玻璃窑炉脱硝技术方案

一、        项目总说明
1.1项目概述
**有限公司新建一条**m2天然气玻璃窑炉生产线，新窑炉每天玻璃融化量为230吨，吨玻璃用气量为190m3天然气，窑炉生产线烟气量为50000 Nm³/h。因为玻璃窑炉工况复杂，在生产过程中会产生较高的NOx、 SO2和粉尘等污染物排放，根据国家环保部颁发的国家行业标准及地方标准的要求，需要配套一套环保治理设备，并保证NOx排放小于200mg/Nm³，SO2排放小于50mg/Nm³，颗粒物排放小于10mg/Nm³。
1.2烟气参数及指标要求
序号        项目        单位        数值
1        玻璃窑炉融化面积        m2        *
2        燃料        /        天然气
3        每天熔化量        t/d        230
4        天然气耗量        m3/d        
5        烟气总量        Nm3/h        50000
6        SO2初始排放浓度（氧含量8%，标态干基）        mg/Nm3        ≤200
7        NOx初始排放浓度（氧含量8%，标态干基）        mg/Nm3        ≤3500
8        粉尘初始排放浓度（氧含量8%，标态干基）        mg/Nm3        ≤1000
9        窑炉出口温度        ℃        ≥300
10        设计处理后NOx排放浓度        mg/Nm3        ≤200
11        设计处理后SO2排放浓度        mg/Nm3        ≤50
12        设计处理后粉尘排放浓度        mg/Nm3        ≤10
13        氨逃逸        mg/Nm3        ≤8
14        年运行时间        Hr/y        8600
1.3项目方案概述
本项目工程根据业主方提供的烟气参数及要求，提供以下烟气处理方案：
烟气脱硝处理系统采用低温选择性催化还原工艺（SCR），还原剂采用20%浓度氨水；除尘采用布袋除尘器；除尘器前设置一套干法脱硫装置，脱硫剂采用NaHCO₃（小苏打）或Ca(OH)2。
工艺流程为：窑炉出口烟气（≥300℃）→余热锅炉+水冷换热器（互为备用）→干法脱硫→布袋除尘器→低温SCR脱硝→引风机→烟囱。
干法脱硫、布袋除尘、低温SCR脱硝装置利用窑炉烟道旁场地就近布置。

二、
玻璃窑炉烟气脱硝技术方案
2.1脱硝项目简述
2.1.1工程名称：**玻璃有限公司玻璃窑炉烟气脱硫、除尘、脱硝工程
2.1.2 建设地点：
2.1.4 运输：汽运
2.1.5  燃料：天然气
2.1.6  输配电布置：业主提供，满足脱硝装置要求。
2.2技术要求
当装置进口烟气中初始NOx的含量不大于3500mg/Nm3时，保证脱硝装置出口烟气中NOx含量小于200mg/Nm3。
2.3技术方案
本方案设计基于我公司对同类脱硝装置的设计经验。
设计排放标准按照业主要求执行。
还原剂采用20%氨水。
催化剂采用窑炉专用低温蜂窝式催化剂。
脱硝方案的设计遵循：
1）业主提供的窑炉烟气参数及要求。
2）《工业炉窑大气污染物排放标准》。
3）《建材工业大气污染物排放标准》。
2.3.1脱硝工艺原理
脱硝工艺采用选择性催化还原方法，该反应发生在装有催化剂的反应器里，烟气与喷入的氨在催化剂的作用下反应，实现脱出氮氧化合物。烟气中的氮氧化合物通常由95%的NO和5%的NO2组成，它们通过以下反应转化成水和氮气。
4NO        +4NH3+O2→4 N2+6 H2O
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O
1NO2+1NO+2NH3→2N2+3H2O

