升膜蒸發(fā)器在氨法脫硝中應(yīng)用

環(huán)保網(wǎng)訊:目前能夠充當(dāng)脫硝還原劑的物質(zhì)有:液氨、氨水、尿素、碳銨等，但這些物質(zhì)無(wú)法直接與NOX反應(yīng)，必須經(jīng)汽化或分解成氨氣，如:液氨、氨水加熱汽化，碳銨、尿素加熱分解或水解。

有些物質(zhì)加熱分解或水解的條件比較苛刻，如:尿素需在160℃以上開(kāi)始分解，350℃以上才能完全分解成氨氣，通常需要把尿素?zé)峤鉅t中的熱空氣用電加熱器加熱到650℃以上，才能確保尿素在短時(shí)間內(nèi)完全分解。尿素水解時(shí)，也需要用180℃以上的飽和蒸汽，液氨汽化也需要140℃以上的飽和蒸汽，這些技術(shù)路線都需要高品位的電或較高品位的蒸汽，且液氨罐為重大兇險(xiǎn)源，液氨罐、液氨蒸發(fā)器、尿素?zé)峤?、尿素水解器都屬于壓力容器，必須?zhí)行壓力容器、壓力管道設(shè)計(jì)規(guī)范。

氨水雖可直接通過(guò)雙介質(zhì)噴嘴噴到SNCR裝置的適當(dāng)位置，但在液體霧化過(guò)程中，噴槍有時(shí)存在霧化不足現(xiàn)象，部分液滴會(huì)向下滴落或上飄到水冷壁上，引起水冷壁管道腐蝕穿孔、停爐檢修，這種現(xiàn)象在SNCR脫硝裝置上已有報(bào)導(dǎo)。本文提出了以除塵器后脫硫前125℃左右的熱煙氣做熱源，用升膜蒸發(fā)器做氨水蒸發(fā)器，論述了其在氨法脫硝裝置上應(yīng)用的可行性、優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析。

1基本原理

升膜蒸發(fā)器是化工裝置上十分常用的單元設(shè)備，圖1是氨水升膜蒸發(fā)器基本原理圖，氨水走管內(nèi)、熱煙氣走管間，氨水從升膜蒸發(fā)器一端封頭進(jìn)入，沿管內(nèi)與管間的熱煙氣換熱，氨水升溫、蒸發(fā)、汽化，并從升膜蒸發(fā)器另一端封頭排出。

某電廠1×135MW機(jī)組煙氣為例，采用SCR脫硝技術(shù)，分別采用氨水升膜蒸發(fā)器汽化(方案1)、尿素水解(方案2)、尿素?zé)峤?方案3)三種制氨氣方案，進(jìn)行投資和運(yùn)行成本對(duì)比，因液氨罐為重大危險(xiǎn)源，許多電廠已經(jīng)不再使用液氨制氨氣，不參與比較。煙氣參數(shù)見(jiàn)表1。

2硝主要設(shè)備參數(shù)

由表2看出，氨水升膜式蒸發(fā)器制氨氣系統(tǒng)設(shè)備較少，且為常壓化工設(shè)備。

投資成本比較

經(jīng)核算，三種制氨氣方案投資成本對(duì)比見(jiàn)下表3。由表3看出，方案3投資成本最低，且主要費(fèi)用為氨水蒸發(fā)器;方案2方案投資成本最高，且主要費(fèi)用為尿素水解罐，方案1投資成本與方案3相近。另經(jīng)核算，氨水升膜式蒸發(fā)器、空氣換熱器的面積受熱煙氣溫度影響較大，溫度越低，面積越大，當(dāng)溫度低于110℃時(shí)，設(shè)備投資成本已與方案2接近，失去投資成本的優(yōu)勢(shì)。

運(yùn)行費(fèi)用比較

經(jīng)核算，三種制氨氣方案消耗定額及直接運(yùn)行成本見(jiàn)表4。

由表4看出，方案1制氨氣運(yùn)行成本較其它兩種方案要低一些，是方案2的67%、方案3的65%左右，其主要差異體現(xiàn)在蒸汽和電耗上，且方案1利用的是除塵器后的低品質(zhì)廢熱，還具有降低脫硫系統(tǒng)工藝水消耗的作用，因三種方案都采用DCSW集中控制，人力資源成本差別不大，故未列入比較。

結(jié)論

(1)除塵器后脫硫前的熱煙氣，可以作為氨水升膜蒸發(fā)器的熱源，有效利用低品位廢熱。熱煙氣溫度對(duì)氨水升膜式蒸發(fā)器、空氣換熱器的面積影響較大，對(duì)設(shè)備投資的影響較大。

(2)從安全方面看，氨水升膜式蒸發(fā)器不需要尿素?zé)峤鉅t、尿素水解罐等壓力容器，其安全性較高;從運(yùn)營(yíng)成本看，氨水升膜式蒸發(fā)器的運(yùn)營(yíng)成本比尿素?zé)峤鉅t、尿素水解具有較大的優(yōu)勢(shì)。

延伸閱讀：

石灰石—石膏濕法脫硫廢水的處理及利用研究

在低溫條件下煙氣脫硫脫硝技術(shù)的研究與應(yīng)用

濕法脫硫降低漿液氯離子濃度的分析及建議

脫硫漿液循環(huán)泵變頻改造降低脫硫耗電率可行性研究