CN104056541A - 用于生活垃圾焚烧炉的sncr和低温scr联合脱硝系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，其中低温SCR系统特别适合生活垃圾焚烧炉。本发明的目的是提供一种用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，其中低温SCR系统在烟温低于180度的情况下仍可以运行。整个SCR系统在SCR电气控制单元（CCU）的控制下，通过计算催化剂进出口NOx的浓度，喷入合适的还原剂，可以保证SCR系统在消耗最少还原剂的情况下，达到最大的脱硝效率以及产生最少的氨逃逸。

Description

用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR联合脱硝系统

技术领域

本发明涉及一种用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，其中低温SCR系统特别适合生活垃圾焚烧炉。

背景技术

近年来随着社会经济的发展，环保要求越来越受到重视，同时国家立法也越发严格，大气污染污染物防治中对于氮氧化物的控制已成为新一轮环保要求的热点和重点。

在脱硝工艺中，SNCR和SCR为常规处理工艺，其中单独使用SNCR系统已经很难达到环保所要求的大气污染物排放标准，而单独使用SCR系统，可以使NOx排放达标，但是其投资和运行成本巨大，且现阶段SCR系统使用的是高温（300~400℃）、中温催化剂（200~300℃），目前国内垃圾焚烧炉还没有投用的的低温SCR系统（165~200℃）。

发明内容

本专利的发明目的是提供一种用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，其中低温SCR系统在烟温低于180度的情况下仍可以运行。

为完成上述发明目的，本发明是这样实现的：

1、一种用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，它将SNCR系统及低温SCR系统相结合，利用两系统间彼此的优势，形成联合脱硝处理工艺，可以在满足国家要求污染物排放标准的同时，大幅度降低投资运行成本及系统能耗，符合国家节能减排的要求。

该联合脱硝系统主要包含三大部分：还原剂储存及制备系统，SNCR系统及低温SCR系统。

还原剂储存及制备系统为公用系统，可以同时为SNCR系统和SCR系统提供反应所需要的还原剂。SNCR系统为脱硝预处理系统，首先对还原剂进行混合、分流等工艺处理，再通过精确喷射及温度追窗控制方式，将还原剂喷入燃烧炉膛的烟道中，使还原剂直接与烟气中的NOx进行氧化还原反应，达到初步去除NOx的目的。低温SCR系统为脱硝再处理系统，通过将还原剂稀释后，再均匀喷入烟道进入反应器，使还原剂在催化剂的作用下与NOx在反应器中进行氧化还原反应，达到二次去除NOx的目的。与常规SCR不同的是，低温SCR系统不需要对烟气进行加热，即可满足脱硝工艺处理条件，这样可以有效降低系统运行成本及设备的检修维护成本。

SNCR系统与低温SCR系统结合的联合脱硝工艺，可以达到"1+1>2"的脱硝处理效果。

还原剂储存及制备系统主要由浓氨水储存罐单元（RTU）、稀氨水储存罐单元（RTU-B）、氨水加注泵单元（LPU）、氨水输送泵单元（TPU-R）、浓氨水输送泵单元（PPU）、稀氨水输回泵单元（RPU）、蒸氨塔单元（ATU）、氨气缓冲罐单元（ABU）及公用电气控制单元（GCU）等组成；

其主要工艺流程如下：

氨水加注泵单元（LPU）将氨水槽罐车内的氨水输送至浓氨水储存罐单元（RTU），浓氨水储存罐单元设置有两路出口，一路出口通过氨水输送泵单元（TPU-R）输出至SNCR系统，为SNCR系统提供反应所需要的还原剂。另一路出口通过浓氨水输送泵单元（PPU），将氨水输送至浓氨水预热器，预热后的氨水被输送至蒸氨塔单元（ATU）进行精馏，精馏的加热源为蒸汽。氨水经过精馏后，生成纯度大于90%的氨气和浓度较低的氨水。浓度较低的氨水，由塔釜进入浓氨水预热器对浓氨水进行预热，然后进入稀氨水冷凝器进行冷凝，冷凝至常温的稀氨水，通过稀氨水输回泵单元（RPU）输送至稀氨水储存罐单元（RTU-B），稀氨水储存罐单元设置有一路出口，通过氨水输送泵单元（TPU-R）输出至SNCR系统，为SNCR系统提供反应所需要的还原剂，SNCR系统优先使用稀氨水储存罐单元（RTU-B）内的氨水。其中精馏产生的氨气，被输送至氨气缓冲罐单元（ABU）进行储存SCR系统所需要的还原剂。

