【法规标题】陕西省新型干法水泥窑炉烟气脱硝工程技术规范(选择性非催化还原法)(试行)(2014年发布) 【发布部门】陕西省环境保护厅办公室【发文字号】陕环办发
〔2014〕69号
【适用区域】陕西省
晴天小秘书【发布时间】2014-06-23【生效时间】2014-06-23【关键词】固定源
【有效性】有效【更替信息】
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陕西省环境保护厅办公室
关于印发《陕西省新型干法水泥窑炉烟气脱硝工程技术规范(选择性非催化还原法)(试
行)》的通知
陕环办发〔2014〕69号
各设区市环境保护局,杨凌示范区环境保护局,西咸新区建设环保局,韩城市环境保护局:
为规范我省辖区内已建和在建新型干法水泥窑炉选择性非催化还原法烟气脱硝工程的设计、施工、验收、运行和维护,现将《陕西省新型干法水泥窑炉烟气脱硝工程技术规范(选择性非催化还原法)(试行)》印发你们,请遵照执行。本规范为首次发布,作为新型干法水泥窑炉选择性非催化还原法烟气脱硝工程建设、竣工环境保护验收及运行管理中的技术依据,自通知下发之日起试用,国家颁布正式技术规范之日停止使用。本规范由陕西省环境保护厅解释。
附件:陕西省新型干法水泥窑炉烟气脱硝工程技术规范(选择性非催化还原法)(试行)
陕西省环境保护厅办公室
2014年6月23日陕西省新型干法水泥窑炉烟气脱硝工程技术规范
(选择性非催化还原法)
(试行)
1、范围
本标准适用于陕西省辖区内新型干法水泥窑炉同期建设或已建新型干法水泥窑炉的烟气脱硝工程。本规范规定了新型干法水泥窑炉选择性非催化还原法烟气脱硝工程的设计、施工、验收、运行和维护等应遵循的技术要求,作为工程建设、竣工环境保护验收及运行管理中的技术依据。本技术规范于国家颁布正式技术规范之日停止使用。
2、法律政策依据
《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》(国发〔2012〕26号)、《陕西省人民政府关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》(陕政发〔2012〕8号)、《陕西省环境保护厅关于印发全省新型干法水泥行业脱硝工作指导意见的通知》(陕环函〔2011〕331号)。
3、术语和定义
3.1 脱硝系统 denitrification system 采用物理或化学的方法脱除烟气中氮氧化物(NOx)的系统,本标准中指选择性非催化还原法脱硝系统。
3.2 还原剂reductant
脱硝系统中用于与NOX发生还原反应的物质及原料。
3.3 氨逃逸质量浓度 ammonia slip
脱硝系统运行时,烟气在线监测点烟气中氨的质量与烟气体积(101.325kPa、0℃,干基,含氧量10%)之比,一般用mg/m3表示。
3.4 系统可用率 system availability
也可称为投运率,脱硝系统每年正常运行时间与水泥窑炉每年总运行时间的百分比。按公式(1)计算:
可用率 (1)
式中:A——水泥窑炉每年总运行时间,h;
B——脱硝系统每年总停运时间,h。
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在干法水泥生产过程中,经预热后的生料与一定量的燃料,悬浮在热气流中,燃料进行无焰燃烧,
同时高速完成传热和碳酸钙分解过程的装置。
4、污染物与污染负荷
4.1 脱硝系统设计前应收集附录A中规定的原始参数。
4.2 新建新型干法水泥窑炉脱硝系统的烟气设计参数宜采用最大稳定负荷下烟气量、NOX和烟气其它组分浓度为设计值时的烟气参数。
