畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-燃煤電廠scr低溫脫硝工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2013 年 06 月 08 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p&

2、gt;<b>　　1 引言3</b></p><p><b>　　1.1 綜述3</b></p><p>　　1.1.1 選題背景3</p><p>　　1.1.2 研究意義3</p><p>　　1.2 NOx的特性、來(lái)源和危害4</p><p>　　1.2.1

3、 NOx 的特性4</p><p>　　1.2.2 NOx 的來(lái)源4</p><p>　　1.2.3 NOx 的危害5</p><p>　　1.2.4 燃煤電站NOx 的產(chǎn)生6</p><p>　　1.3 SCR脫硝工藝6</p><p>　　1.3.1 SCR 基本原理6</p><p

4、>　　1.3.2 典型SCR 系統(tǒng)組成7</p><p>　　1.3.3 SCR 工藝流程8</p><p><b>　　1.4 催化劑9</b></p><p>　　2 SCR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算9</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)9</p><p>　　2.2 原始數(shù)據(jù)

5、9</p><p>　　2.3 SCR反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算10</p><p>　　2.3.1 SCR反應(yīng)器的物料恒算10</p><p>　　2.3.2 SCR反應(yīng)器尺寸計(jì)算12</p><p>　　2.3.3 塔的設(shè)計(jì)計(jì)算14</p><p>　　2.3.4 催化劑的選型18</p><p&

6、gt;　　2.3.5 噴氨系統(tǒng)噴射管設(shè)計(jì)18</p><p>　　2.3.6 氨氣/煙氣靜態(tài)混合器18</p><p>　　2.3.7 吹灰器設(shè)計(jì)18</p><p>　　3 SCR輔助設(shè)備選型19</p><p>　　3.1 液氨供給裝置19</p><p>　　3.1.1 液氨裝料壓縮機(jī)19</

7、p><p>　　3.1.2 液氨儲(chǔ)罐19</p><p>　　3.1.3 液氨蒸發(fā)器20</p><p>　　3.1.4 氨氣緩沖罐21</p><p>　　3.1.5 氨氣稀釋槽22</p><p>　　3.1.6 氨/空氣混合器22</p><p>　　3.1.7 廢水泵22<

8、/p><p>　　3.2 液氨提升泵的選型23</p><p>　　3.3 省煤器旁路23</p><p>　　3.4 進(jìn)出口煙道23</p><p>　　3.5 SCR 反應(yīng)中央控制系統(tǒng)23</p><p>　　4 經(jīng)濟(jì)分析與工程概算24</p><p>　　4.1 經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的意

9、義和基本原理24</p><p>　　4.1.1 經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的意義24</p><p>　　4.1.2 經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的基本原理24</p><p>　　4.2 工程概算25</p><p>　　4.2.1 編制依據(jù)25</p><p>　　4.2.2 工程概算25</p><p&g

10、t;　　4.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析26</p><p>　　4.3.1 投資總額26</p><p>　　4.3.2 職工定員26</p><p>　　4.3.3 生產(chǎn)成本計(jì)算26</p><p>　　4.4 運(yùn)行與維護(hù)27</p><p>　　4.4.1 氨區(qū)的安全規(guī)范27</p><p&g

11、t;　　4.4.2 SCR 系統(tǒng)操作規(guī)程28</p><p>　　4.5安全和環(huán)境保護(hù)29</p><p>　　4.5.1 一般規(guī)定30</p><p>　　4.5.2 環(huán)境保護(hù)30</p><p><b>　　結(jié)論31</b></p><p><b>　　致 謝32<

12、/b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p>　　燃煤電廠SCR低溫脫硝工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要:本文結(jié)合我國(guó)環(huán)境的現(xiàn)實(shí)情況，對(duì)比了各種脫硝技術(shù)的優(yōu)劣，選擇了</p><p>　　最佳的脫硝技術(shù)方案----選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝工藝。SCR工藝與其它的工藝相比，

13、具有較高的NOx脫除率（80%以上），將燃煤電廠煙氣排放NOx控制在較低的濃度，以滿足不斷更新更加嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。而且該工藝無(wú)副產(chǎn)物，不形成二次污染，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)營(yíng)可靠，便于維護(hù)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)針對(duì)電廠燃煤鍋爐產(chǎn)生煙氣的排放要求和一些工程實(shí)例，根據(jù)工藝參數(shù),對(duì)SCR系統(tǒng)的工藝結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，最后確定反應(yīng)器的高度為6m，橫截面積為1.28m2，形狀為正方形，內(nèi)部設(shè)置3層催化劑，1層為預(yù)留層，并

14、設(shè)有煙氣整流層，聲波吹灰器等輔助設(shè)施；并對(duì)輔助設(shè)備進(jìn)行了選型，確保整個(gè)系統(tǒng)在低溫條件下安全、穩(wěn)定的發(fā)生氮氧化物的選擇性催化還原反應(yīng)。</p><p>　　關(guān)鍵詞:氮氧化物，SCR工藝，低溫 ，催化劑</p><p>　　Coal-fired power plant SCR NOx process design temperature</p><p>　　Abstra

15、ct: In this paper,the reality of environment,compared the advantage and disadvantaged of various denitrification technology,chose best denitration technology solutions----selective catalytic reduction(SCR) flue gas denit

16、rification processes. The SCR craft compares with other crafts, has the high NOx removing rate (above 80%), will burn coal the power plant haze to discharge the NOx control in the low density, and satisfies the stricter

17、emission standard which renews unceasingly.Moreover th</p><p>　　The design for the power plant flue gas emissions from coal-boiler requirements and examples of some projects,according to process paraments, p

18、rocess structure for SCR system design calculations carried out to finalize the reactor height of 6m, cross-sectional area of 1.28m2 ,shape a square layer 3 provided inside the catalyse layer of layer 1 is reserved, and

19、a gas rectifying layer sonic soot blower and other auxiliary facilities;auxiliary equioment for the selection and to ensure the safety un</p><p>　　Key words：Nitrogen oxide, SCR process, Hypothermia ，catalyst

20、 </p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1 綜述</b></p><p>　　1.1.1 選題背景 </p><p>　　我國(guó)是能源生產(chǎn)與消費(fèi)的大國(guó)，一次能源供應(yīng)以煤炭為主，石油、天然氣資源短缺。然而我國(guó)污染物排放總

21、量長(zhǎng)期居高不下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)環(huán)境自凈能力。其中氮氧化物的污染不斷加劇，特別是北京、上海、廣州、天津等一些大城市，氮氧化物含量超標(biāo)，局部地區(qū)甚至出現(xiàn)了光化學(xué)煙霧。煤作為我國(guó)主要的一次能源，尤其是火力發(fā)電廠在燃燒過(guò)程中釋放出SO2、NOx等污染物而帶來(lái)酸雨和其他環(huán)境污染問(wèn)題。就NOx污染物排放來(lái)說(shuō)。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)計(jì)和有關(guān)研究，2000年的排放量約為1200萬(wàn)噸，2005年的排放量約為1700萬(wàn)噸，到2010年排放量將達(dá)到2194萬(wàn)噸。在國(guó)家“十一五

22、”規(guī)劃中，加大了對(duì)主要污染物的排放控制，要求在2010年，全國(guó)主要污染物排放總量要比2005年降低10％。</p><p>　　我國(guó)從上世紀(jì)70年代開(kāi)始就進(jìn)行酸雨的控制研究工作，但重點(diǎn)放在了SO2的治理上。并相繼出臺(tái)了大氣污染防治法、排污費(fèi)征收政策和火電廠脫硫電價(jià)補(bǔ)貼政策。與SO2相比，NOx不但對(duì)酸雨的形成影響很大，而且還是光化學(xué)煙霧形成的催化劑，其對(duì)大氣的污染要遠(yuǎn)大于SO2 形成的污染。</p>

