目錄第1章引言綜述1.1.1選題背景在能源的生產(chǎn)和消費(fèi)方面，中國是這方面的大國，由于在中國煤炭資源的供應(yīng)十分的充足，天然氣和石油資源等資源和煤炭資源相比在中國比較短缺，所以我們國家一次能源供應(yīng)的方式主要是煤炭。和其他國家相比較，在我國，工業(yè)污染的排放總量比較大，由于工業(yè)污染排放量過于龐大，環(huán)境的自身遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠處理如此龐大的工業(yè)污染物。工廠中氮氧化物的污染就是污染物排放中的一種，該類污染隨著中國工業(yè)的發(fā)展越來越嚴(yán)重，尤其是在中國一些工業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速的城市，空氣當(dāng)中氮氧化物的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了環(huán)境允許的最高標(biāo)準(zhǔn)，其中某些城市的某些地區(qū)出現(xiàn)了光化學(xué)污染現(xiàn)象。由于煤資源的含量較其他一次能源供應(yīng)資源充足，煤是我們國家主要的一次能源。工業(yè)工廠排放污染物以火力發(fā)電廠煙氣排放較為突出，煙氣中的SO2、NOx等污染物容易造成酸雨等環(huán)境問題，以排放的煙氣中的NOx污染物為例。據(jù)我國環(huán)保部調(diào)查的數(shù)據(jù)顯示，2010年的煙氣排放量大約為2200萬噸，2015年的煙氣排放量大約為2800萬噸，預(yù)估到2020年，煙氣的排放量將達(dá)到3600萬噸。在我家新頒布的“十一五”規(guī)劃中，對(duì)要求的污染物的排放控制有所加強(qiáng)，預(yù)估到2020年，要求我國的主要污染物排放量和2015年相比要降低10%。1.1.2研究意義和2009年發(fā)布的稿件相比較來說，我們國家最新頒布的標(biāo)準(zhǔn)，要求從2014年開始，重點(diǎn)地區(qū)比如北京、上海、廣州、天津等地方，在這些重點(diǎn)地方，排放的煙氣中的氮氧化物含量的最高限度為100mg/m3。運(yùn)用選擇性催化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)煙氣脫硝這一技術(shù)，在國外許多發(fā)達(dá)地區(qū)，例如美國、德國、法國等國家在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中也得到了廣泛的使用。我們國家從1990年開始，開始進(jìn)行擇性催化還原反應(yīng)煙氣脫硝這個(gè)方面的研究，而且中國許多掌握擇性催化還原反應(yīng)煙氣脫硝這一技術(shù)的許多企業(yè)和公司，也正處于從剛剛引入、到不斷學(xué)習(xí)、到初步掌握、再到初步可以生產(chǎn)應(yīng)用的階段，對(duì)于擇性催化還原反應(yīng)煙氣脫硝這一技術(shù)的掌握還不夠完善，也不如國外一些發(fā)達(dá)國家可以完全掌握，技術(shù)很先進(jìn)。所以我們進(jìn)行擇性催化還原反應(yīng)煙氣脫硝這一研究，可以增強(qiáng)我國在煙氣脫硝這方面的技術(shù)研究，縮短和發(fā)達(dá)國家，比如美國、德國、法國等國家在煙氣脫硝這一技術(shù)方面的差距。1.2NOx的主要性質(zhì)、主要來源以及危害1.2.1NOx的主要性質(zhì)NOx化學(xué)式的中文含義是氮氧化物，氮氧氣體化合物例如NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4等，NO、N2O、N2O3、N2O4等都很不穩(wěn)定，當(dāng)外部的條件發(fā)生變化的時(shí)候，NO、N2O、N2O3、N2O4等會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換[7]。氮氧化物在工廠中或者是日常生活中，被叫做硝煙。硝煙中最多的氮氧化物是NO和NO2。NO和NO2中較多的是NO。