合成氨装置辅助锅炉烟气脱硝技改总结.pdf

氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月作者简介:邹应超()男助理工程师从事合成氨生产操作及维护工作.节能技改合成氨装置辅助锅炉烟气脱硝技改总结邹应超(中海石油化学股份有限公司 海南东方)摘 要:分析辅助锅炉运行中存在的瓶颈问题介绍主流的烟气脱硝技术按工艺需求筛选出脱硝路线在脱硝改造中有效解决实际存在的难题保证辅助锅炉烟气氮氧化物符合环保标准 关键词:辅助锅炉 氮氧化物超标 烟气脱销 技术难题 改造总结 中图分类号:文献标志码:文章编号:():./.装置简介中海石油化学股份有限公司一期合成氨装置采用英国 工艺生产能力为/该装置自 年投产以来总体运行稳定能耗低 装置配有压力为.、温度为 、最高质量流量为 /的高压蒸汽辅助锅炉用于补充系统蒸汽辅助锅炉采用两种运行模式:一种是燃气透平与辅助锅炉联运运行模式()即正常工况时燃气轮机产生的高温乏气作为辅助锅炉燃烧空气可以回收余热降低能耗一种是辅助锅炉独立运行模式()即开停车时风机启动提供燃烧空气 辅助锅炉现状介绍自辅助锅炉于 年投产以来因省煤器材质劣化出现泄漏、过热器盘管弯曲和耐火材料裂纹串气等诸多问题 更换省煤器和过热器后近几年辅助锅炉已经具备长期稳定运行的条件 目前国家环保排放政策趋于严格辅助锅炉烟气中氮氧化物质量浓度排放标准由/下调至/造成辅助锅炉氮氧化物超标重要来源的燃气轮机已于 年完成预期改造燃气轮机乏气中的氮氧化物质量浓度由原来 /降至 /测算发现如果辅助锅炉不继续进行脱硝改造其烟气中氮氧化物质量浓度接近国家环保排放标准的上限值(/)因此需要进行二次脱硝改造以利于装置的稳定运行 辅助锅炉脱硝原理与技术.选择性非催化还原法烟气脱硝技术简介选择性非催化还原法烟气脱硝()技术是目前主流的烟气脱硝技术之一 在炉膛 这一狭窄的温度范围内、无催化剂作用下或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的 基本上不与烟气中的 发生反应据此发展了 法 其主要反应方程式为:氨为还原剂:()尿素为还原剂:()()()()当温度过高时部分氨还原剂就会被氧化而生成 发生副反应其主要反应方程式为:().选择性催化还原法烟气脱硝技术简介选择性催化还原法脱硝()技术是在催化剂作用下向 的烟气中喷入 将还原成 和 其主要反应方程式为:()氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月()辅助锅炉烟气脱硝技术路线选择.脱硝技术比较选择性还原法烟气脱硝技术性能比较见表.辅助锅炉工艺要求()辅助锅炉压降不能过高 在本装置中燃气轮机乏气作为辅助锅炉的燃烧空气燃气轮机排气通道与辅助锅炉紧密相连 因此辅助锅炉进出口不允许存在过高的压降避免压差高造成燃气轮机内燃气流速降低导致气流不畅通从而影响燃气轮机的功率与效率()辅助锅炉本体结构紧凑 辅助锅炉结构中其过热器与省煤器之间空间较小无法安装过多的催化剂表 选择性还原法烟气脱硝技术性能比较项目还原剂或尿素或尿素或尿素反应温度/(前段)(后段)催化剂催化剂不使用催化剂后段加装少量催化剂脱硝效率/反应剂喷射位置省煤器前过热器前综合 和 氨逃逸质量分数 (进口 /)/转化率/单层初始压降/催化剂化学寿命/催化剂机械寿命/喷枪脱硝效果()通过组合两只或多只喷枪进行调试记录脱硝效果好的组合方式()通过调节喷枪氨水流量、压缩空气压力等数据记录脱硝数值()通过调节氨水浓度记录脱硝数值 年 月进行脱硝试验相关数据见表 提高氨水压力有利于脱硝反应氨水浓度不宜过高经现场调试在辅助锅炉满负荷运行的表 年 月脱硝试验记录表日期氨水质量分数/东侧 喷枪氨水压力/东侧 喷枪氨水压力/东侧 喷枪氨水压力/东侧 喷枪氨水压力/西侧 喷枪氨水压力/西侧 喷枪氨水压力/质量浓度/()././././././././././././././.氮肥与合成气 第 卷 第 期 年 月液氨控制阀液氨流量氨水控制阀进入辅助锅炉的氨水总流量进入辅助锅炉的氨水压力图 喷氨装置简图情况下(燃气消耗量为 /)当氨水质量分数控制在 时辅助锅炉烟气中 质量浓度可稳定控制 /以下(折算值氧质量分数为)最低可达到/质量浓度比投用前下降 满足辅助锅炉脱硝技术要求 辅助锅炉脱硝改造效果脱销系统改造投用后彻底解决辅助锅炉在 运行方式下烟气 浓度超标的问题将辅助锅炉烟气中 质量浓度控制在 /以下比投用前下降 达到预期效果 但是辅助锅炉在 方式下烟气 仍然不达标 通过优化系统开车方案调整了开车顺序优先启动燃气轮机跳过 运行方式避免了脱硝改造对装置开车的影响 结语在本次辅助锅炉脱硝系统改造中通过前期调查和分析资料选择 组合脱硝作为此次辅助锅炉脱硝技改技术解决了单纯采用 脱硝催化剂可能会降低燃气轮机效率的问题确定了辅助锅炉前端 脱硝温度场及喷氨位置 通过喷氨试验确定了氨水适宜的浓度成功将辅助锅炉在 运行方式下烟气中 质量浓度稳定控制/以下解决本装置中辅助锅炉出口 超标的重大问题 此次改造工作为解决国内同类装置辅助锅炉烟气超标问题提供借鉴 下一步将继续研究辅助锅炉如何在 运行方式下降低烟气 含量使之达到环保标准参考文献 吴飞.燃气轮机废热锅炉在大型合成氨装置中的应用.大氮肥():.王继华.和/烟气脱硝技术的应用及对比.华电技术 ():.刘向龙 龚福华 娄小铁 郑文亨.锅炉脱硝的原理和技术.湖南工程学院学报(自然科学版)():.韩作斌.浅谈燃煤锅炉烟气脱硝技术.石油化工安全环保技术 ():.(收稿日期)