23、<p>　　1.1.2 研究意義</p><p>　　目前我國(guó)脫硫工作已經(jīng)取得較大進(jìn)展，但氮氧化物的污染問(wèn)題尚未得到有效控制，酸雨類型已經(jīng)從硫酸型向硫酸和硝酸復(fù)合型轉(zhuǎn)化?；痣姀S是氮氧化物的主要排放源，因此，對(duì)火電廠進(jìn)行“脫硝”迫在眉睫。</p><p>　　最新頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》與2009年發(fā)布的初稿相比，無(wú)論是“脫硝”完成時(shí)間要求還是減排力度都有明顯提高。該標(biāo)

24、準(zhǔn)計(jì)劃從2012年開(kāi)始實(shí)施，其中，從2012年1月1日開(kāi)始，所有新建火電機(jī)組NOx排放量要達(dá)到100 mg/m3從2014年1月1日開(kāi)始，重點(diǎn)地區(qū)所有火電投運(yùn)機(jī)組NOx排放量要達(dá)到100mg/m3而非重點(diǎn)地區(qū)2003年以前投產(chǎn)的機(jī)組達(dá)到200 mg/m3。而環(huán)保部2009年7月份發(fā)布的第一次征求意見(jiàn)稿則要求在2015年1月1日前完成現(xiàn)役機(jī)組“脫硝”其中，重點(diǎn)地區(qū)NOx排放量達(dá)到200 mg/m3非重點(diǎn)地區(qū)達(dá)到400mg/m3[2]。除了

25、比2009年初稿要求更高之外，新標(biāo)準(zhǔn)也比歐盟相關(guān)規(guī)定要求更高。</p><p>　　SCR煙氣脫硝這一技術(shù)在歐洲、日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已得到了廣泛的應(yīng)用。我國(guó)SCR技術(shù)的研究始于20世紀(jì)90年代，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)采用的脫硝技術(shù)尚處于引進(jìn)、消化吸收和初步應(yīng)用階段。因此，對(duì)SCR工藝進(jìn)行深入研究，對(duì)我國(guó)，脫硝技術(shù)的發(fā)展有著重要意義。</p><p>　　1.2 NOx的特性、來(lái)源和危害&

26、lt;/p><p>　　1.2.1 NOx 的特性</p><p>　　NOx即氮氧化物，氮氧化物包含多種化合物，如一氧化氮、一氧化二氮、二氧化氮、三氧化二氮和四氧化二氮等。除NO2外，其余NOx均不穩(wěn)定，條件變化時(shí)，如遇光、熱、濕會(huì)變成NO2及NO而NO又變成NO2[7]。常規(guī)職業(yè)環(huán)境中接觸的是幾種氣體混合物，常稱為硝煙，為NO2和NO，主要以NO為主。</p><p&g

27、t;　　一氧化氮性質(zhì)不穩(wěn)定，無(wú)色，在空氣中易氧化成NO2。溶于乙醇、二氧化碳，微溶于水和硫酸。熔點(diǎn)-163.6℃，沸點(diǎn)-151.5℃，蒸氣壓力101.31kPa（-151.7℃）。二氧化氮（NO2）性質(zhì)較穩(wěn)定，溶于堿、二氧化碳和氯仿。在-11℃以下時(shí)為無(wú)色固體，在21.1℃以下時(shí)，暗褐色液體，21.1℃時(shí)，紅棕色氣體，氣味刺鼻。熔點(diǎn)-11.2℃，沸點(diǎn)21.2℃，蒸氣壓力101.31kPa（21℃）。</p><p&g

28、t;　　1.2.2 NOx 的來(lái)源</p><p>　　大氣中NOx污染物來(lái)源于兩個(gè)方面，一是自然源，二是人為源。自然源的NOx主要來(lái)自微生物活動(dòng)、生物體氧化分解、火山噴發(fā)、雷電、平流層光化學(xué)過(guò)程、土壤和海洋中的光解釋放等[3]。自然源產(chǎn)生的NOx數(shù)量比較穩(wěn)定，且相對(duì)基本平衡變化大的是人為源。</p><p>　　人為源NOx由人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生并排放進(jìn)入大氣。產(chǎn)生的NOx的人類活動(dòng)

29、主要有：</p><p>　?。?）燃煤電站、交通車(chē)船和飛機(jī)等化石燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的NOx；</p><p>　?。?）硝酸生產(chǎn)、冶煉等生產(chǎn)產(chǎn)品過(guò)程產(chǎn)生的NOx；</p><p>　?。?）垃圾和污泥焚燒等處理廢物過(guò)程產(chǎn)生的NOx。</p><p>　　其中，化石燃料燃燒過(guò)程產(chǎn)生的NOx占主要地位，因?yàn)槠潆S著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)

30、[8]。</p><p>　　目前的三大環(huán)境問(wèn)題是：</p><p><b>　　（1）溫室效應(yīng)；</b></p><p><b>　　（2）酸雨；</b></p><p><b>　　（3）臭氧層破壞。</b></p><p>　　上述大氣環(huán)境問(wèn)題的污

31、染物中，都有NOx，可知其對(duì)自然界的影響力之大。NOx具有很強(qiáng)的毒性，是形成光化學(xué)煙霧、形成硝酸型酸雨、破壞臭氧層的主要物質(zhì)之一[9]。對(duì)環(huán)境、生態(tài)、人類的危害，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙都很大。</p><p>　　1.2.3 NOx 的危害</p><p>　　各種污染源產(chǎn)生的氮氧化物中，絕大部分為NO，毒性不是很大，但NO 在大氣中被氧化成NO2。NO2 比較穩(wěn)定，毒性是NO 的4-5 倍。N

32、O2 是一種紅棕色有毒的惡臭氣體，空氣中只要有0.1ppm(1ppm=1μL/L)濃度就可聞到，1--4ppm 即有惡臭，25ppm 就惡臭難聞了?？諝庵械暮吭?.5×10-6體積分?jǐn)?shù)，持續(xù)1小時(shí)，開(kāi)始對(duì)人體有影響，含量為：（20--50）×10-6 時(shí)，對(duì)人眼有刺激作用，當(dāng)含量達(dá)到150×10-6時(shí)，對(duì)人體器官有強(qiáng)烈的刺激[10]。</p><p>　　NO2 對(duì)人類和動(dòng)植物的危

33、害很大。更為嚴(yán)重的是，NO2 在日光作用下會(huì)產(chǎn)生新生態(tài)氧原子：（NO2→NO+O）這種新生態(tài)氧原子在大氣中將會(huì)引起一系列連鎖反，并與未燃盡的碳?xì)浠衔镆黄鹦纬晒饣瘜W(xué)煙霧，其毒性更強(qiáng)。如在20 世紀(jì)70年代初，日本東京發(fā)生的一起光化學(xué)煙霧，使上萬(wàn)人喉頭發(fā)炎，眼鼻受到刺激甚至昏倒。因在這一些反應(yīng)中產(chǎn)生了各種毒性很強(qiáng)的二次污染物[11]。如臭氧、過(guò)氧乙酰硝酸酯，PAN、過(guò)氧基硝酸酯，PBN以及過(guò)氧硝基丙酰，PPN等[1]。大氣NOx濃度的微小