4.3 已建新型干法水泥窑炉加装脱硝系统时,其设计工况宜根据实测烟气参数确定,并考虑燃料的变化趋势。
4.4 烟气参数应按GB/T 16157进行测试。
5、总体要求
5.1 一般规定
5.1.1 SNCR法适用于脱硝效率要求不高于70%的水泥窑炉。
5.1.2 脱硝工程的设计应由具备相应资质的单位承担,设计文件应按规定的内容和深度完成报批和批
准手续,并符合国家有关法规、标准的规定。
5.1.3 脱硝工程总体设计应遵循工艺流程合理,节约用地,便于维护检修运行费用低的原则。
5.1.4 应安装设符合HJ/T 76要求的烟气排放连续监测系统,并按照HJ/T 75的要求进行连续监测。
5.2 工程构成
5.2.1 SNCR脱硝工程主要包括:还原剂的储存与制备、计量配送,运行控制系统以及污染物的监测分析。
5.2.2 还原剂的储存与制备系统包括:尿素储仓或液氨(氨水)储罐,以及尿素溶解、稀
释或液氨蒸发、氨气缓冲等设备。
5.2.3 还原剂的计量配送系统包括:蒸汽管道、水管道、还原剂管道及输送泵;还原剂、雾化介质和稀释水的压力、温度计量设备,流量的分配设备、污染物监测数据分析设备;喷射及电动推进装置。
5.2.4 运行控制系统包括设备自动控制、脱硝DCS与主厂区DCS通讯。
5.2.5 污染物的监测分析包括烟气在线监测仪、氨逃逸监测仪等。
5.3 总平面布置
5.3.1 总平面布置应符合GB50016和GB50222等防火、防爆有关规范的规定。
5.3.2 总平面布置应遵循设备运行稳定、管理维修方便、经济合理、安全卫生的原则,并应与水泥厂总体布置相协调。
5.3.3 若采用液氨还原剂,氨区宜布置在地势较低的下风口地带;还原剂区应单独设置围栏,设立明显警示标记,并应考虑疏散距离。
5.3.4 液氨储罐区宜设环形消防道路,场地困难时,可设尽头式道路,但应设回转场地,并符合GB50295的规定。
5.3.5 液氨储罐应设置防止阳光直射的遮阳棚,遮阳棚的结构应避免形成可集聚气体的死角,应远离水泥回转窑的热辐射区。
5.3.6 在地上、半地下储氨罐或储氨罐组,应按GB 50351设置非燃烧、耐腐蚀材料的防火堤。
6、工艺设计
6.1 一般规定
6.1.1 宜先实施分解炉阶段燃烧技术控制NOx产生。
6.1.2 脱硝系统氨逃逸浓度应控制在10mg/m3以下。
6.1.3 脱硝系统对分解炉效率的影响应小于1%。
6.1.4 脱硝系统应能在分解炉最小稳定负荷和最大稳定负荷之间任何工况持续安全运行。
6.1.5 脱硝系统的设计能满足水泥窑炉启停的要求。
6.1.6 脱硝系统能够在NOx排放浓度最小值和最大值之间任何点运行。
6.1.7 脱硝系统应不对水泥窑炉运行产生干扰,也不增加分解炉内的烟气阻力。
6.1.8 还原剂储存系统可多台共用,其它系统按单元窑炉设计。
水垢过滤器 6.1.9 脱硝系统设计和制造应符合安全可靠、连续有效运行的要求,服务年限应与窑炉剩余使用寿命一致,且至少在15年以上,整个寿命期内系统可用率应不小于98%。捆扎胶带
6.2 还原剂选择
6.2.1 脱硝系统中常用的还原剂主要有氨水、尿素和液氨。
6.2.2 新型干法水泥窑炉SNCR脱硝系统采用氨水为还原剂时,系统主要由氨水溶液储存与稀释、氨水溶液输送、氨水溶液计量分配以及氨水溶液喷射等设备组成,其工艺要求参见附
录B。
6.2.3 新型干法水泥窑炉SNCR脱硝系统采用液氨和尿素为还原剂时,其工艺要求参见附录C。
6.3 氨水溶液卸料和储存系统
6.3.1 氨水溶液卸料和储存系统作为公用部分,可满足多套SNCR脱硝系统使用要求。
6.3.2 宜将氨水或液氨制备成质量浓度为20%左右的氨水溶液储存。
6.3.3 氨水溶液的储存容量宜按照不小于所对应的脱硝系统在最大稳定负荷工况下5d(每天按24h计)的总消耗量来设计。