SNCR系统主要包含软水储存单元（WTU）、软水输送泵单元（TPU-W）、混合分配单元（MDU）、压缩空气分配单元（ACU）、喷射器单元（ICU）及SNCR电气控制单元（SCU）等组成；

其主要工艺流程如下：

来自浓氨水储存罐单元（RTU）或稀氨水储存罐单元（RTU-B）的氨水，由氨水输送泵单元（TPU-R）输出至混合分配单元（MDU）；来自软水储存单元（WTU）的软水，由软水输送泵单元（TPU-W）输送至混合分配单元（MDU）。软水和氨水在混合分配单元里根据NOx排放反馈值实现定量混合，根据温度窗信号定向分配至喷射器单元（ICU）。在喷射器单元内，通过压缩空气分配单元（ACU）提供的压缩空气对氨水混合溶液进行雾化，最终喷入燃烧炉膛的烟道中，达到初步去除NOx的目的。

低温SCR系统主要包含稀释风预热单元（AHU)、氨空混合单元（AMU）、氨气注入单元（AIG）、反应器单元（RSU）、低温催化剂单元（LCU）及SCR电气控制单元（CCU）等组成；

其主要工艺流程如下：

来自氨气缓冲罐单元（ABU）的氨气，首先进入氨空混合单元（AMU），然后由稀释风预热单元（AHU)加热过后的热风也被输送至氨空混合单元（AMU），氨气与稀释热风 进行混合，使氨气的体积浓度小于混合气体的5%。混合后的气体由氨气注入单元（AIG）进入烟道，然后至反应器单元（RSU）与低温催化剂单元（LCU）进行氧化还原反应，达到二次去除NOx的目的。

用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，主要包含三大部分：还原剂储存及制备系统，SNCR系统及低温SCR系统。

浓氨水储存罐单元（RTU）和稀氨水储存罐单元（RTU-B）都采用双层不锈钢防漏设计，安装无须混凝土围堰，其设计容量可满足~12天存量（在最大连续工况）,该储罐配有泄漏报警开关、呼吸阀、液位计、顶部液位满溢开关以及顶部压力变送器。储存罐单元与控制管理单元(SCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。

氨水加注泵单元（LPU）从氨水槽罐车中将25%的氨水泵送入储罐。该模块的组成如下：一台PPR材质自吸式离心泵，额定流量20m³/h，扬程20m，IP54电机转速约为2900rpm，功率约为2.2千瓦；支撑整个单元的不锈钢集水槽，并设有放净口；IP54控制箱，控制氨水加注泵的启停；进出口管路及阀门，包括进出口带位置指示的手阀，进口Y型过滤器，和出口止回阀；LPU靠近储罐，室外安装，泵入口配快接头，与氨水槽车用软管连接，同时回气管快接头与槽车顶部用软管连接；该模块为就地操作，泵的启停和储罐溢出保护检测联锁。加注泵单元与控制管理单元(SCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。

氨水输送泵单元（TPU-R）将RTU或RTU-B内的氨水加压输送至混合分配单元（MDU），由以下部分组成：2台不锈钢多级离心泵，每个名义功率约1.5 kW，名义流量1 m³/h；支撑整个单元的不锈钢集水槽上，底部托盘有独立的放净管路，避免会有流体流到地面上。泵入口装有带位置指示的开关阀，且包括一个远程控制阀。 并且有泵循环回路以保证阀门关闭状态泵的正常运行。包括泵的就地压力表和将信号送往控制管理单元（SCU）的变送器。通常泵送单元通常靠近储罐，于室内安装。泵送单元与控制管理单元(SCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。所有的电气部分都装配在一个IP54的不锈钢盘柜内。这个盘柜也操作储罐的功能，比如液位指示、泄漏报警、低液位泵的保护和其他储罐区域内的报警。