34、增加都會(huì)加重光化學(xué)煙霧的污染。造成區(qū)域性的氧化劑污染和細(xì)顆粒物污染，使區(qū)域空氣質(zhì)量退化，太陽(yáng)輻射減少，氣候發(fā)生變化，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成損害使農(nóng)作物減產(chǎn)。光化學(xué)煙霧會(huì)使大氣能見(jiàn)度降低，對(duì)眼睛、喉嚨有強(qiáng)烈的刺激，并產(chǎn)生頭痛、呼吸道疾病惡化,嚴(yán)重的甚至死亡[12]。</p><p>　　由于大氣的氧化性，NO在大氣中可形成硝酸和硝酸鹽細(xì)顆粒物，同硫酸和硫酸細(xì)顆粒物一起，發(fā)生遠(yuǎn)距離傳輸，加速了區(qū)域性酸雨的惡化。我國(guó)一些地方的

35、酸雨污染已經(jīng)由單一的硫酸型向硝酸根離子不斷增加的復(fù)合型轉(zhuǎn)化。</p><p>　　大氣中的NOx也破壞著臭氧層，臭氧層對(duì)大氣的循環(huán)以及大氣的溫度分布起著重要的作用。臭氧層被破壞使平流層獲得的熱量減少，達(dá)到地球表面的太陽(yáng)輻射增加，導(dǎo)致全球氣候變化。紫外線的UV-B段輻射增強(qiáng)會(huì)引起皮膚病、白內(nèi)障及免疫系統(tǒng)的疾病等[2]。</p><p>　　大氣被NO2污染后還會(huì)使得機(jī)器設(shè)備和金屬建筑物過(guò)早地

36、損壞,妨礙和破壞植物的生長(zhǎng)，降低大氣的可見(jiàn)度，阻礙熱力設(shè)備出力的提高，甚至使設(shè)備的效率降低[1]。</p><p>　　1.2.4 燃煤電站NOx 的產(chǎn)生</p><p>　　煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物主要來(lái)自兩個(gè)方面，一是燃燒時(shí)空氣帶進(jìn)來(lái)的氮，在高溫下與氧反應(yīng)所生成的NO，二是來(lái)自燃料中固有的氮化合物經(jīng)過(guò)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)所生成的氮的氧化物，這兩部分氮的氧化物的形成機(jī)理是不同的[1]。</p

37、><p>　　1.3 SCR脫硝工藝</p><p>　　1.3.1 SCR 基本原理</p><p>　　SCR 法中催化劑的選取是關(guān)鍵。對(duì)催化劑的要求是活性高、壽命長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)性好和不產(chǎn)生二次污染。</p><p>　　SCR 法是國(guó)際上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的一種煙氣脫硝技術(shù)。SCR 法的優(yōu)點(diǎn)有：使用了催化劑，反應(yīng)溫度較低，凈化率高，可達(dá)85%以

38、上，工藝設(shè)備緊湊，運(yùn)行可靠，還原后的氮?dú)夥趴?，無(wú)二次污染。但也存在一些明顯的缺點(diǎn)：煙氣成分復(fù)雜，某些污染物可使催化劑中毒，高分散度的粉塵微?？筛采w催化劑表面使其活性下降，系統(tǒng)中存在一些為反映的NH3 和煙氣中的SO2 作用，生成易腐蝕和堵塞設(shè)備的硫酸銨鹽，同時(shí)還會(huì)降低氨的利用率，投資與運(yùn)行費(fèi)用較高[13]。</p><p>　　SCR反應(yīng)的基本原理：</p><p>　　選擇性催化還原（S

39、CR）脫硝原理是在一定的溫度和催化劑的作用下，還原劑有選擇地把煙氣中的NOx 還原為無(wú)毒無(wú)污染的N2 和H2O。催化的作用是降低分解反應(yīng)的活化能，使其反應(yīng)溫度降低至150--450℃之間。若無(wú)催化劑，反應(yīng)溫度較高（980℃左右），超出了電廠溫度范圍。還原劑有氨水、液氨及尿素，工業(yè)上常應(yīng)用的是液氨，其次是尿素。實(shí)際中液氨的使用最多，其反應(yīng)如下。</p><p><b>　　主反應(yīng)方程式：</b>

40、;</p><p><b>　　副反應(yīng)方程式：</b></p><p>　　因?yàn)闊煔庵械膸缀?5%的NOx 均是以NO 的形式存在。在反應(yīng)過(guò)程中，NH3 可以選擇性地和NOx 反應(yīng)生成N2 和H2O而不是被O2 所氧化[14]，其基本原理如圖1.1 所示:</p><p>　　圖1.1 SCR基本反應(yīng)原理</p><p>

41、;　　1.3.2 典型SCR 系統(tǒng)組成</p><p>　　典型的SCR低溫脫硝流程如圖1.2所示。煙氣脫硝系統(tǒng)主要由還原劑的制備系統(tǒng)和脫硝反應(yīng)系統(tǒng)兩部分組成，脫硝反應(yīng)系統(tǒng)有SCR催化反應(yīng)器、噴氨系統(tǒng)、稀釋空氣供應(yīng)系統(tǒng)所組成。液氨存儲(chǔ)和供應(yīng)系統(tǒng)有液氨卸料壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)槽、液氨蒸發(fā)槽、氨氣緩沖槽、氨氣稀釋槽、廢水泵和廢水池等[2]。</p><p>　　圖1.2 SCR低溫脫硝系統(tǒng)</

42、p><p>　　1.3.3 SCR 工藝流程</p><p>　　典型的SCR 主要工藝流程為:還原劑即液氨用灌裝卡車(chē)運(yùn)輸,以液體形態(tài)儲(chǔ)存于氨罐中,液態(tài)氨在注入SCR 系統(tǒng)煙氣之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)汽化,汽化的氨和稀釋空氣混合,通過(guò)噴氨格柵噴入SCR 反應(yīng)器上游的煙氣中,充分混合后的還原劑和煙氣在SCR 反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),以達(dá)到去除NOx 的目的[5]。</p><

43、;p>　　SCR 的基本操作運(yùn)行主要包含以下幾個(gè)步驟:</p><p>　　(1)氨的準(zhǔn)備與儲(chǔ)存；</p><p>　　(2)氨的蒸發(fā)并與預(yù)混空氣相混合；</p><p>　　(3)氨與空氣的混合氣體在反應(yīng)器的適當(dāng)位置噴入煙氣系統(tǒng)中,其位置通常在反應(yīng)器入口附近的煙氣管路內(nèi)；</p><p>　　(4)噴入的混合氣體與煙氣的混合；<

44、/p><p>　　(5)各反應(yīng)物向催化劑表面的擴(kuò)散并進(jìn)行反應(yīng)。</p><p>　　本反應(yīng)采用低溫低塵布置系統(tǒng)：</p><p>　　這種布置方式通常將SCR 反應(yīng)器布置在所有的氣體排放控制設(shè)備之后，此時(shí)的煙氣經(jīng)前面的氣體控制設(shè)備，已經(jīng)除去了絕大多數(shù)對(duì)催化劑有害的成分。</p><p>　　低溫低塵布置的優(yōu)點(diǎn)：（1）煙氣經(jīng)過(guò)了除塵脫硫，可采用更大

45、的流速，使催化劑消耗量減少；（2）氨逃逸量與其它布置方式相比是最少的；（3）不會(huì)產(chǎn)生SO3防止二次污染[2]。</p><p>　　缺點(diǎn)：（1）煙氣經(jīng)除塵脫硫后，溫度降低，低于氨還原NOx 反應(yīng)所需的溫度,需要重新加熱，增加投資和運(yùn)行成本；（2）很難找到符合反應(yīng)條件的催化劑。</p><p><b>　　1.4 催化劑</b></p><p>