6.3.4 氨水溶液的卸料设备及储存设备宜布置在室外,依据就近原则在分解炉附近空地布置。设备间距应满足施工、操作和维护的要求,结合水泥厂所在地域条件考虑氨水溶液管道的保温。
6.3.5 氨水储罐应至少设置一个,采用不低于304不锈钢或玻璃钢制造,并做焊口探伤检测,保证不泄漏,并采取适当的安全措施,防止事故的发生。
6.3.6 氨水储罐设有梯子、人孔、溶液入口、溶液出口、液位表、温度表口、取样口和排放口等。
6.3.7 氨水卸车宜采用立式离心泵卸车,卸料泵布置靠近道路,并配置快速接头。
6.3.8 氨水卸料泵出力按1小时内卸载一车氨水设计。
6.3.9 氨水储罐排出的氨气可采用稀释水吸收,并回收利用。
6.4 氨水溶液输送系统
6.4.1 氨水输送系统作为公用部分,可满足多套SNCR脱硝系统使用要求。
6.4.2 氨水输送系统应设置两台氨水输送泵,一台运行,一台备用。
6.4.3 氨水输送泵宜采用多级离心泵,选用材质不应低于304不锈钢。流量设计裕量应不小于100%,压头设计裕量应不小于20%。
6.4.4 氨水输送系统应设置过滤器,以防喷射器堵塞。
6.5 氨水溶液稀释系统
6.5.1 在喷入分解炉前,氨水溶液应与稀释水混合稀释,稀释后的质量浓度不得大
于10%。
6.5.2 每台分解炉宜配置一套稀释系统。
6.5.3 稀释混合器宜采用静态混合器,选用材质不低于304不锈钢。
6.5.4 稀释用水宜采用除盐水。
6.5.5 氨水溶液稀释系统应设置过滤器,以防喷射器堵塞。
6.5.6 每台分解炉应设计两台稀释水泵,一台运行,一台备用。宜采用多级离心泵,流量设计裕量应不小于100%,压头设计裕量应不小于20%。
6.5.7 多套稀释系统可配置一套稀释水箱,其储存容量宜按照不小于所对应的脱硝系统在最大稳定负荷工况下2小时的总消耗量来设计。
6.5.8 稀释水箱采用立式结构,装有液位计、人孔、梯子等。宜采用不低于304的不锈钢或玻璃钢制
造。
6.6 氨水溶液计量分配系统
6.6.1 每台分解炉宜配置一套计量分配系统。
6.6.2 计量分配系统应设置空气过滤器。
养蜂专用车 6.7 氨水溶液喷射系统
6.7.1 SNCR脱硝系统是在新型干法水泥分解炉高温区域(800~950℃)喷入氨水溶液。
6.7.2 喷射系统由不少于2层喷射层组成, 每层由多个喷射器组成,所有喷射器一般围绕分解炉周向对称均布,具体位置需根据分解炉内流场模拟结果确定。
6.7.3 还原剂喷射器设置位置应选择在没有火焰、反应停留时间不少于0.5秒的区域。
6.7.4 还原剂喷射器设置位置要考虑由于分解炉负荷改变导致喷射区域温度变化,以适应不同工况下分解炉脱硝要求。
6.7.5 喷射器应能适应不同的稀氨水的流量,在流量变化幅度较大时也能保持优良的雾化效果。
6.7.6 喷射器选用不低于316L材质进行制造。
6.7.7 多喷嘴喷射器应有足够的冷却保护措施以使其能承受反应温度窗口区域的最高温度,而不产生任何损坏。
6.7.8 多喷嘴喷射器应有伸缩机构,当喷射器不使用、冷却介质流量不足、冷却介质温度高或雾化空气流量不足时,可自动将其从分解炉中伸出以保护喷射器不受损坏。
6.7.9 喷射系统应尽量考虑利用现有分解炉平台进行安装和维修。
6.7.10 每台分解炉应设置一套炉膛温度监测仪。
6.7.11 宜结合常用煤种及运行工况进行SNCR计算流体力学和化学动力学模型试验,以确定最优温度区域和最佳还原剂喷射模式。
6.7.12 喷射系统尽量考虑利用现有分解炉平台进行安装和维修。
6.8 二次污染控制措施
6.8.1 脱硝系统设计工程中应考虑二次污染的控制措施,废气、废水、噪声及其他污染物的防治与排放,应执行国家及地方现行环境保护法规和标准的有关规定。