浓氨水输送泵单元（PPU）将RTU的氨水加压输送至蒸氨塔单元(ATU)，由以下部分组成：2台不锈钢多级离心泵，每个名义功率约1.5 kW，名义流量1 m³/h；支撑整个单元的不锈钢集水槽上，底部托盘有独立的放净管路，避免不会有流体流到地面上。泵入口装有带位置指示的开关阀，且包括一个远程控制阀。泵出口量装有三通调节阀，用于控制出口流量及回流流量。泵出口设置压力表及压力变送器。通常泵送单元通常靠近储罐，室外安装。泵送单元与公用控制管理单元(GCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。所有的电气部分都装配在一个IP54的不锈钢盘柜内。这个盘柜也操作储罐的功能，比如液位指示、泄漏报警、低液位泵的保护和其他储罐区域内的报警。

稀氨水输回泵单元（RPU）将蒸氨塔单元(ATU)的常温稀氨水输送至稀氨水储罐单元（RTU-B），由以下部分组成：2台不锈钢多级离心泵，每个名义功率约1.5 kW，名义流量1 m³/h；支撑整个单元的不锈钢集水槽上，底部托盘有独立的放净管路，避免不会有流体流到地面上。泵入口装有带位置指示的开关阀，且包括一个远程控制阀。泵出口装有调节阀，用于控制泵出口流量。泵出口设置压力表及压力变送器。通常泵送单元通常靠近蒸氨塔单元，室外安装。泵送单元与控制管理单元(GCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。所有的电气部分都装配在一个IP54的不锈钢盘柜内。

蒸氨塔单元（ATU）将浓氨水输送泵单元（PPU）输送的浓氨水转化为氨气和稀氨水，生成的氨气输送至氨气缓冲罐单元（ABU），稀氨水输送至稀氨水储存罐单元（RTU-B）。其主要包括：蒸氨塔、塔顶分缩器、塔底再沸器、预热器、冷凝器等设备。该单元采用蒸汽加热，通过调节阀控制流量。蒸氨塔上装有压力控制阀将氨气压力控制在一定范围，当出口压力达到过高时，则切断氨水进料使氨气至缓冲罐维持适当温度及压力。该单元与公用控制管理单元(GCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。

氨气缓冲罐单元（ABU）将蒸氨塔单元中制成的氨气进行临时缓冲稳压，以期可以对SCR反应器部分进行连续稳定的氨气供给。其主要设备为一套不锈钢氨气缓冲罐，该储罐配有泄漏报警，安全阀，压力变送器和罐底疏水阀组，氨气缓冲罐出口配有减压阀。压力变送器将储罐内氨气实时压力信号送往控制管理单元(GCU)，系统根据储罐内压力的变化调整氨气制备单元的出力。

公用电气控制单元（GCU）安装有智能PLC Siemens S7-300，PROFIBUS分布式I/O，总线通信。全自动控制、管理、协调和监控所有工艺功能。与总厂DCS 通信，接受来自总厂的信号，精确计算注入量，定点给出还原剂量，与操作界面通信。操作界面是一个带有操作程序的工业计算机。所有指令通过操作终端发出。使用工艺流程图便于操作和调整系统。该流程图便于操作者的使用，因为指令经常是通过按动按钮发出。操作终端显示的必要的运行数据传送到总厂DCS系统中，便于监测。可以选择就地、遥控模式。在遥控模式下，操作指令可以通过DCS发出。控制盘也选择安装有工艺信息。正常运行模式是全自动的，这意味着还原剂储存及制备系统不需要人工控制。也可以在手动模式下运行，这意味着操作人员从操作终端人工控制所有的系统。所有的电气部分(IP54)都装配在一个盘柜内，靠近氨区，安装在室内。

SNCR系统其特征在于：

软水储存单元（WTU）进口水源来自锅炉除盐水系统，软水进水温度要低于50℃。储罐入口装有开关阀，该开关阀与储罐液位计进行联锁，出口与软水输送泵单元（TPU-W）连接。

软水输送泵单元（TPU-W）将稀释还原剂至适当浓度的软化水加压输送至混合分配单元(MDU)，由以下部分组成：两个不锈钢多级离心泵，每个名义功率约1.5 kW，名义流量1 m³/h；支撑整个单元的不锈钢集水槽上，底部托盘有独立的放净管路，避免软水流到地面上。水泵将储罐中的水抽出加压，这样防止混合分配单元(MDU)中还原剂回流到水加注管路。泵装有循环回路以保证在阀门意外关闭状态时，泵能正常运行。泵送单元与SNCR控制管理单元(SCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。所有的电气部分都装配在一个IP54的不锈钢盘柜内。单元安装位置靠近软水储存单元（WTU），室内布置。