46、　　選擇優(yōu)良的催化劑是SCR技術(shù)的關(guān)鍵。催化劑有貴金屬和普通金屬，貴金屬易與硫氧化物反應(yīng)，又昂貴，工程中不建議采用。常用的金屬基催化劑為錳-鐵氧化物作為催化劑，用介孔二氧化硅作為支撐，容易將堿性的NH3捕捉到催化劑表面，其特定的氧化優(yōu)勢(shì)有利于將氨和NOx轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?，并且工作溫度較低能在富氧環(huán)境下工作，抗中毒能力較強(qiáng)[5]。</p><p>　　目前用于SCR中的催化劑主要有3種類型：蜂窩式、板式及其它形式。蜂

47、窩式催化劑采用介孔二氧化硅作骨架材料，具有模塊化、相對(duì)質(zhì)量比較輕長(zhǎng)度易于控制、比表面積大、回收利用率高等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　2 SCR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　1《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB13223-2003</p><p>　　2《燃煤電站SCR煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用》-

48、2007</p><p>　　3《燃煤電站SCR煙氣煙氣脫硝工程技術(shù)》-2009 </p><p><b>　　2.2 原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　煙氣流量：Q=2×104 Nm3/h；</p><p>　　煙氣溫度：T= 150℃；</p><p>　　進(jìn)口濃度：NOX i

49、n = 700ppm；</p><p>　　進(jìn)口O2濃度：O2in=4.0vol%；</p><p>　　進(jìn)口H2O(g)濃度：H2Oin=3.5vol%；</p><p>　　操作壓力：0.1Mpa；</p><p>　　空速范圍：8000--10000h-1；</p><p>　　脫硝效率：>85%；<

50、/p><p><b>　　選擇性：>90%。</b></p><p>　　2.3 SCR反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.3.1 SCR反應(yīng)器的物料恒算</p><p>　　在燃煤電站SCR工藝中由于NO的含量占整個(gè)NOx的95%左右，所以</p><p><b>　　是主要反應(yīng)

51、。</b></p><p><b>　　首先進(jìn)行濃度換算:</b></p><p>　　表2.1 煙氣濃度換算</p><p>　　進(jìn)口NO的濃度為700ppm換算濃度為3.125×10-5mol/m3</p><p><b>　　1.反應(yīng)的NO計(jì)算</b></p>

52、<p>　　NO的出口濃度為0.46875×10-5</p><p>　　所以參與的NO的濃度= NOin-NOout =3.125×10-5-0.46875×10-5</p><p>　　=2.65625×10-5 mol/m3</p><p>　　2.反應(yīng)的NH3的計(jì)算</p><p>

53、;　　氨的逃逸率為10ppm</p><p>　　根據(jù)反應(yīng)原理: 4NO + 4NH3 + O2 = 4N2 + 6H2O</p><p>　　可以得到反應(yīng)的氨為:11.9Nm3/h。</p><p>　　NH3in= NH3反應(yīng)+ NH3逃逸</p><p><b>　　=0.2+11.9</b></p>

54、<p>　　=12.1Nm3/h</p><p>　　所以噴入氨速率為：12.1Nm3/h</p><p>　　3.反應(yīng)過(guò)程中O2,N2,H2O的濃度增量為：</p><p>　　O2out = O2in- O2反應(yīng)</p><p>　　=1.7857×10-3-2.65625×10-5/4</p&g

55、t;<p>　　=1.7791×10-3mol/m3</p><p>　　N2out=2.65625×10-5 mol/m3</p><p>　　H2O(g)out= H2O(g)in+ H2O(g)反應(yīng)</p><p>　　=1.5625×10-3+2.65625×10-5×1.5</p>

56、<p>　　=1.6023×10-3 mol/m3</p><p><b>　　4.稀釋風(fēng)量估算：</b></p><p>　　為了系統(tǒng)的安全性和保障你好和延期有效混合，一般需要在NH3進(jìn)入煙氣之前，先和一定量的空氣混合。目前國(guó)內(nèi)NH3稀釋空氣比在設(shè)計(jì)時(shí)滿足鍋爐在BMCR時(shí)NH3含量小于5%[15],因此可以根據(jù)NH3的消耗量估算稀釋風(fēng)的量，具

57、體計(jì)算公式為：</p><p><b>　??；</b></p><p>　　Vair------標(biāo)態(tài)下稀釋空氣比率，m3/h；</p><p>　　qVNH3------標(biāo)態(tài)下NH3流量，m3/h；</p><p>　　所以稀釋空氣的速率為：229.9m3/h。</p><p><b>

58、　　管道的選型：</b></p><p>　　根據(jù)氣體的流速大約為：10m/s。</p><p><b>　　根據(jù)公式：</b></p><p>　　VS----體積流速，m3/s；</p><p>　　R----管道半徑，m；</p><p>　　V----流體的線速度，m/s。&l

59、t;/p><p>　　稀釋空氣體積流量為：Vair=229.9m3/h=0.064m3/s。</p><p>　　5.稀釋空氣管道的半徑為：</p><p>　　所以稀釋空氣管道選取公稱直徑為50mm的管徑。</p><p>　　氨氣的體積流量為12.1m3/h=0.00336m3/s</p><p>　　6.氨氣的管道的

60、半徑為：</p><p>　　所以氨氣管道選取公稱直徑為50mm的管徑。</p><p>　　煙氣的體積流量為：20000m3/h=5.56m3/s</p><p>　　7.煙氣的管道的半徑為：</p><p>　　所以煙氣管道半徑選取公稱直徑為450mm的管徑。</p><p>　　8.液氨儲(chǔ)罐的選型：</p&

61、gt;<p>　　選型原則：保證儲(chǔ)罐里面的液氨容量供系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)月。</p><p>　　m液氨 =12.1×24×30×103/22.4×17=65t</p><p>　　液氨儲(chǔ)罐選擇兩個(gè)，一用一備,其容量大概為65t。</p><p>　　2.3.2 SCR反應(yīng)器尺寸計(jì)算</p><p

62、><b>　　1.催化劑橫截面積</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　qfluegas——鍋爐煙氣流量,m3/h；</p><p>　　V——典型的流經(jīng)催化劑表面的速度，m/s,通常取5m/s[1]；</p><p>　　催化劑的單邊長(zhǎng)，1.05m，按照1m

63、計(jì)算；</p><p>　　3600——單位換算系數(shù)。</p><p>　　2. SCR 反應(yīng)器橫截面積</p><p>　　考慮催化劑模塊幾何形狀及其它方面，SCR 反應(yīng)器橫截面積約比催化劑橫截面積大15%。</p><p>　　則SCR 反應(yīng)器橫截面積：</p><p><b>　　式中：</b&g

64、t;</p><p>　　Acatalyst ——催化劑橫截面,m2 ； </p><p>　　設(shè)反應(yīng)器的橫截面為正方形，所以其邊長(zhǎng)為1.14m2；</p><p><b>　　催化劑體積</b></p><p>　　空間速度范圍8000-10000h-1，取空速為9000h-1。</p><p>

65、;　　根據(jù)定義其計(jì)算公式為:</p><p><b>　　則催化劑的高度為：</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　Lcatalyst——催化劑高度，m。</p><p><b>　　4催化劑層數(shù)估算</b></p><p&g

66、t;<b>　　式中</b></p><p>　　——催化劑體積，m3；</p><p>　　——典型的催化劑額定高度約為1m；</p><p>　　——催化劑橫截面積，m2；</p><p><b>　　——取值為2。</b></p><p><b>　　5、催化