1.2.2NOx的主要來源氮氧化物的污染物主要來源是自然源頭和人為源頭。自然源頭有：（1）生物體在腐敗以及被微生物分解的過程中，發(fā)生氧化分解作用產(chǎn)生大量的氮氧化物；（2）休眠的火山在噴發(fā)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物；（3）在大氣層流的平層流當(dāng)中，空氣中的某些物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)作用產(chǎn)生的氮氧化物等[3]。在人類日常生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，也會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物，從而對(duì)人類自身造成危害，例如：（1）產(chǎn)品的過程中產(chǎn)生的氮氧化物污染物，例如生產(chǎn)硝酸、冶煉金屬等等；（2）用一次能源作為燃料的發(fā)電站在生產(chǎn)和運(yùn)行過程當(dāng)中，排放的煙氣中的氮氧化物；汽車、大型船只、飛機(jī)等交通工具在運(yùn)行過程當(dāng)中排放出的氮氧化物；（3）在對(duì)污泥進(jìn)行焚燒的時(shí)候，在對(duì)垃圾進(jìn)行處理的過程當(dāng)中，會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物污染物。近幾年來，隨著我們國家經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，空氣當(dāng)中的氮氧化物污染物不斷上升[8]。我們國家目前面臨的兩個(gè)主要環(huán)境污染問題是：（1）溫室效應(yīng)（使地球溫度上升）。（2）酸雨（pH小于5.6）；與大氣中的其他氣體相比，氮氧化物的毒性很大，氮氧化物污染物對(duì)環(huán)境的影響非常大，我們上面描述的環(huán)境污染當(dāng)中，都有氮氧化物的聲影?？諝猱?dāng)中過量的氮氧化物對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還有人類的生活，人類自身的身體健康，大自然中各種生物的生產(chǎn)，還有工業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展都會(huì)有一定的危害和阻礙作用。1.2.3NOx的危害在空氣當(dāng)中氮氧化物的濃度太高，對(duì)人類的健康會(huì)產(chǎn)生危害作用，對(duì)大自然的可持續(xù)發(fā)展有阻礙作用。氮氧化物產(chǎn)生危害作用的主要反應(yīng)是：在自然光照的外界條件下，二氧化氮在該外界條件下會(huì)發(fā)生發(fā)應(yīng)，轉(zhuǎn)變成為新生態(tài)氧原子，發(fā)生化學(xué)作用的方程式是：NO2→NO+O。在大氣這一環(huán)境當(dāng)中，容易發(fā)生轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變成為光化學(xué)煙霧。轉(zhuǎn)變的方式為：新生態(tài)氧原子會(huì)和空氣當(dāng)中沒有完全燃燒的碳?xì)浠衔锇l(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，最后轉(zhuǎn)變成為對(duì)人體危害很強(qiáng)的光化學(xué)煙霧。例如在日本的首都東京，就發(fā)生過一起嚴(yán)重的光化學(xué)煙霧事件，化學(xué)反應(yīng)生成的一些產(chǎn)物對(duì)人體的危害很大，這次事故造成很多人中毒昏迷[8]。比如說PAN、PBN以及PPN等，這些化學(xué)產(chǎn)物會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生很嚴(yán)重的危害作用[1]。大氣被二氧化氮污染之后，空氣中的二氧化氮含量太高了，大氣中過高的二氧化氮會(huì)使空氣的可見度減低[1]。