混合分配单元（MDU）控制氨水和软水的定量混合和定向分配，混合分配单元将还原剂和水混合至合适的浓度并满足目前运行条件下消耗量的要求。每台焚烧炉根据设计需求配置一定数量的喷枪，每套喷射器模块控制一个喷射器，喷射器模块开/关控制还原剂流量，控制雾化和冷却空气，在停机时用水清洗。每个单元配备一个流量传感器和压力计来实时单独监控每个喷射器的还原剂、水的状况。这些模块预装在一个盘柜中，支撑整个单元的不锈钢集水槽上，自带水放空系统。当混合分配模块或整个系统停机，系统用水清洗确保管路中没有还原剂残留。这个模块包括所有必须的阀门、调节阀以及全自动运行所需的流量传感器和压力传感器。混合分配单元与SNCR控制管理单元(SCU)的通讯通过分布式I/O和总线进行。所有的电气部分(IP54)都装配在一个盘柜内，靠近喷射器，安装在室内。MDU安装在靠近焚烧炉喷射位置的锅炉平台处。

压缩空气分配单元（ACU）为喷射器单元（ICU）提供雾化所需要的压缩空气，而且可以单独调节每个喷射器的气压。出于安装方便考虑，压缩空气分配单元将安装在靠近喷枪布置位置的前墙或者钢架上面， 对压缩空气分配单元统一管理。

喷射器单元（ICU）采用脱硝专用喷射器，喷射管材质采用SS316L，喷嘴采用（炉内）为特殊材质合金，具有极强的耐高温耐腐蚀耐磨损性能。该喷射器为二流体式喷射器，分别接MDU单元送出的还原剂及ACU单元送出的厂用压缩空气（压缩空气在喷射时起到雾化的作用，在停喷时为冷却作用）。喷射器通过柔性软管与还原剂管道和压缩空气管道相连，整个喷射器固定式安装在炉膛水冷壁上焊接的支撑管上，与支撑管通过弹簧锁扣的快速插拔接头连接，便于快速巡查喷头的使用状况。喷射器的外套管直径小于20mm，所以可以直接在水冷壁鳍片上进行开孔焊接安装，对锅炉受压部分原件没有任何影响。

SNCR电气控制单元（SCU）内设置不同氨水浓度配方，根据氨水实际浓度进行设定。SNCR系统优先使用RTU-B内的氨水，当RTU-B液位低时，系统自动切换到RTU单元配方控制。控制单元安装有智能PLC Siemens S7-300，PROFIBUS分布式I/O，总线通信。SCU 全自动控制、管理、协调和监控所有工艺功能。与总厂DCS 通信，接受来自总厂的信号，精确计算注入量，定点给出还原剂量，与操作界面通信。操作界面是一个带有操作程序的工业计算机。所有指令通过操作终端发出。使用工艺流程图便于操作和调整系统。该流程图便于操作者的使用，因为指令经常是通过按动按钮发出。操作终端显示的必要的运行数据传送到总厂DCS系统中，便于监测。可以选择就地、遥控模式。在遥控模式下，操作指令可以通过DCS发出。控制盘也选择安装有工艺信息。正常运行模式是全自动的，这意味着SNCR 系统不需要人工控制。也可以在手动模式下运行，这意味着操作人员从操作终端人工控制所有的系统。所有的电气部分(IP54)都装配在一个盘柜内，靠近焚烧炉，安装在室内。

低温SCR系统其特征在于：

稀释风预热单元（AHU)是将氨气体积浓度稀释至小于5%的基准下，提供相应的热风。稀释风机能适应不同工况并正常运行，留有一定裕度：风量裕度不低于10%，风压裕度不低于20%。稀释风机和氨/空气混合系统尽量布置在SCR反应器本体氨注入口附近。稀释风机配备风压连锁和电机跳闸连锁。为保证氨不外泄，稀释风机出口阀设故障连锁关闭，并发出故障信号。风机噪声满足技术规范要求，如果干扰噪声大于上述规定值，在恰当位置设消音器。稀释风加热部分采用蒸汽换热器，利用低压过热蒸汽对稀释风进行加热，加热至合适的温度，然后输送至氨空混合单元（AMU），稀释风机按一台焚烧炉设置两台（一用一备）。