67、劑總層數(shù)</b></p><p><b>　　式中</b></p><p>　　nlayer ————估算的催化劑層數(shù)；</p><p>　　nempty ——將來(lái)再安裝的備用催化劑層數(shù),取值1。</p><p>　　6．SCR 反應(yīng)器高度</p><p>　　所以反應(yīng)器高度為6m。&

68、lt;/p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　ntotal ——催化劑總層數(shù)；</p><p>　　hlayer——催化劑層高度，m；</p><p>　　C1 ——支撐、安裝催化劑所需要的空間,高度取0.3m；</p><p>　　C2 ——整流層安裝高度及安裝需要的空間高度，

69、取6m。</p><p>　　2.3.3 塔的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　塔體表面附有100mm 的保溫層,保溫材料密度為300kg/m3[16]。塔體采用不銹鋼，材料附加量為4.8mm,[σ]t=68MPa。</p><p><b>　　塔高的計(jì)算</b></p><p><b>　　式中：</b&g

70、t;</p><p>　　h1 ——SCR 反應(yīng)器以下部位的底座高度，m。</p><p><b>　　2.塔長(zhǎng)、寬的計(jì)算</b></p><p>　　為方便安裝和調(diào)試在反應(yīng)器兩個(gè)方向各留0.5m。</p><p>　　則塔的長(zhǎng)、寬分別為：</p><p><b>　　L=l+1<

71、/b></p><p><b>　　=1.14+1</b></p><p><b>　　=2.14m</b></p><p><b>　　W=L=2.14m</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>

72、　　l—SCR 反應(yīng)器長(zhǎng)度，m；</p><p><b>　　L—塔的長(zhǎng)度，m；</b></p><p><b>　　W—塔的寬度，m。</b></p><p><b>　　3.塔體的壁厚計(jì)算</b></p><p>　　塔體外部設(shè)有加固肋，采用橫向加固方式，即塔體若干水平方向

73、的加固圈組成[6]。如下圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 加固圈示意圖</p><p>　　表2.2 加固圈的段間距</p><p>　　已知H=hSCR=6m，得出</p><p>　　H1=0.31H=1.86m</p><p>　　H2=0.21H=1.26m</p><p&g

74、t;　　H3=0.18H=1.08m</p><p>　　H4=0.16H=0.96m</p><p>　　H5=0.14H=0.84m</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　h1=1.86m</b></p><p><b>　　h

75、2=3.12m</b></p><p>　　h3=4.20m </p><p><b>　　h4=5.16m</b></p><p><b>　　h5=6m</b></p><p><b>　　第一段壁厚</b></p><p><

76、;b>　　式中：</b></p><p><b>　　L ——塔長(zhǎng)，m；</b></p><p>　　1——系數(shù),其值根據(jù)查表所得；</p><p>　　——材料密度，20 號(hào)鋼，kg/mm3；</p><p>　　g——重力加速度，m/s2；</p><p>　　——設(shè)計(jì)溫度下

77、材料的許用應(yīng)力，MPa。</p><p>　　第i段壁厚按照下面的公式計(jì)算：</p><p><b>　　第二段壁厚：</b></p><p><b>　　第三段壁厚：</b></p><p><b>　　第四段壁厚：</b></p><p>　　綜上所

78、述：取其中的最大值5mm。</p><p>　　則壁厚有以下計(jì)算式：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C1 —鋼板負(fù)偏差，mm；</p><p>　　C2 —腐蝕裕量，mm。</p><p>　　最終δ 取10mm。</p><p>　　2.

79、3.4 催化劑的選型</p><p>　　由于脫硝效率要達(dá)到85%以上，根據(jù)板式與蜂窩式催化劑的比較，故本設(shè)計(jì)中選擇比表面積較大、硝效率更高的蜂窩式催化劑作為SCR催化劑。選用錳-鐵催化劑介孔二氧化硅作為載體，比表面積200m2/g，堆積密度為3.4g/ml，孔隙率20%，單價(jià)5000元/噸，催化劑單元尺寸為25mm×25mm×25mm，每一催化劑層總共64模塊。總的催化劑數(shù)量為192塊。&l

80、t;/p><p>　　2.3.5 噴氨系統(tǒng)噴射管設(shè)計(jì)</p><p>　　噴氨格柵布置在SCR反應(yīng)器的煙氣進(jìn)口段，在反應(yīng)器的上游，距離反應(yīng)器的距離比較近，采用分區(qū)型，可以單獨(dú)調(diào)節(jié)流量，以匹配煙氣中NOX的濃度。</p><p>　　設(shè)計(jì)噴氨管直徑75mm，射噴孔直徑15mm，噴射管共9支，180孔，噴嘴角度與煙氣成45度，平均分布在煙道截面上。</p>&

81、lt;p>　　2.3.6 氨氣/煙氣靜態(tài)混合器</p><p>　　選用托普索公司開(kāi)發(fā)的專有星形混合器，由形狀為有四角星的圓盤(pán)組成，根據(jù)煙道截面尺寸設(shè)計(jì)與煙道截面呈45度的角度安裝，使盤(pán)后的氣流形成渦流，為實(shí)現(xiàn)短距離內(nèi)的最佳混合效果。</p><p>　　2.3.7 吹灰器設(shè)計(jì)</p><p>　　由于蜂窩式催化劑比較容易積灰，需設(shè)置吹灰器。本系統(tǒng)采用聲波吹灰

82、器。在對(duì)聲波吹灰器進(jìn)行選型設(shè)計(jì)時(shí)，必須要嚴(yán)格考慮聲波吹灰器的橫向作用距離及縱向作用距離,要保證兩個(gè)吹灰器之間的作用范圍有一定的重疊[4]。如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 聲波吹灰器</p><p>　　3 SCR輔助設(shè)備選型</p><p>　　3.1 液氨供給裝置</p><p>　　液氨儲(chǔ)存供應(yīng)裝置系統(tǒng)包括液氨裝料壓縮機(jī)

83、、液氨儲(chǔ)存罐、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐、氨氣稀釋風(fēng)機(jī)、混合器、氨氣稀釋裝置等。此套裝置提供氨氣供脫硝反應(yīng)使用。液氨由汽車(chē)運(yùn)輸，利用液氨裝料機(jī)將液氨送入液氨儲(chǔ)罐，從液氨儲(chǔ)罐輸出的液氨在液氨蒸發(fā)槽內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，形成氨蒸汽，隨后氨氣進(jìn)入氨氣緩沖罐，氨氣緩沖罐內(nèi)的上面為氨氣下面為液氨，液氨再次回到液氨蒸發(fā)器，從氨氣儲(chǔ)罐出來(lái)的氨氣與稀釋空氣混合進(jìn)入SCR反應(yīng)器與需要反應(yīng)的煙氣進(jìn)行反應(yīng)。氨氣儲(chǔ)罐和SCR反應(yīng)器上均有溫度檢測(cè)，壓力檢測(cè)系統(tǒng)。</p&

84、gt;<p>　　3.1.1 液氨裝料壓縮機(jī)</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)置兩臺(tái)液氨裝料氨壓縮機(jī)，一用一備，設(shè)備上面有高壓氣體儲(chǔ)罐以保證壓力的需要，其結(jié)構(gòu)如圖3.1 所示：</p><p>　　圖3.1 液氨裝料壓縮機(jī)整體圖</p><p>　　儲(chǔ)氨罐上部的鋼瓶中裝有飽和氨氣，在壓縮機(jī)的作用下，給氨氣增壓使高壓氨氣進(jìn)入液氨運(yùn)輸車(chē)的液氨槽內(nèi)通過(guò)壓力作用，