1.2.4電廠中產(chǎn)生的NOx在鍋爐廠當(dāng)中，煤作為該廠的燃料進(jìn)行燃燒，燃煤電站在生產(chǎn)過程當(dāng)中產(chǎn)生的氮氧化物的源頭主要包括這兩個(gè)方面：一個(gè)方面是在燃燒時(shí)，在空氣中包含的氮，在周圍環(huán)境是高溫的條件下，氧氣會(huì)和氮氧化物發(fā)生一連串復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生一連串復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)之后生成的產(chǎn)物中主要產(chǎn)物是一氧化氮。另一個(gè)方面是在用于作為該廠的燃料的化石燃料當(dāng)中，本來就存在在其中的氮化合物，氮化合物會(huì)在一定的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，之后轉(zhuǎn)變成為空氣中的氮氧化合物[1]。1.3SCR脫硝工藝1.3.1SCR基本原理提高SCR脫硝法的脫硝效率，催化劑的選取是關(guān)鍵[20]。對(duì)催化劑的要求是：催化劑活性高、不容易發(fā)生中毒、在投入生產(chǎn)之后的使用時(shí)間長和不產(chǎn)生二次污染。選擇性催化還原反應(yīng)主要包括主反應(yīng)和副反應(yīng)，方程式如下所示。主反應(yīng)方程式：副反應(yīng)方程式：因?yàn)樵谶M(jìn)入SCR脫硝系統(tǒng)的煙氣當(dāng)中，幾乎95%的氮氧化物都是以一氧化氮的形式存在[9]，SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)過程如圖1-1所示:圖1-1SCR煙氣脫硝工藝基本化學(xué)反應(yīng)過程1.3.2SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)的組成在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，典型的SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)流程如圖1-2所示。圖1-2SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)流程圖1.3.3SCR煙氣脫硝工藝流程SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)主要包括下面4個(gè)主要的操作運(yùn)行步驟[21]:第一步：將液氨槽車中的液氨輸入卸料壓縮機(jī)當(dāng)中，準(zhǔn)備發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需要的還原劑氨氣，然后將運(yùn)輸過來的液氨輸入到液氨儲(chǔ)存罐當(dāng)中進(jìn)行儲(chǔ)存；第二步：先將輸入的液氨通入氨蒸發(fā)器，在蒸汽或者點(diǎn)的加熱下進(jìn)行蒸發(fā)，然后將氨氣和從稀釋風(fēng)機(jī)中通入的空氣在氨/空氣混合器中進(jìn)行混合；第三步：混合后的混合氣體通過噴氨格柵；第四步：經(jīng)過噴氨格柵后的氣體進(jìn)入SCR脫硝反應(yīng)器，進(jìn)入SCR脫硝反應(yīng)器的各個(gè)反應(yīng)物在催化劑表面進(jìn)行擴(kuò)散，然后在催化劑的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后的氣體進(jìn)入到空預(yù)器當(dāng)中，一部分氣體進(jìn)入送風(fēng)機(jī)之后再打回氨/空氣混合器，大部分的氣體進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵，然后通過引風(fēng)機(jī)排入大氣中。