氨空混合单元（AMU）是为将来自氨气缓冲罐的氨气及来自稀释风预热单元（AHU)的热空气进行混合，保证氨气体积浓度小于5%。混合器内采用不锈钢填料，可以保证氨气和空气的充分均匀混合。氨气和空气管路进口设置单向阀，防止空气反吹。

氨气注入单元（AIG）的主要功能是将氨空混合单元（AMU）混合后的氨气注入烟气中，保证氨气和烟气混合均匀，能根据烟气不同的工况进行调节。该注入单元具有良好的热膨胀性、抗热变形性、抗振性和抗腐蚀性。氨注入单元主要包括喷氨格栅和静态混合器，喷氨格栅中母管的数量，布置的位置均先采用流体力学计算软件模拟，以达到最佳的氨/NOx混合比。每台脱硝反应器提供一套完整的氨喷射与混合系统，以确保氨喷入烟道后与烟气充分混合，获得良好的NH₃/NOx分布均匀性。喷氨格栅后根据烟道布置情况设置静态混合器，可以对整体烟道进行整流布置，让氨气和烟气更均匀混合。

反应器单元（RSU）主要包括SCR反应器本体结构，脱硝系统的主反应在该反应器内通过催化剂的作用进行。反应器内部各类加强板、支架被设计成不易积灰的型式，同时考虑了热膨胀的补偿措施。反应器设置足够大小和数量的人孔门。为了正常运行、开车和完成测试等工作，设置足够数量的开孔。反应器进出口设变径及弯头与烟道相连，接口尺寸与烟道对应。为防止烟道膨胀量影响设备，反应器进出口设非金属膨胀节。

低温催化剂单元（LCU）为SCR系统主要组成部件，其中催化剂布置在垂直流动催化剂模块内，这种布置方式可以有效的降低压降，同时可以保证气体流动所需要的表面积。该催化剂最大的特点是在较低的温度下（165~200℃）仍然具有较高的活性，主要原因是催化剂装载高价的金属，具有较大的表面积及多孔的结构。在该反应温度下，垃圾焚烧炉布袋出口的烟气，可以在不需要加热或只需要少量的加热情况下，即可达到催化剂反应所需要的温度，这样可以大大节省能耗，降低运行维修成本。反应温度和催化剂数量是影响脱硝效率的主要因素，所以催化剂模块的尺寸及数量的选择，需要根据锅炉需要的脱硝去除效率来确定。

SCR电气控制单元（CCU）安装有智能PLC Siemens S7-300，PROFIBUS分布式I/O，总线通信。SCU 全自动控制、管理、协调和监控所有工艺功能。与总厂DCS 通信，接受来自总厂的信号，精确计算注入量，定点给出还原剂量，与操作界面通信。操作界面是一个带有操作程序的工业计算机。所有指令通过操作终端发出。使用工艺流程图便于操作和调整系统。该流程图便于操作者的使用，因为指令经常是通过按动按钮发出。操作终端显示的必要的运行数据传送到总厂DCS系统中，便于监测。可以选择就地、遥控模式。在遥控模式下，操作指令可以通过DCS发出。控制盘也选择安装有工艺信息。正常运行模式是全自动的，这意味着SCR 系统不需要人工控制。也可以在手动模式下运行，这意味着操作人员从操作终端人工控制所有的系统。所有的电气部分(IP54)都装配在一个盘柜内，靠近焚烧炉，安装在室内。

附图说明

图1为还原剂储存及制备系统流程图。

图2为SNCR系统流程图。

图3为低温SCR系统流程图。

具体实施方式

一种用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，主要包含三大部分：还原剂储存及制备系统，SNCR系统及低温SCR系统。