85、將液氨壓入液氨儲(chǔ)罐罐，液氨運(yùn)輸槽中余下的氨氣，在液氨壓縮機(jī)反向旋轉(zhuǎn)的作用下把氨氣壓吸收回到液氨儲(chǔ)罐。</p><p>　　3.1.2 液氨儲(chǔ)罐</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)液氨儲(chǔ)罐，均為臥式儲(chǔ)罐，總儲(chǔ)存容量足以向SCR脫硝系統(tǒng)連續(xù)一個(gè)月提供液氨。</p><p>　　液氨儲(chǔ)罐的基本尺寸如圖3.2所示：</p><p>　　圖3.2 液氨

86、儲(chǔ)罐圖</p><p>　　表3.1 液氨儲(chǔ)罐性能參數(shù)</p><p>　　3.1.3 液氨蒸發(fā)器</p><p>　　本系統(tǒng)的液氨蒸發(fā)器選用立式的，采用螺旋管式，液氨走管程，殼程為熱水，將水蒸汽直接噴入殼程中，將水加熱至50度左右，再利用50度的溫水將液氨汽化。當(dāng)出口壓力達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)切斷液氨進(jìn)料。在氨氣出口管線上裝有壓力檢測(cè)裝置與溫度檢測(cè)器，以保證

87、蒸發(fā)槽內(nèi)的壓力處于安全穩(wěn)定的狀態(tài)，當(dāng)管道內(nèi)的溫度低于10℃時(shí)切斷液氨進(jìn)料，使氨氣至緩沖罐維持適當(dāng)溫度。儲(chǔ)罐上安裝有止回閥、超流閥、緊急關(guān)斷閥和安全閥作為儲(chǔ)罐液氨泄漏保護(hù)所用。設(shè)備上還裝有溫度計(jì)、壓力表、液位計(jì)和相應(yīng)的變送器，使信號(hào)送到中央控制室。如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 立式液氨蒸發(fā)器</p><p>　　3.1.4 氨氣緩沖罐</p><p>

88、;　　從液氨蒸發(fā)器出來(lái)的氨氣進(jìn)入氨氣緩沖罐，其作用有兩點(diǎn)：（1）對(duì)氨氣進(jìn)行一個(gè)緩沖作用，保證氨氣有一個(gè)穩(wěn)定的壓力；（2）使氨氣儲(chǔ)存罐內(nèi)的氣體和液體相互分離使液體從儲(chǔ)罐的下面排出再進(jìn)入液氨蒸發(fā)槽，氨氣則從上面排出供反應(yīng)使用，此結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，附加的主要部件有氨氣的進(jìn)出口、溫度計(jì)、壓力表安全閥以及自動(dòng)排放裝置等。如圖3.4所示：</p><p>　　圖3.4 立式氨氣緩沖罐</p><p>　　

89、3.1.5 氨氣稀釋槽</p><p>　　選用立式水槽。添加此裝置是為了應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)處理氨排放的設(shè)備，使氨氣溶于水中以免出現(xiàn)意外，其結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。裝置頂部設(shè)有噴水系統(tǒng)，箱側(cè)進(jìn)水，箱底部設(shè)置有氨氣入口和廢水排污口。</p><p>　　液氨系統(tǒng)各排放出所排出的氨氣由管線匯集后從稀釋槽底部進(jìn)入，通過(guò)分散管將氨氣分散至稀釋槽水中，并利用大量水來(lái)吸收安全閥排放的氨氣。</p>

90、;<p>　　3.1.6 氨/空氣混合器</p><p>　　SCR脫硝工程中要特別注意煙氣的流場(chǎng),要達(dá)到煙氣中氮氧化物和氨氣的最佳的湍流混合狀態(tài)。</p><p>　　氨氣在進(jìn)入噴氨格柵之前需要在氨/空氣混合器中充分混合，氨/空氣混合器的作用是將氨氣與空氣稀釋以調(diào)節(jié)氨的濃度，同時(shí)氨氣和空氣在混合器中充分混合有利于噴氨格柵中的裝置能夠均勻的噴氨。從稀釋風(fēng)機(jī)中出來(lái)的的空氣與氨氣

91、充分混合，然后將混合好的氨氣送入噴氨格柵中混。</p><p><b>　　3.1.7 廢水泵</b></p><p>　　為了環(huán)境保護(hù)方面的考慮，本系統(tǒng)中將增添廢水泵裝置，廢水泵的作用是把稀釋槽中的廢水和其他工段產(chǎn)生的廢水抽取排到電廠的廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理并進(jìn)行處理之后排放。由于脫硝系統(tǒng)中易形成酸性廢水，廢水具有一定的腐蝕性容易造成設(shè)備的損壞和腐蝕，所以要求廢水泵具

92、備耐腐蝕能力。泵的排量的選擇主要取決于廢水產(chǎn)生的數(shù)量和排水處理系統(tǒng)的廢液處理接收能力。</p><p>　　3.2 液氨提升泵的選型</p><p>　　由于液氨緩沖罐放于高處，必須用提升泵將液氨打入脫硝塔上煙道的噴氨格柵，一般的提升泵的揚(yáng)程為10m左右。根據(jù)流量共選擇兩臺(tái)液氨泵，一用一備。</p><p><b>　　3.3 省煤器旁路</b>

93、;</p><p>　　省煤器旁路設(shè)置的目的是為了機(jī)組在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，保證SCR入口煙氣溫度高于反應(yīng)溫度。本設(shè)計(jì)對(duì)SCR入口溫度的要求是130---200℃。當(dāng)煙氣的溫度較低時(shí)，引一路煙氣繞過(guò)省煤器直接進(jìn)入SCR反應(yīng)器中，以保證煙氣的溫度處于SCR催化劑的活性溫度區(qū)間之內(nèi)，以保證系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。省煤器旁路設(shè)置與否，與業(yè)主或國(guó)家環(huán)保政策是否要求要求脫硝裝置在省煤器出口溫度低于最小噴氨溫度時(shí)SCR系統(tǒng)仍然運(yùn)行的

94、要求有關(guān)。另一方面，能夠有效地控制由于硫酸銨鹽凝結(jié)導(dǎo)致的催化劑及空氣預(yù)熱器的沾污積灰與腐蝕堵塞。 </p><p><b>　　3.4 進(jìn)出口煙道</b></p><p>　　煙道一般由足夠強(qiáng)度的鋼板制成，能承受所有荷重條件，并且是氣密性的焊接結(jié)構(gòu)。因?yàn)闊煔飧g的緣故，煙道壁要預(yù)留充分的腐蝕余量，總體上最小壁厚為6mm。煙道外部要有充分的加固和支撐，來(lái)防止過(guò)度的顫動(dòng)和

95、振動(dòng)。</p><p>　　在所有煙道的轉(zhuǎn)彎處一般要設(shè)置導(dǎo)向板，導(dǎo)向板和轉(zhuǎn)彎處應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)姆滥ゴ胧Ｔ跓煹朗呛辖鸩牧匣蛘哂袃?nèi)襯時(shí)，內(nèi)部導(dǎo)向板和水收集裝置應(yīng)采用合金材料或耐酸鋼制作，而不能采用非合金襯里或涂層來(lái)制造。為了避免連接的設(shè)備承受其他作用力，特別注意煙道和鋼支架的熱膨脹。熱膨脹將通過(guò)帶有內(nèi)部導(dǎo)向板的膨脹節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p>　　3.5 SCR 反應(yīng)中央控制系統(tǒng)</p&g