在和其他布置系統(tǒng)進(jìn)行比較之后，綜合考慮，該工藝采用低溫低塵的布置方式：在生產(chǎn)工藝中設(shè)置低溫低塵布置的優(yōu)點(diǎn)：（1）在生產(chǎn)工藝中增加低溫低塵布置系統(tǒng)后，系統(tǒng)最后的氨逃逸量會(huì)大大降低，低溫低塵布置與其他布置相比氨逃逸量更低；（2）在生產(chǎn)工藝中增加低溫低塵布置系統(tǒng)后，空氣中三氧化硫的二次污染會(huì)大量的減少[2]。在生產(chǎn)工藝中設(shè)置低溫低塵布置的缺點(diǎn)：（1）煙氣的溫度會(huì)達(dá)不到發(fā)生反應(yīng)需要的溫度,溫度下降之后，我們需要對(duì)煙氣進(jìn)行再一次加熱，這樣會(huì)增加生產(chǎn)運(yùn)行的成本；（2）在生產(chǎn)工藝中增加低溫低塵布置系統(tǒng)后，會(huì)很難找到符合反應(yīng)條件的催化劑。1.3.4SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)布置分類根據(jù)SCR反應(yīng)器產(chǎn)生運(yùn)行環(huán)境的不同，環(huán)境主要是溫度和空氣中粉塵含量，SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)布置可以分為三種布置方式：高溫高塵工藝布置、高溫低塵工藝布置和低溫低塵工藝布置[5]。1．高溫高塵工藝布置在投入生產(chǎn)運(yùn)行的高溫高塵布置中，SCR反應(yīng)器在空氣預(yù)熱器和除塵裝置的上半部分、省煤器的下半部分的位置，進(jìn)口煙氣溫度大約為360℃。典型的SCR煙氣高溫高塵布置工藝系統(tǒng)如圖1-3所示。圖1-3高溫高塵布置流程圖高溫高塵布置的優(yōu)點(diǎn)是：進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣溫度可以達(dá)到280℃～420℃，大部分催化劑在這個(gè)溫度范圍之內(nèi)活性很高；高溫高塵工藝布置的缺點(diǎn)是：催化劑在未經(jīng)除塵的煙氣中，壽命會(huì)受以下因素影響：（1）進(jìn)口的飛灰含有鈉、鉀、鈣、硅等化學(xué)元素，該類化學(xué)元素容易使催化劑受污染，甚至是中毒，大大減少催化劑的使用壽命；（2）高溫高塵布置會(huì)使催化劑表面灰塵積累很多，灰塵如果不及時(shí)處理，將會(huì)對(duì)催化劑使用壽命造成影響；（3）空氣中的灰塵會(huì)堵塞催化劑通道，影響SCR脫硝反應(yīng)器的使用；（4）當(dāng)煙氣溫度降低時(shí)，低于發(fā)生反應(yīng)要求的溫度，氨氣和三氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生硫酸銨，硫酸銨不僅會(huì)堵塞反應(yīng)器進(jìn)出口通道，還會(huì)堵塞高溫高塵布置下游的空氣預(yù)熱器，煙氣不能正常流通，使系統(tǒng)脫硝效率大大降低。為了盡可能延長脫硝反應(yīng)器催化劑的使用壽命，防止催化劑中毒，除了需要選擇合適的催化劑之外，我們還要使反應(yīng)器進(jìn)出口通道有足夠的空間，以防堵塞，還需要有防腐和防磨的措施，避免腐蝕和磨損過于嚴(yán)重，影響生產(chǎn)運(yùn)行。2．高溫低塵工藝布置由于靜電除塵器布置在空氣預(yù)熱器的上游，需要使用低塵系統(tǒng)，低塵SCR系統(tǒng)和高塵SCR系統(tǒng)相比投資的費(fèi)用更少，使用高塵SCR系統(tǒng)可以節(jié)約成本，高溫低塵布置如圖1-4所示。圖1-4高溫低沉布置流程圖高溫低塵工藝布置的優(yōu)點(diǎn)：（1）煙氣經(jīng)過靜電除塵器之后，靜電除塵器能夠除去煙氣中的大部分粉塵，粉塵濃度降低，催化劑的使用壽命變長；（2）高溫低塵布置獨(dú)立于SCR煙氣脫硝系統(tǒng)存在，不會(huì)對(duì)鍋爐的正常生產(chǎn)運(yùn)行造成影響；（3）和高溫高塵布置方式的相比，高溫低塵布置后的系統(tǒng)在生產(chǎn)運(yùn)行過程當(dāng)中氨泄漏量更少。