1. 还原剂储存及制备系统：

还原剂存储区一般设置有两个氨水罐，一个用于储存浓氨水，一个用于储存稀氨水，储罐都采用双层不锈钢防漏设计。

还原剂氨水的来源一般采用外购商用氨水，浓度约为20%。氨水槽车容量有15t、30t等不同等级，根据使用需求进行采购。槽车进厂后，通过自带的软管与氨水加注泵单元（LPU）连接，LPU单元上有两个接口，一个是氨水进口，接槽车氨水管路，一个是回气口，接槽车回气口，接头采用快接型式。在加注泵启动前，需要打开LPU单元进口阀门及回气口阀门，阀门带限位开关，如果阀门没有开启，则无法启动加注泵。在确认泵内充满液体后，可以启动泵。加注泵选型依据罐子大小确定输送量及扬程，一般加注满罐时间考虑2小时左右。加注完成后，需要将残留在软管内的氨水倒回槽车内，防止氨水污染现场或氨泄漏报警开关误报警，导致系统停机。

浓氨水储存罐单元（RTU）及稀氨水储存罐单元（RTU-B）大小设置根据厂内使用需求确定，一般设计容量可以满足~12天存量（所有焚烧炉在最大连续工况）。储罐罐顶设置呼吸阀，可以在罐内压力异常时，起保护储罐作用。罐顶还设置有压力变送器及2个浮球液位开关，压力变送器可以观察罐内压力实时变化，浮球液位开关设置可以防止满溢，与LPU单元联锁。储罐为双层设计，在罐内夹层底部，设置有压力报警开关，在内层发生泄漏时，可以第一时间发现从而采取相应措施。罐底还装有液位变送器，可以观察罐内液位变化，同时在低低报警时与TPU-R和PPU单元进行联锁。

储罐在为SNCR系统提供还原剂时，优先使用RTU-B内的氨水，在RTU-B单元产生低低液位报警时，自动切换为RTU单元进行使用，切换方式为气动开关阀自动切换。氨水通过氨水输送泵单元（TPU-R）进行加压输送，输送时产生的回流氨水分别回至相应的氨水储罐。在2个储罐液位变送器都进行低低液位报警时，TPU-R单元自动联锁停机。

储罐在为SCR系统提供还原剂时，通过浓氨水输送泵单元（PPU）进行输送，该单元装有三通调节阀，根据制氨量的需求调节氨水进量。在RTU单元液位变送器进行低低液位报警时，PPU单元自动联锁停机。PPU单元将浓氨水输送至蒸氨塔单元（ATU）的浓氨水预热器，通过预热将氨水加热至~80℃，预热后的氨水直接进入蒸氨塔，在蒸氨塔内经过精馏处理，可以在塔顶生成纯度较低氨气，塔斧生成浓度较低的氨水。其中通过蒸汽对塔斧再沸器进行加热，蒸汽管路调节阀与塔斧热电阻进行温度联锁控制，塔内温度控制在~140℃。塔顶的氨气通过分缩器进行处理，可以得到纯度较高的氨气，在温度控制在~50℃时，可以得到纯度~90%的氨气，生成的氨气被输送至氨气缓冲罐单元（ABU）进行储存，供SCR系统提供还原剂。塔斧稀氨水通过自身压力输送至浓氨水预热器，对PPU单元输送的浓氨水进行预热，降温后的稀氨水温度~80℃，然后被输送至稀氨水冷凝器，通过厂内冷却回流水进行降温处理，稀氨水最终温度被控制在40℃以下。常温状态下的稀氨水通过稀氨水输回泵单元（RPU）输送回稀氨水储存罐单元（RTU-B），其输送量通过调节阀与塔斧液位计进行联锁控制。

2. SNCR系统：

来自TPU-R单元的氨水，通过一根母管进行输送，分别至各垃圾焚烧锅炉附近进行分配支路。支路管道的氨水直接与每台焚烧炉附近的混合分配单元（MDU）氨水管口进行连接。

软水储存单元（WTU）一般放置在除盐水间或附近，以方便获取除盐水，注意除盐水温度不能高于50℃，否则会对后续工艺产生影响。WTU单元装有进口开关阀和液位计，通过液位计与开关阀进行联锁，对除盐水加注实现自动控制，无需人工操作。

软水输送泵单元（TPU-W）将除盐水输送至MDU模块，也是通过一根母管输送，分别至各垃圾焚烧锅炉附近进行分配支路。支路管道的除盐水直接与每台焚烧炉附近的混合分配单元（MDU）除盐水管口进行连接。该单元一般和WTU单元放置在一起，并装有回流管道。

