脱硝尿素站尿素溶解系统优化探究.doc

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1、脱硝尿素站尿素溶解系统优化探究【摘要】目前SCR脱硝还原剂氨气有四种较常用的生成方式，分别为：液氨气化、尿素炉外热解、尿素炉内热解和尿素水解，简要介绍这4种工艺的反应原理、工艺特点，并对其进行了技术经济比较分析。分析结果表明4种工艺方案各有优劣，火力发电厂应根据自己自身条件选择最适合自己的制氨工艺。【关键词】火力发电厂；烟气脱硝；尿素站；尿素溶解随着国家对环境保护标准的日益提高及《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)颁布，越来越多的火力发电厂需要安装烟气脱硝装置以减少NOx气体的排放，满足排放标准的要求。根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160,液氨属乙A类液体，

2、氨气属乙类有毒气体，因此如果采用液氨作为脱硝还原剂，需考虑液氨在运输、储存、使用过程中的安全问题。虽然通过合理的设计及小心的操作可以减少液氨泄露事故的发生，但是对于一些处于市区或引用水源附近的火力发电厂为了杜绝液氨泄露事故的发生对周围的居民产生不良影响，应避免采用液氨作为脱硝还原剂。这种情况下就需要采用通过尿素制氨的工艺来提供脱硝还原剂。尿素制氨需要将尿素颗粒与去离子水配制成指定浓度（40〜60%）溶液后输送至尿素溶液储罐储存，配制好的尿素溶液通过高流量循环模块（HFD）输送到计量分配模块（MDM）,该计量模块能根据系统氨需量自动控制尿素溶液进入流量，并利用压缩空气将尿素溶液雾化并通过喷

3、头喷入热解室（DC）内，与经由稀释风机、换热器和电加热器输送过来的高温空气混合热解，生成NH3、H20和C02,分解产物与稀释空气混合均匀并喷入脱硝系统。本文对尿素溶液溶解系统设备布置进行讨论并提出优化方案。1常规尿素站尿素溶解系统介绍常规尿素溶解系统采用了两种上料途径，考虑尿素采用袋装和散装两种来料运输方式时的存储、溶解的工艺流程。采用袋装尿素时的基本工艺流程为袋装尿素从仓库运至自动拆包机，经拆包后成为散装尿素颗粒，经由斗提机将尿素颗粒提升至溶解罐进口，将其投进已经加水并加热的溶解罐中进行溶解，溶解后的尿素溶液通过泵输送至尿素溶液储罐储存供后续工段使用。采用散装尿素时的基本工艺流程为散

4、装尿素运输形式配套了尿素颗粒筒仓，采用气力输送的方式将散装尿素颗粒装入筒仓内。当配制尿素溶液时，筒仓内的尿素经过自动称重模块计量后进入溶解罐。2尿素站溶解系统优化的原因尿素的化学式：CO(NH2)2,是无色或白色针状或棒状结晶体，工业或农业品为白色略带微红色固体颗粒，无臭无味。具有很强的吸湿性，为防止吸湿后板结，在使用前一定要保持尿素包装袋(如采用袋装)完好无损，运输过程中要轻拿轻放，防雨淋，贮存在干燥、通风良好、温度在20度以下的地方。根据常规尿素溶解工艺，袋装尿素经过自动拆包机拆包后尿素颗粒进入斗提机料斗，经提升后进入尿素溶解罐内。因为尿素颗粒易潮解的特性，吸湿后易粘附在斗提机的板链

5、上，容易使链条发生锈蚀，使得该设备不能正常运行，斗提机出料口与溶解罐进料口连接在一起，即使安装了插板阀防止溶解罐内的水汽进入斗提机，但是在投料时仍然不能避免水汽进入斗提机内。以广东2xl25MW机组为例，该电厂位于广州市黄埔区，共有两台125MW机组，总装机容量为250MW,原有SNCR脱硝于2009年3月完成验收监测投入使用。后经尿素炉内热解SCR脱硝技术改造，两台机组分别于2010年12月，2011年12过通过168试运，脱硝出口NOx排放值低于100mg/Nm3,脱硝还原剂采用尿素。图3广东2X135MW机组尿素站流程示意图根据广东2X135MW机组发电公司其尿素溶解系统即常规尿素

6、站溶解系统，采用斗提机将尿素颗粒输送至尿素筒仓，然后进入尿素溶解池溶解，或直接从溶解池入口将尿素倒入，尿素溶解池为地下布置。根据长期的使用尿素作为脱硝还原剂并运行的经验，由于尿素易板结导致尿素筒仓基本无法正常使用，日常配料采用人工从尿素溶解池进口倒入。综上所述，在尿素溶解过程中采用斗提机投料和筒仓具有一定的风险性，可能会因为溶解时的水汽等因素导致斗提机和筒仓腐蚀、卡死等。因此为解决这个问题对尿素溶解系统提出了两套优化方案。3尿素站溶解系统优化方案3.1尿素站溶解系统优化方案一把溶解罐放置在地上，取消斗提机，为了使拆包后的尿素颗粒通过重力直接进入溶解罐，则需要把自动拆包机布置在溶解罐的上方

7、。为了降低劳动强度，专为拆包机增加输送皮带，把仓库里的袋装尿素直接通过皮带运输至拆包机。此方案可解决尿素板结引起的设备故障问题，但是同时带来了以下的问题：（1）此工艺方案要求拆包机安装布置在较高位置，标高约4.4米，才能保证尿素颗粒能直接进入溶解罐，增加了尿素车间平台荷载。（2）自动拆包机布置在二楼，检修也较困难，需增设相应的检修平台。（3）需要增设一条皮带，长约16米。3.2尿素站溶解系统优化方案二把溶解罐布置在地面以下，混合泵安