高溫低塵布置的缺點(diǎn)：（1）煙氣通過靜電除塵器除塵之后，煙氣溫度會(huì)大幅度降低，將達(dá)不到發(fā)生反應(yīng)所需要的溫度；（2）進(jìn)口煙氣中含大量的二氧化硫，催化劑使部分二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫，與泄漏的氨生成具很強(qiáng)腐蝕性的硫酸銨鹽；（3）高溫低塵布置在國內(nèi)投入生產(chǎn)的實(shí)例很少，可供設(shè)計(jì)作為參考的工程實(shí)例很少。3．低溫低塵工藝布置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。SCR低溫低塵布置工藝系統(tǒng)如圖1-5所示。低溫低塵布置的優(yōu)點(diǎn)：（1）煙氣經(jīng)過了除塵脫硫裝置之后，可以提高進(jìn)入系統(tǒng)的煙氣流速，從而減少反應(yīng)器中催化劑的消耗量；（2）使用低溫低塵工藝布置之后，和其他兩種布置相比，氨逃逸量達(dá)到最低值；（3）低溫低塵布置不會(huì)產(chǎn)生三氧化硫，防止產(chǎn)生二次污染；（4）高溫高塵工藝布置是目前應(yīng)用最為廣泛布置方式。低溫低塵工藝布置的缺點(diǎn)：（1）煙氣經(jīng)過除塵脫硫裝置之后，溫度會(huì)大大降低，低于氨氣還原氮氧化物發(fā)生反應(yīng)所需達(dá)到的最低溫度，為了達(dá)到反應(yīng)溫度，需要對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行再一次加熱，用于投資的費(fèi)用和生產(chǎn)運(yùn)行成本會(huì)增加；（2）低溫低塵布置中的很難找到符合反應(yīng)條件的催化劑。圖1-5低溫低塵布置流程圖綜上所述，在脫硝市場當(dāng)中，低溫低塵布置方式占有絕對(duì)的優(yōu)勢，國內(nèi)投入生產(chǎn)的脫硝系統(tǒng)幾乎都采用這種布置方式，在以下的設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們采用低溫低塵的布置方式。1.4SCR催化劑的設(shè)計(jì)在實(shí)際工程生產(chǎn)當(dāng)中，應(yīng)用最多的有三種類型的催化劑，分別是蜂窩型、板型和其他型。蜂窩型催化劑的骨架材料是二氧化鈦，骨架材料和催化劑的制作過程是：先把五氧化二釩與二氧化鈦混合在一起，然后再擠壓成一定的形狀，經(jīng)過烘干干燥，在經(jīng)過燒結(jié)，之后在進(jìn)行裁剪，裁剪之后進(jìn)行裝配，從而制成蜂窩式催化劑[23]。蜂窩式催化劑結(jié)構(gòu)圖如圖1-3所示：圖1-3蜂窩式催化劑結(jié)構(gòu)圖第1章引言第1章引言通過對(duì)比板式催化劑和蜂窩式催化劑這兩種催化劑的各種性能[20]，我們得到結(jié)論：板式催化劑各方面的性能均不如蜂窩式催化劑，所以我們選擇蜂窩式催化劑。1.5還原劑1.5.1氨水在實(shí)際生產(chǎn)使用過程當(dāng)中，氨水是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的還原劑，參與反應(yīng)的氨水對(duì)其濃度有一定的要求，要求氨水的濃度處在20%到30%之間。1.5.2液氨液氨在SCR系統(tǒng)現(xiàn)場使用以及交通運(yùn)輸過程中，需要嚴(yán)格注意使用過程和運(yùn)輸過程安全，采取相應(yīng)的安全措施。1.5.3尿素在常溫下，尿素的顏色呈現(xiàn)淺黃色或著白色，尿素是結(jié)晶體，為固體，同時(shí)尿素的溶解度比較高，容易溶于水，并且當(dāng)空氣中的水分較高時(shí)，空氣中的水分容易被尿素吸收，吸濕性比較強(qiáng)。表1-2常用的SCR還原劑性能比較項(xiàng)目液氨氨水尿素設(shè)備安全要求有法律規(guī)定需要基本不需要初投資費(fèi)用便宜貴貴運(yùn)行費(fèi)用便宜貴貴1.6SCR反應(yīng)器SCR反應(yīng)器主要煙氣進(jìn)出口、人孔門、導(dǎo)流葉片、帶有加固肋的碳鋼制塔體、催化劑放置層、和必要的連接件等組成。