本發(fā)明涉及一種300MW機(jī)組脫硝尿素替代液氨工藝的優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
太鋼能源動力總廠2×300MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組于2007年11月開工建設(shè)，兩臺機(jī)組于2010年12月完成168小時試運行，配套的環(huán)境保護(hù)設(shè)施與主體工程同時建成并投入使用。年發(fā)電量約40億千瓦時，年供熱量600萬吉焦。工程同步建設(shè)SCR脫硝工藝，采用液氨蒸發(fā)為氨氣，與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)進(jìn)行脫硝。由于液氨罐的易爆和有毒性，對廠區(qū)員工尤其是周邊居民有極大的危險性。
2015年，30萬作業(yè)區(qū)利用超低排放改造機(jī)會，對脫硝工藝進(jìn)行改造，利用尿素替代液氨，徹底消除了這一重大危險源。但是液氨可直接蒸發(fā)成氨氣，而尿素溶液要經(jīng)過熱解反應(yīng)成氨氣，原來的星型混合器也改造成了噴氨格柵。新工藝的改進(jìn)對運行產(chǎn)生了巨大的挑戰(zhàn)。且國內(nèi)其他機(jī)組尿素替代液氨后由于氨逃逸大，導(dǎo)致空預(yù)器差壓增大，威脅到了機(jī)組的安全穩(wěn)定運行。
因此，我們決定從源頭入手，對兩臺機(jī)組的尿素替代液氨工藝進(jìn)行摸索，優(yōu)化尿素溶液的密度，使其更好的反應(yīng)成氨氣，更好的脫硝，是本發(fā)明要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種300MW機(jī)組脫硝尿素替代液氨工藝的優(yōu)化方法，對兩臺機(jī)組尿素溶液密度進(jìn)行摸索優(yōu)化，得到一個針對本機(jī)組最優(yōu)的尿素溶液密度。
本發(fā)明提供了一種300MW機(jī)組脫硝尿素替代液氨工藝的優(yōu)化方法，包括以下步驟：
（1）配制30%至60%的不同濃度的尿素溶液，濃度以5%遞增；
（2）根據(jù)300MW機(jī)組脫硝入口不同的氮氧化物濃度、脫硝效率，在脫硝出口滿足《火電廠大氣污染超低排放指標(biāo)》（低于50mg/Nm3的情況下），對不同濃度的尿素溶液進(jìn)行分析，得到尿素溶液為A濃度時，此時從脫硝效果和對空預(yù)器差壓的影響均較好；
（3）從A濃度的尿素溶液入手，再將尿素溶液濃度區(qū)間縮小，配制A濃度附近，濃度以1%遞增的尿素溶液，對后續(xù)工序進(jìn)行分析，最終得到B濃度為最佳密度的尿素溶液，此時脫硝效果是最好的，而且對后續(xù)工序的影響最小。
不同的氮氧化物濃度對應(yīng)的尿素溶液的濃度及用量見下表；
從上表中看出，以上試驗過程中，尿素溶液濃度為50%以下時，2天后檢測空預(yù)器差壓無變化；即尿素溶液的濃度40%~50%為優(yōu)選值。
本發(fā)明中，尿素?zé)峤馍a(chǎn)氨氣的反應(yīng)：
CO(NH2)2+H2O=2NH 3+CO2
氨氣與氮氧化物反應(yīng)：
4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2=3N2+6H2O
本發(fā)明可以應(yīng)用于300MW脫硝系統(tǒng)系統(tǒng)。通過不斷改變尿素溶液的濃度（密度），進(jìn)行試驗，最終獲得本機(jī)組脫硝效率最高的一種尿素溶液濃度（密度）。
本發(fā)明的有益效果：
（1）改變以前盲目配制尿素溶液的方法，對尿素密度進(jìn)行實測，嚴(yán)格把控尿素溶液密度；
（2）每次配制尿素溶液的密度一定后，機(jī)組運行時噴入脫硝系統(tǒng)的尿素量才有了參考意義。
具體實施方式
下面通過實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實施例。
實施例1：
本發(fā)明提供了一種300MW機(jī)組脫硝尿素替代液氨工藝的優(yōu)化方法，包括以下步驟：
（1）配制30%至60%的不同濃度的尿素溶液，濃度以5%遞增；
（2）根據(jù)300MW機(jī)組脫硝入口不同的氮氧化物濃度、脫硝效率，在脫硝出口滿足《火電廠大氣污染超低排放指標(biāo)》（低于50mg/Nm3的情況下），對不同濃度的尿素溶液進(jìn)行分析，得到尿素溶液為A濃度時，此時從脫硝效果和對空預(yù)器差壓的影響均較好；
（3）從A濃度的尿素溶液入手，再將尿素溶液濃度區(qū)間縮小，配制A濃度附近，濃度以1%遞增的尿素溶液，對后續(xù)工序進(jìn)行分析，最終得到B濃度為最佳密度的尿素溶液，此時脫硝效果是最好的，而且對后續(xù)工序的影響最小。
確定上述方案后，具體采取如下措施：
（1）利用經(jīng)驗，尿素溶解罐中加除鹽水1.5m，利用蒸汽將溫度加至70℃以上，利用斗提機(jī)加尿素；
（2）當(dāng)尿素溶解罐的液位加至2.8m時，停止加尿素，此時尿素溶液的質(zhì)量濃度為45%；
（3）攪拌器攪拌半小時后，通過化學(xué)方法實測密度，根據(jù)實測密度與最佳密度的差距，算得還需加入的尿素量；最終將尿素溶液的密度調(diào)整為最佳時，停止尿素的加入量；再攪拌半小時，使尿素小顆粒全部溶解，將尿素溶液利用輸送泵打至尿素儲罐，最終利用循環(huán)泵打至計量分配裝置進(jìn)行反應(yīng)。
在實際使用過程中，保證最終尿素溶液密度為最佳密度，每次都要對密度進(jìn)行實測記錄，保證尿素溶液密度受控。每次輔網(wǎng)班組配制尿素溶液時，首先要和值長溝通，值長通知化學(xué)工作人員到現(xiàn)場進(jìn)行密度實測，利用斗提機(jī)加尿素入溶解罐，當(dāng)密度達(dá)到最佳密度時，停止。將密度告知值長做記錄。
上述方法試用后，在300MW機(jī)組負(fù)荷、鍋爐蒸發(fā)量一定的情況下，每天每一時段尿素計量分配裝置噴入噴氨格柵的量是一定的，具有參考意義的。同時經(jīng)過一段時間的觀察，空預(yù)器差壓是可控的。