6.8.2 脱硝系统应采取控制氨气泄漏的措施,厂界氨气的浓度应符合GB14554的要求。
6.8.3 脱硝系统应采取有效的隔声、消声、绿化等降低噪声的措施,噪声和振动控制的设计应符合GBJ87和GB50040的规定,厂界噪声应符合GB12348的要求。
6.8.4 SNCR脱硝系统停运期间,系统内产生的废水可通过地坑、管渠等形式汇集在废水坑中,集中排放至厂内原有废水处理系统处理。
6.9 突发事故的应急措施
若采用液氨作为还原剂,液氨储存与供应区域设置完善的消防系统、洗眼器及防毒面罩等。氨站还应设防雨、防晒及喷淋措施,喷淋设施要考虑工程所在地冬季气温因素。
6.10 主要工艺设备和材料
6.10.1 氨水SNCR工艺的主要设备有:氨水储存罐、氨水卸料泵、氨水输送泵、稀释水箱、稀释水泵、稀释混合器、背压控制阀、计量分配装置、氨水溶液喷射器等,设备性能和要求见本标准第6章。地沟油检测
6.10.2 材料应根据经济、适用的原则选择,满足脱硝系统的工艺要求。
6.10.3 通用材料应满足HJ 563中的要求。
6.10.4 对于接触腐蚀性介质的部位,应择优选取耐腐蚀金属或非金属材料。
6.10.5 金属材料宜以碳钢材料为主。对金属材料表面可能接触腐蚀性介质的区域,应根据脱硝系统不同部位的实际情况,衬抗腐蚀性和磨损性强的非金属材料。
6.10.6 当承压部件为金属材料并内衬非金属防腐材料时,应考虑非金属材料与金属材料之间的粘结强度,且承压部件的自身设计应确保非金属材料能够长期稳定地粘结在基材上。
6.10.7 防腐蚀和磨损的非金属材料主要选用玻璃鳞片树脂、玻璃钢、塑料、橡胶、陶瓷等。
7、检测和过程控制
7.1 烟气连续检测系统
出口烟气连续检测装置至少应包含以下测试项目:烟气流量、烟气温度、NOx浓度
(以NO2计)、烟气含氧量、氨浓度。
7.2 热工自动化控制系统
7.2.1 脱硝系统与新型干法水泥窑炉同步建设时,宜将脱硝系统的控制纳入新型干法水泥窑炉单元控制系统,不再单独设置脱硝控制室。
7.2.2 已建水泥窑炉增设脱硝系统时,可两台窑炉设置一个单独的脱硝控制室,宜采用分散控制系统(DCS)或可编程逻辑控制器(PLC)。当条件具备时,宜将脱硝系统控制室和水泥窑炉控制室合并,或将脱硝系统氨稀释与喷射系统纳入已建成的水泥窑炉控制系统,以达到与水泥窑炉统一监视和控制。
7.2.3 控制子系统包括:还原剂流量控制系统、喷射控制系统、冷却水控制系统、空气和空气净化控制系统、温度检测系统等。
7.2.4 SNCR喷射系统应有自反馈和自动调节功能,通过在线监测窑尾烟囱监测点NOx 排放值,利用反馈系统自动调节和控制还原剂喷射量。
7.2.5 热控系统应能在无就地人员配合的情况下,通过远程控制实现还原剂的运输、计量、喷系统及调节和事故处理。
7.2.6 热控系统与管理信息系统(MIS)进行通讯时,宜采用经国家有关部门认证的专用、可靠的安全隔离措施。
8、辅助系统
8.1 电气系统
8.1.1 供电系统
8.1.1.1 脱硝系统低压厂用电电压等级应与厂内主体工程一致。
8.1.1.2 脱硝系统厂用电系统中性点接地方式应与厂内主体工程一致。
8.1.1.3 脱硝系统内工作电源设置一段制氨区MCC段,为脱硝区域所有的电气设备提供电源。其电源宜引自厂区公用电源系统,采用双电源进线,两路电源在MCC配电柜内可实现手动切换。不单独设低压脱硝变压器及脱硝MCC。
8.1.1.4 制氨区设置一台就地配电箱为制氨区的照明及伴热带提供电源,就地控制箱电源由制氨区MCC段馈线柜引接。
8.1.1.5 控制设备及仪表电源柜的电源均来自制氨区MCC段。
8.1.1.6 除满足上述要求外,还应符合DL/T5153中的有关规定。