NOX的转化率由如下公式表示：

ηNOx —— 脱硝效率%
NOxin —— 反应器进口NOx浓度
NOxout —— 反应器出口NOx浓度
相对于反应器上游进口处的NOX浓度，需要的NH3量几乎与NOX的转化率成正比。
2.3.2窑炉SCR脱硝的难点
2.3.2.1窑炉烟气氮氧化物浓度较高：相较于电站锅炉，氮氧化物浓度一般超出一倍以上甚至更多，一般都在2000mg/Nm3以上，故在催化剂的布置上需要合理布置、烟气的流场设计上需要合理设计而予以应对。
2.3.2.2窑炉烟气较一般电站锅炉烟气复杂：由于生产中要加入产品原料等物质，以及原料熔融过程中产生的碱金属、硫酸盐等，均会导致催化剂中毒，故此，在窑炉的脱硝治理中，催化剂必须要一炉一设计，既要合理的物理选型设计、又要针对性的化学选型设计。
2.3.3设计方案
本方案参照本项目地方标准要求，取SCR设计净烟气NOx排放小于200mg/Nm3。
脱硝装置安装在除尘系统后端，所以系统设计按低含尘考虑。
目前窑炉出口烟气温度≥300℃，先经余热锅炉降温后，烟气再经过干法脱硫、布袋除尘装置之后进入SCR脱硝装置，故我们使用温度区间在200℃～300℃的玻璃窑炉专用低温蜂窝式催化剂。
本方案设计为低温SCR脱硝工艺，一条玻璃窑生产线用一套SCR脱硝反应器，反应器处理烟气量按一台窑炉50000Nm3/h进行设计。反应器布置在窑炉后与烟囱排烟之前，反应器内催化剂采用4+1层布置方式，采用玻璃窑炉专用低温蜂窝式催化剂，立式布置。
2.3.4设备描述
2.3.4.1烟道系统　
烟气从窑炉出来，进入地下烟道然后由烟囱直排。先将地下烟道开口，将烟气引入烟气降温装置降温，烟气温度降低至260℃以下后进入干法脱硫和布袋除尘器，然后烟气进入低温SCR脱硝反应器，在反应器里烟气向下流过均流器、催化剂层脱除NOx，最后由引风机引入烟囱排出。
2.3.4.2 SCR反应器
为了满足环保全天候达标排放的要求，本项目反应器设计截面尺寸为2.0×5.0m，脱硝反应器按4+1层催化剂布置。
2.3.4.3催化剂
催化剂采用玻璃窑炉专用低温蜂窝式催化剂，主要活性成分为TiO2、V2O5和WO3。并针对窑炉复杂烟气成分进行一对一设计，防堵塞、防中毒。
催化剂采用单体独立包装防止运输碎裂，人工现场安装，催化剂在运输直到安装反应器门前，均需轻挪轻运，防止破损。
安装人员需戴防护口罩。
本项目催化剂总用量为：m3。（不含备用层）
2.3.4.4氨供应和贮存
氨系统按97.2%脱硝效率设计，窑炉设计最大氨水（20%）供应量为*kg/h。
氨水系统由以下主要部件组成：
-氨注射喷枪——安装于通向SCR的烟道内部，带有雾化喷嘴。喷枪将雾化后的氨水注入烟道，注入的氨流量与NOx 浓度匹配；
-每个注射区的手动流量控制阀
-阻隔装置和阀
-电气、测量和控制设备
人员安全设备及其它
管道、阀门、绝热保温设备
必要平台、楼梯
安装、启动和性能试验的服务内容
2.3.5电气系统描述
脱硝的用电主要包括两个部分：
1）反应器及其附属设备部分，这部分电源可以从厂用电按炉分段的低压PC段引接，
2）氨贮存供应系统，这部分为公用系统，其用电从厂用电公用PC段引接。
电气系统包含以下几个部分：
-动力分配系统
-电缆和桥架
-其他辅助系统
动力分配系统分配动力到风机、泵和SCR工程相关的其它用电设备。
电缆和桥架系统提供从各种分配设备和分配盘输送电能到用电设备。电缆同时提供电能分配母线的互相连接和各种仪表、控制、保护和通信系统设备的信号输送。桥架提供电缆的支撑、机械保护和分配。
电缆和桥架系统的主要部件如下：
-动力电缆
-控制电缆
-仪表与热电偶电缆
-照明电缆
-电缆桥架
-导管
-附件如接线盒等
其他辅助系统的作用是提供SCR工程有关的设备保护、人员安全和方便、通行舒适和设备维护的手段。
其他辅助系统的主要由以下几部分组成：
-照明和插座
-防雷接地系统
-管道伴热
-通讯系统
-火灾报警和消防系统
仪用空气系统用于供应SCR及其辅助设备需要的所有仪表空气，仪用压缩空气气源由业主提供。