96、t;<p>　　與機(jī)組吸收部分有關(guān)的系統(tǒng)采用與機(jī)組DCS一體化配置的遠(yuǎn)程I/O 并由機(jī)組DCS 操作員站實(shí)現(xiàn)對(duì)SCR 的監(jiān)控；與公用部分有關(guān)的系統(tǒng)采用PLC 及就地操作員站進(jìn)行監(jiān)控以冗余通訊方式接入水處理控制系統(tǒng)（包括通訊電纜）[8]。重要信號(hào)分別送2 臺(tái)機(jī)組的脫硝DCS。公用PLC 站設(shè)在制氨站控制小室，實(shí)現(xiàn)就地操作員站監(jiān)控，同時(shí)在水處理控制室進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控。脫硝控制系統(tǒng)應(yīng)完成規(guī)范書(shū)規(guī)定的模擬量控制（MCS）、順序控制（S

97、CS）和數(shù)據(jù)采集（DAS）功能，以滿足各種運(yùn)行工況的要求，確保脫硝系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行。</p><p>　　4 經(jīng)濟(jì)分析與工程概算</p><p>　　4.1 經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的意義和基本原理</p><p>　　4.1.1 經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的意義</p><p>　　設(shè)計(jì)是科學(xué)研究與工程應(yīng)用的橋梁，是科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的途徑，是新的技術(shù)研究成敗的

98、關(guān)鍵。設(shè)計(jì)過(guò)程本身也是技術(shù)與經(jīng)濟(jì)相結(jié)合的過(guò)程，在設(shè)計(jì)中需要對(duì)技術(shù)方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算與分析評(píng)價(jià)，從經(jīng)濟(jì)上對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以期得到更完美的技術(shù)。因此，重視技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析，比較不僅能使工程造價(jià)最低，也是促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的一個(gè)重要?jiǎng)恿2]。</p><p>　　4.1.2 經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的基本原理</p><p>　　經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的目的是追求費(fèi)用最小或者效益最大。</p>&l

99、t;p><b>　　1.費(fèi)用最小化原則</b></p><p>　　在滿足功能目標(biāo)(特定需要)的前提下，追求所支出的全生命(服務(wù))期費(fèi)用最小。特別是像燃煤鍋爐煙氣的除塵這類以環(huán)境保護(hù)、提高環(huán)境質(zhì)量、維護(hù)生態(tài)效益、提高人民生活質(zhì)量、維持經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展為基本任務(wù)的工程項(xiàng)目，往往是以滿足上述功能目標(biāo)為前提的，這樣的項(xiàng)目應(yīng)以追求生命(服務(wù))期費(fèi)用最小為原則[2]。</p>

100、<p>　　項(xiàng)目的服務(wù)期費(fèi)用包含了與項(xiàng)目有關(guān)的一切費(fèi)用，如項(xiàng)目的前期費(fèi)用、建設(shè)期費(fèi)用(含制造、購(gòu)買(mǎi)、建設(shè)、安裝、試運(yùn)行等)、生產(chǎn)期運(yùn)營(yíng)費(fèi)用以及工程壽命期結(jié)束時(shí)的拆除費(fèi)用。</p><p>　　2.經(jīng)濟(jì)效益最大化原則</p><p>　　效益最大化就是指工程全服務(wù)期的效益是最大化的。當(dāng)一項(xiàng)工程或一個(gè)技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)效益比較容易定量地進(jìn)行計(jì)算時(shí)，效益最大化應(yīng)是項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)所追求的目

101、標(biāo)[12]。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)效益（E）=總產(chǎn)出-總投入</p><p>　　或經(jīng)濟(jì)效益（E）=總產(chǎn)出/總投入</p><p>　　經(jīng)濟(jì)效益（E）=總投入-總產(chǎn)出/總投入</p><p><b>　　4.2 工程概算</b></p><p>　　4.2.1 編制依據(jù)</p>

102、<p><b>　　1、定額(指標(biāo))</b></p><p>　　參照類似工程結(jié)算資料。</p><p><b>　　2、材料價(jià)格</b></p><p>　　采用當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)信息價(jià)。</p><p><b>　　3、設(shè)備價(jià)格</b></p><p&g

103、t;　　工藝設(shè)備及通用設(shè)備價(jià)格根據(jù)制造廠近期報(bào)價(jià)、訂貨價(jià)及其他類似工程的設(shè)備價(jià)格資料進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　4、工程建設(shè)其他費(fèi)用及預(yù)備費(fèi)</p><p>　　根據(jù)本工程的實(shí)際情況進(jìn)行估算。</p><p>　　本工程不計(jì)固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅和漲價(jià)預(yù)備金。 </p><p>　　4.2.2 工程概算</p><p&

104、gt;<b>　　1、工程費(fèi)用</b></p><p>　　工程費(fèi)用投資概算采用估算的方法，具體費(fèi)用見(jiàn)表4.1。</p><p><b>　　2、其它費(fèi)用</b></p><p>　　其他費(fèi)用包括設(shè)計(jì)、監(jiān)理費(fèi)用等，估算為20萬(wàn)元，預(yù)備費(fèi)10萬(wàn)，總共30萬(wàn)元。</p><p><b>　　3

105、、靜態(tài)投資</b></p><p>　　建筑工程費(fèi)用為38萬(wàn)元，安裝費(fèi)用為20萬(wàn)元，設(shè)備及工器費(fèi)用為100萬(wàn)元,其中,催化劑采用美國(guó)康寧公司的蜂窩狀催化劑。催化劑在三年使用期后是可以再生利用的,所以催化劑可歸為靜態(tài)成本,則工程靜態(tài)投資158萬(wàn)元。</p><p>　　表4.1 工程費(fèi)用投資概算(萬(wàn)元)</p><p>　　4.3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析</p

106、><p>　　4.3.1 投資總額</p><p>　　總投資包括建設(shè)資金和生產(chǎn)流動(dòng)資金兩部分。本工程總投資300萬(wàn)元,其中,工程靜投資158萬(wàn)元,,流動(dòng)資金142萬(wàn)元。</p><p>　　4.3.2 職工定員</p><p>　　鍋爐廠采用三班三運(yùn)轉(zhuǎn)連續(xù)工作制，年工作時(shí)間為7648小時(shí)，節(jié)假日不停產(chǎn)。職工總定員為20人，其中，生產(chǎn)工人14人，

107、管理、技術(shù)及非生產(chǎn)人員6人。</p><p>　　4.3.3 生產(chǎn)成本計(jì)算</p><p>　　本鍋爐廠按Q=2×104 Nm3/h處理能力計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用，生產(chǎn)負(fù)荷為處理煙氣量的百分之百。</p><p>　　鍋爐廠年運(yùn)行費(fèi)用有以下幾項(xiàng)費(fèi)用組成。</p><p><b>　　1、動(dòng)力費(fèi)用</b></p&g

108、t;<p>　　鍋爐廠的動(dòng)力費(fèi)用主要是燃料和電費(fèi)，燃料采用煤。</p><p><b>　　2、藥劑費(fèi)</b></p><p>　　煙氣處理過(guò)程中必須投加的藥劑的費(fèi)用。本工藝煙氣處理所需的藥劑為液氨。</p><p><b>　　3、工資福利費(fèi)</b></p><p>　　鍋爐廠職工每

109、年的平均工資及福利費(fèi)。</p><p><b>　　4、大修理基金提存</b></p><p>　　企業(yè)用于固定資產(chǎn)大修理的專用資金。</p><p><b>　　5、日常檢修維護(hù)費(fèi)</b></p><p>　　固定資產(chǎn)的備用件、低值易耗品和經(jīng)常需要的維護(hù)修理費(fèi)用。</p><p

