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10.3 处理设备


10.3.1 当采用蒸发冷却塔处理酸性物质时,其处理设备应符合下列规定:

    1 塔体宜采用多段喷淋;

    2 塔体应采用耐腐蚀材质;

    3 喷嘴应为不锈钢316材质,并应采用碳化钨进行喷嘴硬化处理;

    4 处理设备应设置保温措施;

    5 塔底应设置防烟尘堆积设备及旋转排灰阀。

10.3.2 当采用袋式除尘器处理粉尘时,除尘设备应符合下列规定:

    1 宜为多排、多室排列方式;

    2 每排应设置备用除尘室;

    3 过滤风速应小于1.8m/min;

    4 宜采用离线喷吹清灰方式;

    5 设备应采取保温、加热措施。

10.3.3 当采用选择性非催化还原法进行脱硝时,其处理设备应符合下列规定:

    1 应通过还原反应去除氮氧化物;

    2 脱硝系统主要应由卸氨(尿素)系统、罐区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与调节系统、喷雾系统等组成。

10.3.4 当采用高效选择性非催化还原法进行脱硝时,其处理设备应符合下列规定:

    1 应通过还原反应去除氮氧化物;

    2 系统组成构件应包括反应室、试剂储存、多层次试剂注入设备及相关的控制仪器。

10.3.5 当采用逆流式活性炭选择性催化还原法进行脱硝时,其处理设备应符合下列规定:

    1 应通过催化还原反应去除氮氧化物;

    2 系统组成应包括氨储存系统、氨汽化系统、氨输送系统、催化剂输送系统、吸附系统、反应系统及监测控制系统。

10.3.6 氨供应系统应符合下列规定:

    1  液氨蒸发器应设置温度、压力控制装置,蒸发罐应安装安全阀;

    2  氨气缓冲槽应设置安全阀、排污阀等,排污阀排气应接入水池;

    3  应设置泄漏报警及联动切断装置。

10.3.7 脱硝氨区设备布置及氨水供应系统的设计应符合国家现行标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058、《石油化工企业设计防火规范》GB 50160、《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB 50493、《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007的有关规定。

10.3.8 排风机的设置应符合下列规定:

    1 风机应采用自动调速措施;

    2 应设置备用风机,并应保证进行切换时其废气处理系统的压力波动不大于30%;

    3 排风机的电机应按一级负荷供电;

    4 应采用耐高温、耐腐蚀的不锈钢材料制作。

条文说明

10.3.1 要采用碳化钨进行喷嘴硬化处理等措施是防止喷嘴堵塞。为确保废气以尽可能高的温度进入除尘器,蒸发冷却塔需保温。

10.3.2 袋式除尘器的气布比与废气的性质有关系。在纯氧燃烧的熔炉系统中,要以1.8m/min为正常设计值。

10.3.3 本条是关于选择性非催化还原法处理设备的要求。

    采用选择性非催化还原Selective Non-Catalytic Reduction,以下简写为SNCR技术,不使用催化剂;在850℃~1000℃的温度范围内,将含氨基的还原剂(如氨水、尿素溶液等)喷入炉内,将烟气中的氮氧化物还原脱除,生成氮气和水。

    在合适的温度区域,且氨水和尿素作为还原剂时,其反应方程式为:

    (1)NH3为还原剂:

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

    NO2具有氧化性,和NH3反应生成H2O和N2

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

    (2)尿素为还原剂:

2NO+2CO(NH22+O2→3N2+2CO2+2H2O

10.3.4 本条是关于高效选择性非催化还原法处理设备的要求。

    高效选择性非催化还原法(HESNCR)为SNCR的改进型(第二代的SNCR系统),有比SNCR更高的脱硝处理效果。

    HESNCR工艺通过氨气增温增压混合器,首先常温预先雾化氨水溶液,然后高温气化并增压,气态氨喷入待处理烟气的脱硝反应区内,使氨与烟气充分混合并接触反应。在炉膛800℃~1100℃这一狭窄的温度范围内,在无催化剂作用下,氨基还原剂选择性地还原烟气中的氮氧化物,基本上不与烟气中的氧反应,主要反应与SNCR相同:NH3+NOx→N2+H2O。

    HESNCR工艺的氮氧化物脱除效率主要取决于适当的反应温度、氨和氮氧化物的化学计量比、混合程度、反应时间等。研究表明HESNCR工艺的温度控制至关重要,最佳反应温度是950℃,若温度过低,氨的反应不完全,容易造成氨泄漏;而温度过高,氨则容易被氧化为氮氧化物,抵消了氨的脱除效率。温度过高或过低都会导致还原剂的损失和氮氧化物脱除率下降。通常设计合理的HESNCR工艺能达到60%~70%的脱除效率。

    反应室可以是熔炉、锅炉或单独设计的反应室,HESNCR试剂的储存和处理系统与SCR和CSCR系统类似。此系统还原剂氨,一般采用氨水溶液。

10.3.5 本条是关于逆流式活性炭选择性催化还原法处理设备的要求。

    逆流式活性炭选择性催化还原法(Coke Selective Catalytic Reaction,CSCR),是一种干式低温活性焦炭脱硝工艺(100℃~200℃)。CSCR的脱硫脱氮过程在一个反应器内进行,一步处理即能够达到处理效果。活性焦炭是这一处理过程的关键和重要的因素。脱硫是利用活性焦炭的吸附特性;脱硝是通过氨、一氧化氮/二氧化氮和活性焦炭发生催化还原反应而去除。

    主要化学反应方程式如下:

6NO+4NH3→5N2+6H2O

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

    CSCR脱硝系统有以下几个重要组成成分:

        (1)鼓风机;

        (2)气体淬火系统(若需要);

        (3)吸收塔;

        (4)解吸塔;

        (5)催化剂注入系统,传输系统及装卸系统;

        (6)氨储存系统,蒸发系统及注入系统;

        (7)氮气供应系统;

        (8)控制系统;

        (9)电气系统。

10.3.6 本条是关于氨供应系统的要求。

    液氨蒸发器一般为螺旋管式。管内为液氨,管外为温水浴缓冲槽维持适当温度及压力。通常以蒸汽直接喷入水中加热至40℃,再以温水将液氨汽化,并加热至常温。

        (1)氨气流量受蒸发槽本身水浴温度控制调节。当水的温度高过55℃时,则切断热源来源,并在控制室DCS上报警显示。

        (2)如使用蒸汽作为热源,提供的蒸汽压力一般为0.8MPa~1.3MPa,温度280℃~375℃,以此作为蒸发器热源。

        (3)蒸发罐上要装有压力控制阀将氨气压力控制在0.2MPa。当出口压力达到0.38MPa时,切断液氨进料。

        (4)蒸发罐安装安全阀,能防止设备压力异常过高。

    液氨经过蒸发器蒸发为氨气后进入气氨缓冲槽,其作用是对氨气进行一个缓冲作用,保证氨气有一个稳定的压力。氨气缓冲槽的结构相对简单,主要包括氨气的进出口、安全阀以及排污阀等。

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电子工业废气处理工程设计标准 GB51401-2019
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