中国四川石化焚烧炉SNCR系统尿素制备项目

项目简介:

中国石油四川石化有限责任公司污水处理厂固体废弃物焚烧处理装置SNCR项目中的相关设备由科尔(天津)能源科技有限公司提供并负责调试运行的,其中尿素溶解、储存、输送部分成一个整体撬装,集成化高,现场安装工作量小,使用方便。

一、工艺流程说明

本工程SNCR 脱硝工艺系统由还原剂尿素储存系统、输送系统、喷射系统三个系统组成。1020%尿素溶液储存在尿素储罐中。通过尿素供给泵输送到反应区并经脱硝自动控制系统控制其流量后由喷枪喷射器喷入。尿素进入炉膛后被迅速加热,形成氨气,与烟气中的NOx 发生反应。控制系统通过实测SNCR 投入运行时出口NOx 分析仪测量值,并将计算结果反馈给尿素流量调节阀以控制尿素的供给量。余热锅炉烟气入口段(尿素溶液喷入点选取烟气进入废热锅炉换热降温至800~950℃的温度区间)设置SNCR 喷枪。

2)尿素溶液制备、储存及输送系统

本系统工艺流程如下:

外购尿素——尿素配置罐——尿素溶液储存罐——尿素溶液输送泵

尿素配置罐的设计时充分考虑现场操作计量方便,同时满足正常工况下7天的尿素溶液用量,尿素储存罐的充装量按90%考虑。由于尿素的溶解过程是吸热反应,其溶解热高达-57.8cal/g(负号代表吸热)。也就是说,当1 克尿素溶解于1 克水中,仅尿素溶解,水温就会下降57.8℃。而50%的尿素溶液的结晶温度是16.7℃。所以,在尿素溶液配制过程中需配置功率强大的热源,以防尿素溶解后的再结晶。为了防止尿素溶液结晶所需的加热能耗,可配制约10-20%浓度。同时设置加热接口及加热盘管,采用蒸汽加热,凝结水出口管线设置疏水器,同时在整个SNCR 脱硝工艺中,尿素溶液总是处于被加热状态。

尿素配置罐设有人孔、尿素进口、蒸汽进口、循环回流口、尿素溶液出口、呼吸管、溢流管、排污管、液位、温度测量等设施。10-20%浓度尿素溶液结晶温度0℃,常温情况下一般不结晶。管道上设有冲洗孔,避免尿素结晶堵塞。尿素储存罐上安装必要的紧急关断阀、安全阀等安全保护装置。尿素配置罐和尿素储存罐均装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统。当尿素溶液储罐内温度或压力高时发出报警信号。当需要充填储罐时,低液位计会向主控系统(DCS)发送警报。储罐的实际容量由DCS 监测并显示。储罐为立式平底结构,储存罐露天放置时,尿素溶液储存罐的顶部四周应有隔离防护栏,并设有梯子及平台等安全防护设施。罐体外应实施保温。

2)还原剂喷射系统

还原剂喷射系统设置喷枪,用于扩散和混合尿素溶液。喷枪采用喷枪喷射器,喷射器的设计参数依据计算机模拟计算结果,并结合焚烧炉结构而决定的。向每个喷射器提供厂用压缩空气,雾化喷射器的尿素溶液。进口的压缩空气管道上设置调节阀用来控制雾化介质的压力。从控制系统出来后的尿素溶液通过一系列的气动阀门、手动阀门分别接至喷枪,调试阶段将手动阀门调节至适当位置后不变,保证单个区域内每个喷枪的尿素量相同,尿素溶液管道上设置就地压力表及就地流量计。喷枪的布置原则以尿素溶液雾滴能够最大覆盖区域截面。喷射器上的尿素溶液进口和雾化介质进口分别通过两根金属软管分别与尿素溶液管路、雾化介质管路连接,采用气力雾化方式雾化后喷入炉膛,雾化介质采用压缩空气。喷射器全部用不低于316L 不锈钢制造,喷枪、喷嘴等采用不堵塞喷嘴。喷枪及喷嘴材质耐磨,并能经受1250℃的环境温度。异物通过径大,不易堵塞。适用于喷射尿素及尿素的二流体喷嘴,构造简单易于维护。

二、SNCR脱硝关键控制要求

1) 控制系统通过实测SNCR投入运行时出口NOx 分析仪测量值,并将计算结果反馈给尿素流量调节阀以控制尿素的供给量。

2) 尿素配置罐和尿素储存罐均装有温度计、压力表、液位计、高液位报警仪和相应的变送器将信号送到脱硝控制系统。当尿素溶液储罐内温度或压力高时发出报警信号。当需要充填储罐时,低液位计会向主控系统(DCS)发送警报。储罐的实际容量由DCS 监测并显示。

3) 尿素储存罐上安装紧急关断阀和安全阀等安全保护装置。

4) 设置 SNCR 工艺所必须的安全联锁。

详细设备清单:

序号

名称

规格

数量

备注

1

尿素溶液制备输送稀释撬

KZT-CO(NH2)2-10

1

包含尿素溶解罐、手动葫芦、尿素溶液循环泵、尿素溶液储存罐、尿素溶液输送泵等

2

尿素溶液喷射撬

KPS-CO(NH2)2-1

1

包含计量、分配流量计和阀门等

3

喷枪连接软管及喷枪

316L不锈钢

12

包含SNCR喷枪及连接软管等


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