110、><b>　　6、管理費(fèi)及其他</b></p><p>　　管理鍋爐廠的生產(chǎn)(運(yùn)行)、服務(wù)所發(fā)生的費(fèi)用</p><p>　　總運(yùn)行成本計(jì)算的基本數(shù)據(jù)見(jiàn)表4.2，運(yùn)行成本計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表4.3。</p><p>　　表4.2 運(yùn)行成本計(jì)算的基本數(shù)據(jù)</p><p>　　表4.3 年運(yùn)行成本計(jì)算(元)</p>

111、<p>　　年運(yùn)行成本的計(jì)算為1--5項(xiàng)之和,約為21萬(wàn)元。</p><p><b>　　4.4 運(yùn)行與維護(hù)</b></p><p>　　4.4.1 氨區(qū)的安全規(guī)范</p><p>　　氨是強(qiáng)腐蝕性氣體,氨區(qū)是單獨(dú)規(guī)劃出的安全區(qū)域。嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入氨區(qū)。</p><p>　　(1)液氨用槽車(chē)或鋼瓶裝運(yùn),不能

112、與下列物質(zhì)共存,乙醛、丙烯醛、硼、鹵素、環(huán)氧乙烷、次氯酸、硝酸、汞、氯化銀、硫、銻、雙氧水等。</p><p>　　(2)消防人員必須穿戴全身防護(hù)服,切斷氣源,用水保持火場(chǎng)中容器冷卻,用水噴淋保護(hù)切斷氣源的人員。</p><p>　　(3)包裝標(biāo)志為有毒氣體,副標(biāo)志為易燃?xì)怏w。包裝方法為耐低壓或中壓的鋼瓶。儲(chǔ)運(yùn)條件為儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)良好、不燃結(jié)構(gòu)建筑的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火源和熱源。設(shè)備都要接地線。

113、與其它化學(xué)物品,特別是氧化性氣體、氟、溴、碘和酸類、油脂、汞等隔離儲(chǔ)運(yùn)。平時(shí)檢查鋼瓶漏氣情況。搬運(yùn)時(shí)穿戴全身防護(hù)服。戴好鋼瓶的安全帽及防震橡膠圈,避免滾動(dòng)和撞擊,防止容器受損[2]。</p><p>　　(4)處理泄漏五必須穿戴全身防護(hù)服。鋼瓶泄漏應(yīng)使閥門(mén)出于頂部,并關(guān)閉閥門(mén)。無(wú)法關(guān)閉時(shí),應(yīng)將氣瓶浸入水中。</p><p>　　4.4.2 SCR 系統(tǒng)操作規(guī)程</p><

114、;p>　　(1)應(yīng)該定期檢查監(jiān)測(cè)點(diǎn)的煙氣濃度變化。 要定期觀察反應(yīng)器內(nèi)的積灰狀況和催化劑的堵塞狀況,吹灰管要定期進(jìn)行反吹沖洗。</p><p>　　(2)當(dāng)出現(xiàn)異常情況,應(yīng)上報(bào)廠區(qū)管理人員。確定某臺(tái)反應(yīng)器有問(wèn)題時(shí),關(guān)閉它,煙氣都切換到另一臺(tái)反應(yīng)器進(jìn)行處理,并盡快搶修故障反應(yīng)器[12]。</p><p>　　(3)建設(shè)單位應(yīng)對(duì)脫硝系統(tǒng)的管理和人員進(jìn)行定期培訓(xùn),使管理和運(yùn)行人員系統(tǒng)掌握脫

115、硝設(shè)備及其它附屬設(shè)施正常運(yùn)行的具體操作和應(yīng)急情況的處理措施。</p><p>　　4.5安全和環(huán)境保護(hù)</p><p>　　4.5.1 一般規(guī)定</p><p>　　(1)在脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣、噪聲、溫度、輻射及其它污染物的防治與排放,應(yīng)貫徹執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行的環(huán)境保護(hù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定[14]。</p><p&g

116、t;　　(2)脫硝系統(tǒng)可行性研究階段應(yīng)有環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生的論證內(nèi)容,進(jìn)行相應(yīng)的安全性評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作并取得許可文件。在初步設(shè)計(jì)階段,應(yīng)提出深度符合要求的環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生專篇[13]。</p><p>　　(3)脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行應(yīng)高度重視勞動(dòng)安全和職業(yè)衛(wèi)生,采取各種防護(hù)措施,保護(hù)人身安全和健康。</p><p>　　(4)脫硝系統(tǒng)內(nèi)的勞動(dòng)安全和職業(yè)衛(wèi)生

117、設(shè)施應(yīng)與脫硝系統(tǒng)同時(shí)建成運(yùn)行,并制定相應(yīng)的操作規(guī)程。</p><p>　　(5)脫硝系統(tǒng)的安全管理應(yīng)符合《危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例》、有關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。</p><p>　　4.5.2 環(huán)境保護(hù)</p><p>　　(1)脫硝建設(shè)項(xiàng)目?jī)?nèi)在的危險(xiǎn)、有害因素對(duì)建設(shè)項(xiàng)目周邊的單位生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)活動(dòng)或者居民生活不得產(chǎn)生影響。</p><p>　　(2)

118、脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)應(yīng)以電廠所在地的地方排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),經(jīng)過(guò)脫硝系統(tǒng)處理后的煙氣排放應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　(3)脫硝廢水經(jīng)處理后的排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到GB8979和建廠所在地的地方排放標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求。</p><p>　　(4)脫硝氨氣儲(chǔ)存和供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)有事故狀態(tài)下污染的消防水的收集、處置系統(tǒng),并有詳細(xì)的處置方案。</p><p>　　(5)脫硝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建

119、設(shè),應(yīng)采取有效的隔聲、消聲、綠化等降低噪聲的措施,噪聲和振動(dòng)控制的設(shè)計(jì)應(yīng)控制在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　在大部分火電站煙氣脫硝技術(shù)中，選擇性催化還原（SCR）法在國(guó)際上已經(jīng)發(fā)展到非常成熟的地步。SCR煙氣脫硝技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)：成熟可靠，脫硝率比較高,沒(méi)有二次污染，雖然在系統(tǒng)投資方面比較大，催化劑用量比較大，容易中

120、毒、磨損，但是憑借其成功的業(yè)績(jī)和足夠運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)在國(guó)際上占據(jù)了相當(dāng)重的地位。</p><p>　　在設(shè)計(jì)計(jì)算的過(guò)程中我參考了各種SCR低溫脫硝工藝的書(shū)刊和文獻(xiàn)，對(duì)SCR低溫脫硝系統(tǒng)進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì),得出以下結(jié)果:</p><p>　?。?）脫硝設(shè)備通過(guò)計(jì)算采用立式、長(zhǎng)方體反應(yīng)器，內(nèi)置三層催化劑，并設(shè)置導(dǎo)流板，吹灰器等設(shè)施； （2）輔助設(shè)備選型根據(jù)原料的性質(zhì)及工藝參數(shù)確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)

121、定的運(yùn)行； （3）根據(jù)反應(yīng)需求和工程造價(jià)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)優(yōu)化； （4）設(shè)計(jì)中考慮到過(guò)程中的“三廢”問(wèn)題，并及時(shí)妥善的處理，確保環(huán)保達(dá)標(biāo)；</p><p>　　在一些應(yīng)用問(wèn)題上，我直接套用了書(shū)上的公式或過(guò)程，并沒(méi)有徹底了解各個(gè)公式的出處及用途，對(duì)于一些工業(yè)數(shù)據(jù)的選取，也只是根據(jù)范圍自己選擇的，并不一定符合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。因此，一些計(jì)算數(shù)據(jù)有時(shí)并不是十分準(zhǔn)確，只是擁有一個(gè)正確的方位或趨勢(shì)，而并沒(méi)有更細(xì)致的追究