PLC用于提供SCR附加工程的所有控制、监视、报警功能。SCR设备和控制装置通过PLC控制。详细信息如操作控制台的数量或要求、DPU和I/O终端柜的位置，等等在详细设计中确定。
2.3.7运行
脱硝装置安装完成并调试合格后，在炉窑脱硝系统的调试试运行后的两个月内必须进行首次投运。
吹灰条件：
采用热敏管网吹灰器吹灰，吹灰介质采用压缩空气，通常在下列情况下须进行吹灰：
-在低负荷运行后；
-在设备关闭之前；
-在出现明显的压降之后。
-正常运行每班固定吹扫频次
2.4工艺计算汇总
设计脱硝效率：≥97.2%
20%氨水耗量：*kg/h
阻力：每台反应器<1000Pa。
2.5供货范围
2.5.1催化剂
初期装入的催化剂组成：
催化剂体积：                          m3
催化剂类型                                                  低温蜂窝式        
每台反应器催化剂填充层数                                     4层        
每台反应器催化剂备用层数                                     1层
2.5.2反应器
-1个反应器本体（包括内部支撑催化剂的钢构架和人孔等）；
-1个反应器入口罩；
-1个反应器出口罩；
-1套反应器支撑钢构架；
-1套反应器平台楼梯；
2.5.3烟道系统及引风机
2.5.3.1 烟道系统
（1）一路SCR反应器入口烟道；一路SCR反应器出口烟道；一路SCR反应器旁路烟道。
（2）一路余热锅炉烟道；一路水冷换热器烟道；一路余热锅炉旁路烟道。
2.5.3.2 引风机
建议引风机风量：95000m3/h，风压：5500Pa，N=220kW，变频控制。
2.5.4自动热敏吹灰系统
        每台反应器吹灰系统组成：
- 4套管网吹灰器，每层1套，不含备用层。
-1套吹灰管道系统
- 1套仪用和阀门用空气管道系统及配套附件
2.5.5氨供应设备
氨供应系统，包括氨注入系统。氨区系统设备包括：
-氨水储罐，42m3，材质304。
-1台卸氨泵。
-2台氨水输送泵，一用一备。
- 2套氨注射喷枪，一用一备。
- 管道及阀门。
2.5.6管道系统
不同SCR部件与终端间的连接管道材料, 包括弯头、配件、 法兰、 垫圈、螺栓等，管道系统将用于下述介质：
-20%氨水
-氨水
-吹灰空气
-仪用气
-喷洒水
-排出气体
2.5.7保温
烟道、反应器、吹灰管道需要保温。
保温钉、压板、支腿等保温用金属件的设计和供货由供方负责，保温材料采用4层50㎜硅酸铝板，容重100kg/m3，SCR壳体、烟道保温外护板采用0.5mm厚的彩钢板。
2.5.8仪表与控制
单套脱硝系统仪表与控制系统组成        
- 1套PLC系统。  
- 1 套SCR系统运行要求的就地仪表
-仪表电缆
2.5.9电气
- 氨供应设备的控制箱
- 接线盒
- 接地材料
- 至MCC电缆
- 电缆桥架
- MCC柜
- 电器本体安装确保可靠接地
2.5.10烟气降温系统
烟气降温装置采用余热锅炉+水冷换热器互为备用形式，两个设备并联安装，系统主要使用余热锅炉，但当余热锅炉需要清洗或检修时切换为水冷换热器使用。
在两台设备旁增设一路旁路烟道，旁路烟道挡板、余热锅炉出口烟气挡板、水冷换热器出口烟气挡板均设计安装电动调节型执行器，可根据布袋除尘器进口烟气温度自动调节挡板门开度，保证烟气温度控制在250~260℃左右进入布袋除尘器。
2.5.11建筑
SCR系统所有设备均按室外布置。若需要独立电气设备控制室，可以由供方设计提资，由业主方施工。所有土建均由供方设计，业主方施工。
2.5.12土建设计
不包括与地质勘测、土壤状况、地基荷载和对地基的静态分析本项工程有关的设计工作。

资料很好，学习一下

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