為NOX,主要成分為NO站95%和NO2占5%,其他氮氧化物含量很少并且極不穩定[1],遇光、熱、濕變成NO和NO2,NO氧化變成NO2,所以燃煤鍋爐對大氣造成污染的氮氧化物主要是指NO2。通常情況下,核定氮氧化物的排放標準為NOX含量mg/Nm3(標準狀態,6%O2,以NO2計,干煙氣),本文所引用的相關計算公式所涉及的保證值以NO2計。

          2氨耗量計算公式

          SCR選擇性催化還原法脫硝技術以NH3作為還原劑時,液氨耗量的計算公式如下[2]:

          Wa=(Vq×Cno×17/(30×106)+Vq×Cno2×17×2/(46×106))×m

          本公式的應用條件為:SCR選擇性催化還原法、以NH3(純液氨)作為還原劑時、標準狀態、干基(干煙氣)、實際含氧量(實際過量空氣系數)、NOX保證值NO2計。

             在實際計算中,所提供的參數數據都應該轉化到上述條件下進行計算。對公式中的參數作以下說明:

          2.1 Wa的相關說明

          Wa是純氨的小時耗量kg/h,工程中是在機組滿負荷下SCR脫硝系統的實際最大噴氨量。純氨的實際耗量是SCR脫硝系統設計中的一個關鍵數據,系統中的一些主要設備的參數都是通過純氨耗量來設計確定的。

          1)  液氨儲罐的容量的選擇。通過Wa可以計算出液氨儲罐的容量,液氨儲罐的容量宜按照全廠脫硝系統設計工況下連續運行3-5天(每天24小時)所需要的氨氣用量設計,且要求儲罐實際液氨儲量不能超過罐體容積的50%。

          V=Wa×24×d/ρ×2

          V:液氨儲罐容積;d:3-5天;ρ:液氨密度。

          2)  液氨蒸發器選型。液氨蒸發器蒸發量設計中,蒸發量為大于Wa的一個標準規格即可,若Wa=300kg/h,蒸發器量選擇350kg/h標準。

          3)  稀釋風機流量選擇中,稀釋空氣量應按照機組滿負荷下SCR脫硝系統的實際噴氨量稀釋后混合氣體中氨氣的體積濃度不高于5%來計算,稀釋風機的流量在設計值基礎上加10%的余量。

          4)  氨空混合器的混合量設計即稀釋風量加上噴氨量。

          5)  在對催化劑的選擇中,催化劑的有效體積或數量是以滿足Wa減去逃逸部分的氨氣能夠完全反應的前提下設計的。

          2.2 Vq Nm3/h(標準狀態、干態、實際含氧量)的相關說明

           Vq是鍋爐滿負荷下反應器進口的最大煙氣流量Nm3/h(標準狀態、干態、實際含氧量)。

          1)  Nm3/h中的N表示標準狀態,即溫度0℃(T0=273K)、壓強為101.325Ka(1標準大氣壓),氣體摩爾體積22.4。工況下(實際狀態下)的干煙氣流量V實可以通過P0Vq/T0=P實V實/T實轉換成標準狀態下的干煙氣流量Vq.

          Vq=V濕×(1-q%)。

          2) 干態即干煙氣,實際測量的煙氣是含有一定的水分的濕煙氣V濕(標態,含水量為q%)?!        ?nbsp;                                       

          3)  實際含氧量為實際測量煙氣中的氧氣的體積百分率,含氧量與過量空氣系數α相對應,二者可以互相計算,公式如下:

          α=20.9%/(20.9%-O2實測值)

          其中:20.9%為O2在環境空氣中的含量;O2實測值為儀器測量煙道中的O2含量。

          4)  標態下,實際氧量下的干煙氣量與6%O2下的干煙氣量轉換關系如下:

          Vq6%O2=Vq×(20.9%-O2實測值)/(20.9%-6%)

          或Vq6%O2=Vq×1.4/α實測值

          6%O2對應α=1.4過量空氣系數與煙氣量成正比

          5)  SCR反應器通常布置在鍋爐省煤器出口、空預器入口之間,所以V q為鍋爐省煤器出口的干煙氣量。有的鍋爐的煙氣流量測量位置為引風機入口即空預器出口,工作人員隨即將這個煙氣流量作為脫硝設計參數提供給設計單位,這樣是錯誤的,因為空預器通常存在10%左右的漏風率,所以引風機入口的煙氣流量會比省煤器出口煙氣量大很多,不能作為SCR設計參數。

          2.3 C no2,C no的相關說明

          C no2,C no分別為反應器進口煙氣中NO2、NO濃度, mg /N m3(標準狀態,實際含氧量下的干煙氣)。

          1)工程設計中所提供的氮氧化物排放含量通常為mg/Nm3(標準狀態,6%O2,以NO2計,干煙氣),這就需要把氮氧化物排放轉化到實際氧量下的含量。轉換關系為:

          C nox6%O2= C nox(20.9%-6%)/ (20.9%-O2

          實測值),

              或C nox6%O2= C nox×α實測值/1.4

          氮氧化物含量與過量空氣系數α成反比。

          2)反應器入口實際氧量、標態、干煙氣中NO和NO2濃度的計算如下:

          C no = C nox/2.05×0.95×1.34

          C no2= C nox×0.05

          式中:0.95、0.05分別為NO、NO2在反應器入口煙氣中占NOx的體積比例;1.34、2.05分別為NO、NO2體積分率(ppmv)轉化為質量濃度(mg/Nm3)的系數μ,即μ=氣體分子量/氣體摩爾體積22.4,質量濃度(mg/Nm3)=體積分率(ppmv)×μ;Ppmv是按體積的百萬分之一。

          2.4公式中一些數字的相關說明

          耗氨量計算公式中出現的17、30、46、106數字說明如下:

          SCR反應器中NH3與氮氧化物的主要反應為[3]:

          4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

          2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O

          NH3的分子量17,NO的分子量30 ,NO2的分子量46,NH3與NO的反應比例是1:1,NH3與NO2的反應比例是2:1,耗氨量計算公式中將mg轉化為kg(1kg=106mg)

          2.5 m的相關說明

          m是實際脫硝效率及氨逃逸后的氨消耗量與100%脫硝效率時理論氨消耗量的比值。

          m =ηnox/100+γ a/22.4/(C no/30+C no2×2/46) 式中:ηnox為脫硝效率,%;γ a為氨的逃逸率,ppmv(標準狀態,實際含氧量下的干煙氣)。


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