混合分配单元（MDU）主要是控制氨水和除盐水的定量混合和定向分配。通过锅炉烟气中NOx值反馈计算氨水喷量，利用调节阀进行控制。同时通过氨水流量计反馈的值，对除盐水喷量进行调节，保证氨水混合始终在一个最佳的配比。混合后的氨水溶液压力需要控制在3barg左右。该单元在混合溶液后设置有喷射器模块，每套喷射器模块控制一个喷射器，包含控制开关和流量。MDU单元出口管路直接接至喷射器单元（ICU）的喷射器。

压缩空气分配单元（ACU）一般放置在靠近喷射器的附近平台上。对厂内压缩空气进行分配和调压处理，满足喷射器所需要的气体压力。

喷射器单元（ICU）为脱硝专用喷射器，喷射管材质采用SS316L，喷嘴材质（炉内）为特殊材质合金，具有极强的耐高温耐腐蚀耐磨损性能。该喷射器为二流体式喷射器，分别接MDU单元送出的还原剂及ACUU单元送出的厂用压缩空气（压缩空气在喷射时起到雾化的作用，在停喷时为冷却作用）。一般喷射器布置在锅炉第一烟道的前墙或者侧墙位置，根据温度分布情况进行开孔，放置喷射器。考虑到夏冬两季垃圾热值变化以及垃圾焚烧炉自身燃烧不稳定性，所以需要在烟道处开多层孔，以保证喷射器始终处于SNCR系统最佳的反应温度区间。为了满足喷射器喷射覆盖范围，一般需要将气压水压控制在2~3barg。

整个SNCR系统在SNCR电气控制单元（SCU）的控制下，通过温度自动追窗技术进行自动喷射，可以保证SNCR系统在消耗最少还原剂的情况下，达到最大的脱硝效率以及产生最少的氨逃逸。

3. SCR系统：

氨气缓冲罐单元（ABU）的氨气，压力控制在6barg左右，温度控制在50~60℃，在该条件下，氨气可以保证较高的纯度（≮85%）。该单元出口通过调节阀控制流量，为了精确检测出纯氨的质量，后端还装有质量流量计。最后氨气被输送至氨空混合单元（AMU）。

氨气爆炸极限在15.7～27.4%，为保证使用安全，需要对氨气进行稀释混合。由于氨气中含有少量水分，所以需要用热风对其进行混合。热风由稀释风预热单元（AHU)提供，通过一用一备的离心风机提供~1000m3/h，6000Pa的冷风，然后由低压过热蒸汽对冷风进行加热，加热温度控制在180℃。加热后的稀释风被输送至氨空混合单元（AMU）。

氨气和稀释热风在氨空混合单元（AMU）进行混合，将氨气的体积浓度控制在5%以下。混合后的氨气被输送至氨气注入单元（AIG），AIG单元由喷氨格栅和静态混合器组成。一般AIG单元放置在布袋除尘器后的低尘区域，在前面还设有CEMS检测仪，需要对烟气中的NOx、O₂和烟尘进行检测。喷氨格栅由母管和喷嘴构成，可以将氨气均匀喷入烟道中，最大程度与烟气进行混合。为保证氨气与烟气进一步混合，在喷氨格栅后设置静态混合器，使氨气与烟气混合均匀，同时烟气在烟道中实现均匀分布。

布袋除尘器出口温度一般在150~180℃，为了满足催化剂最低反应温度，一般将布袋除尘器出口烟气温度控制在170℃以上。氨气与烟气充分混合后，被输送至反应器单元（RSU），反应器单元内放置了低温催化剂单元（LCU）。氨气经过低温催化剂的作用，与NOx发生还原反应，达到脱硝的目的。该低温脱硝技术在进行脱除NOx的同时，也能去除二噁英。

整个SCR系统在SCR电气控制单元（CCU）的控制下，通过计算催化剂进出口NOx的浓度，喷入合适的还原剂，可以保证SCR系统在消耗最少还原剂的情况下，达到最大的脱硝效率以及产生最少的氨逃逸。

Claims (4)

