玉峰烟气脱硝技术方案上课讲义.doc

玉峰烟气脱硝技术方案

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玉峰烟气脱硝技术方案

一、项目工程分析
一台75t/h，一台90t/h循环硫化床锅炉的烟气净化工程，目前采用炉内喷钙法脱硫。
烟气量：75t/h锅炉：160000m3/h，温度120℃
90 t/h锅炉：190000m3/h，温度120℃
SO2：400mg/m3
NOX：200mg/m3
分析：
如果仅仅烟气脱硝的话，SNCR法不能使用，主要原因：循环硫化床锅炉燃烧温度一般<950℃，而SNCR法的温度窗为930-1080℃，效果不佳；SCR法的效果好但投资较大，二台锅炉一般的造价按烟气量折算，以环保部的测算一套30万kw的机组为238元/kw的投资来估计，约在1200万元左右，使用运行费用约在390万元/年，其中催化剂为30-35%，约为700-800万元，按两年寿命计算，年折旧约350-400万元，按三年寿命计算为年折旧240-280万元。
按GB13223-2011标准规定，SO2的排放<100mg/m3，NOX<100mg/m3，锅炉目前的排放中：SO2的脱除率≥75%，NOX脱除率≥50%，而目前由于PM2.5的影响，颗粒物排放也要求≤30mg/m3。因此，玉峰的项目应当分为二种，即全面满足GB13233-2011的要求的方案以及只满足厂方的脱硝要求的方案。

二、仅满足厂方脱硝要求的方案
该方案仅脱硝使NOX的排放≤100mg/m3，采用中低温固体催化剂技术利用锅炉烟气中的CO，O2等成分，其技术原理为：
C+H2O→CO+H2
CO+O2→CO2
2H2+O2→2H2O
2CO+2NO→2CO2+N2
2H2+2NO→2H2O+N2

整个方案为每炉一个催化塔，中填低温催化剂，安装在除尘器后，因此不用复杂的吹扫装置，锅炉进风口增加喷水系统，催化剂寿命为5年，大于SCR法催化剂的2-3年，以及催化剂吊装设施。
由于催化剂开孔率仅0.42，即42%，根据烟气量160000m3/h和190000m3/h，计算：
160000/3600*3*0.42*1.1=31m2，按36m2（6×6m2）计72m3
190000/3600*3*0.42*1.1=38m2，按42m2（6×7m2）计84m3
共二塔，其中催化剂为72+84=156m3
如果是SCR法的催化剂价格（市面最低价）为4.5万元/m3，正规厂为6-8万元/m3，计算光催化剂价格为702万元；我方为长期合作半价计算为312万元。
在引风机压头足够的前提下，整个造价为630万元，包括二个催化塔建造，防腐、安装等，以及均流器、催化剂和喷雾改造等。
主要运行费用（引风机、催化塔动压损失约800Pa）和水、泵运行的费用，需根据锅炉运行状态进行调整。
该方案的优点：1）投资省；（2）不需改造锅炉；（3）结构简单；（4）不需额外增加吹扫装置、氨等系统，运行费用低。
该方案的缺点：水平放置，长期使用会积灰，仅可保障NOX的排放达标，其它的如SO2、颗粒物等均不能保证排放达标。
和SCR法、SNCR法的比较如下：（一台75t/h和一台90t/h锅炉）

SNCR法
SCR法
LSCO法（低温法）
一次投资
约400万元
>1200万元
630万元
运行费用（8000h/年）
>400万元
>400万元
<100万元
风险
①出运行窗口，效率低
②改造锅炉
③运行用氨（液氨）
①效率高，溢氨
②改造锅炉
③液氨
①效率一般，达标
②不需要改造锅炉
③水

三、可以全面排放达标的方案
该方案最终达标为SO2<100mg/m3，NOX<100mg/m3，颗粒物<30mg/m3，气压损失为1800Pa，可以取消炉内脱硫系统，改为氨法，以化肥硫酸铵的收益抵消氨的运行费用，可以使用废氨水（河北钢铁有不少）。

吸收塔参数：
（190000+160000）×2.8/3600*5=58.3m2
即直径8.5m，二炉一塔结构
吸收液为8.52×π/4×2.5=142-145m3
催化剂用量以一次加3%计算为4.5吨
系统投资为660万元左右
催化剂90万元左右，年消耗约100万元/年
化肥（硫酸铵）生产线150万元左右（含厂房、中央控制等）
总计为660+90+150≈900万元

取消炉内喷钙脱硫，预计烟气中SO2的浓度可达到1800mg/m3，即630kg/h，可形成硫酸铵1.25吨/h，全年8000h为9875吨，按800元/吨计算为790万元/年（收益）
液氨按2800元/T计，全年消耗2545吨，计为712万元
水、电、人工等费用估计在200万元左右，加催化剂150万元/年，全年费用估计为1070万元，收益790万元，合计费用为300万元左右；如果全部采用钢铁焦化厂的废氨水，则费用可省712万元，盈利400万元左右。即投资：900万元，运行费用与氨的采购费用相关联。
主要脱硝原理：
O2+NO→NO2
NO2+H2O+NH3→NH4NO2+NH4NO3
NH4NO2+O2→NH4NO3

四、总的建议
如果厂方在不远的将来决定上220t/h的锅炉，并且将目前使用的75t/h、90t/h锅炉作为备用炉的话，我方建议贵公司采用后一种方案即液相催化法，主要理由如下：
（1）如果新上机组，避免不了氨法，不论采用SCR还是SNCR法都将采用氨法，那么此次上的氨系统可以以后继续沿用不会浪费；
（2）随着环境法规的加严，如颗粒物、NOX等排放，未来的发展趋势将是双塔方案的发展方向，如下图，那么此次的吸收塔可以作为新上220t/h锅炉（烟气量390000m3/h）的脱硫塔或脱硝塔，可以避免重复投资；220t的烟气量39万m3/h和目前的75t/h、90t/h加起来的烟气量35万m3/h相差不多，采用二级净化系统，即使未来有新的需求，如脱汞、VOC以及脱碳（CO2），双塔结构也有足够的升级富裕度；
（3）同样，化肥系统也不会浪费，220t/h的锅炉上同样可以使用；
（4）从经济上可以比较220t/h脱硫脱硝可能的投资，按双碱法脱硫的投资，220t/h锅炉约为700万元左右，SCR法约为1700万元左右，双塔结构的投资为660×2+90+150=1560万元，比双碱法脱硫+SCR法脱硝节省840万元，比SCR法还节省140万元左右，运行费用由于双塔结构，可分别生产硫酸铵和硝酸铵钙，而硝酸铵钙的价格为1700-1800元/T（17%含氮），运行费用几乎可以为正效益，而SCR法则按NOX400mg/m3计算，年8000h运行费用约在550万元，催化剂折旧不少于200万元，而双塔法所生产的化肥收益将大于200万元/年。
如果仅为一设施，可采用第一种方案，里面可少放催化剂或省略，那样300万元之内就可以办到。

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