1.一种用于生活垃圾焚烧炉的SNCR和低温SCR的联合脱硝系统，它将SNCR系统及低温SCR系统相结合，利用两系统间彼此的优势，形成联合脱硝处理工艺；

该联合脱硝系统主要包含三大部分：还原剂储存及制备系统，SNCR系统及低温SCR系统；

还原剂储存及制备系统为公用系统，可以同时为SNCR系统和SCR系统提供反应所需要的还原剂，SNCR系统为脱硝预处理系统，首先对还原剂进行混合、分流等工艺处理，再通过精确喷射及温度追窗控制方式，将还原剂喷入燃烧炉膛的烟道中，使还原剂直接与烟气中的NOx进行氧化还原反应，初步去除NOx，低温SCR系统为脱硝再处理系统，通过将还原剂稀释后，再均匀喷入烟道进入反应器，使还原剂在催化剂的作用下与NOx在反应器中进行氧化还原反应，进行二次去除NOx。

2.根据要求1所述的还原剂储存及制备系统，其特征在于：

还原剂储存及制备系统主要由浓氨水储存罐单元（RTU）、稀氨水储存罐单元（RTU-B）、氨水加注泵单元（LPU）、氨水输送泵单元（TPU-R）、浓氨水输送泵单元（PPU）、稀氨水输回泵单元（RPU）、蒸氨塔单元（ATU）、氨气缓冲罐单元（ABU）及公用电气控制单元（GCU）等组成；

其主要工艺流程如下：

氨水加注泵单元（LPU）将氨水槽罐车内的氨水输送至浓氨水储存罐单元（RTU），浓氨水储存罐单元设置有两路出口，一路出口通过氨水输送泵单元（TPU-R）输出至SNCR系统，为SNCR系统提供反应所需要的还原剂；另一路出口通过浓氨水输送泵单元（PPU），将氨水输送至浓氨水预热器，预热后的氨水被输送至蒸氨塔单元（ATU）进行精馏，精馏的加热源为蒸汽；氨水经过精馏后，生成纯度大于90%的氨气和浓度较低的氨水；浓度较低的氨水，由塔釜进入浓氨水预热器对浓氨水进行预热，然后进入稀氨水冷凝器进行冷凝，冷凝至常温的稀氨水，通过稀氨水输回泵单元（RPU）输送至稀氨水储存罐单元（RTU-B），稀氨水储存罐单元设置有一路出口，通过氨水输送泵单元（TPU-R）输出至SNCR系统，为SNCR系统提供反应所需要的还原剂，SNCR系统优先使用稀氨水储存罐单元（RTU-B）内的氨水；其中精馏产生的氨气，被输送至氨气缓冲罐单元（ABU）进行储存SCR系统所需要的还原剂。

3.根据要求1所述的SNCR系统，其特征在于：

SNCR系统主要包含软水储存单元（WTU）、软水输送泵单元（TPU-W）、混合分配单元（MDU）、压缩空气分配单元（ACU）、喷射器单元（ICU）及SNCR电气控制单元（SCU）等组成；

其主要工艺流程如下：

来自浓氨水储存罐单元（RTU）或稀氨水储存罐单元（RTU-B）的氨水，由氨水输送泵单元（TPU-R）输出至混合分配单元（MDU）；来自软水储存单元（WTU）的软水，由软水输送泵单元（TPU-W）输送至混合分配单元（MDU）；软水和氨水在混合分配单元里根据NOx排放反馈值实现定量混合，根据温度窗信号定向分配至喷射器单元（ICU）；在喷射器单元内，通过压缩空气分配单元（ACU）提供的压缩空气对氨水混合溶液进行雾化，最终喷入燃烧炉膛的烟道中去除NOx。

4.根据要求1所述的低温SCR系统，其特征在于：

低温SCR系统主要包含稀释风预热单元（AHU)、氨空混合单元（AMU）、氨气注入单元（AIG）、反应器单元（RSU）、低温催化剂单元（LCU）及SCR电气控制单元（CCU）等组成；

其主要工艺流程如下：

来自氨气缓冲罐单元（ABU）的氨气，首先进入氨空混合单元（AMU），然后由稀释风预热单元（AHU)加热过后的热风也被输送至氨空混合单元（AMU），氨气与稀释热风进行混合，使氨气的体积浓度小于混合气体的5%；混合后的气体由氨气注入单元（AIG）进入烟道，然后至反应器单元（RSU）与低温催化剂单元（LCU）进行氧化还原反应，二次去除NOx。