SCR系統(tǒng)流程圖如圖1.4所示：圖1-4SCR系統(tǒng)流程圖我們需要對(duì)反應(yīng)器的殼體進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型，SCR反應(yīng)器的殼體的形狀一般設(shè)計(jì)成板箱式的形狀，設(shè)計(jì)成板箱式形狀的目的是，這樣的殼體形狀可以提高這個(gè)裝置的脫硝效率。從而達(dá)到我們的目的。在板箱式殼體的外部，我們需要對(duì)它進(jìn)行加固，所以外部的輔助結(jié)構(gòu)里面會(huì)有各種的鋼筋和加固的結(jié)構(gòu)，這樣就可以達(dá)到加固的目的，同時(shí)還可以起到給反應(yīng)器散熱的作用，使熱量散失得更加快速。SCR煙氣脫硝反應(yīng)器的外部結(jié)構(gòu)如圖1.5所示。圖1-5SCR煙氣脫硝反應(yīng)器的外部結(jié)構(gòu)圖一個(gè)高效的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，需要進(jìn)行如下的設(shè)計(jì)：對(duì)催化劑進(jìn)行詳細(xì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；對(duì)煙氣管道、供氨系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、噴氨系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而使SCR煙氣脫硝系統(tǒng)達(dá)到最高效的運(yùn)行狀態(tài)[22]，進(jìn)行優(yōu)化之后的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)的脫硝效率可以達(dá)到85%以上，同時(shí)，該系統(tǒng)的氨逃逸量也可以控制在較低的水平[6]。1.7噴氨格柵噴氨格柵原理如圖1-10所示。圖1-10噴氨格柵原理圖加入的氨氣數(shù)量由最高限度氮氧化物排放濃度和SCR脫硝工藝入口的氮氧化物濃度來決定。同時(shí)，通過后面工藝反饋的信號(hào)來對(duì)噴入氨氣的數(shù)量進(jìn)行修正。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，一般需要將噴入的氨氣和氮氧化物的摩爾比控制在0.75到1.00之間[2]。1.8吹灰器在實(shí)際生產(chǎn)過程當(dāng)中，反應(yīng)器內(nèi)安裝的吹灰器一般是兩種吹灰器，蒸汽吹灰器和聲波吹灰器。蒸汽吹灰器外形一般是耙形結(jié)構(gòu)，蒸汽吹灰器采用蒸汽或空氣進(jìn)行吹掃，反應(yīng)器中每層催化器的上面都需要設(shè)置吹灰器來對(duì)催化劑表面的灰塵進(jìn)行吹掃，設(shè)置在各層催化劑上的吹灰器需要錯(cuò)開時(shí)間段對(duì)灰塵進(jìn)行吹掃。每個(gè)吹灰器上面都需要安裝有密封風(fēng)機(jī)，為了避免在使用過程當(dāng)中煙氣進(jìn)入吹灰器，需要向反應(yīng)器當(dāng)中吹進(jìn)少量高壓的空氣。1.9影響SCR系統(tǒng)脫硝性能的幾個(gè)主要因素1.催化劑在溫度、濕度等環(huán)境因素都相等的條件下，放入SCR反應(yīng)器的催化劑體積越大，氮氧化物的脫除率會(huì)越高，相應(yīng)的，SCR脫硝工藝系統(tǒng)的脫硝的效率也會(huì)越高，而且SCR脫硝工藝系統(tǒng)氨的逃逸量也會(huì)越少，缺點(diǎn)是用于SCR脫硝工藝的資金和費(fèi)用也會(huì)增加。用于投資催化劑的成本大約會(huì)占到項(xiàng)目總投資費(fèi)用的50%，催化劑需要具備以下6個(gè)條件[5]：（1）催化劑的使用壽命長，壓力損失低；（2）催化劑具有較好的熱穩(wěn)定性能，能承受大幅度的溫度變化；（3）在生產(chǎn)過程當(dāng)中催化劑具有較高的活性，在較寬的溫度范圍之內(nèi)和比較低的溫度下都具有很高的活性；（4）催化劑具有比較高的選擇性；（5）具有較高的抗化學(xué)性能，催化劑不容易發(fā)生中毒。2.反應(yīng)溫度反應(yīng)溫度的高低會(huì)對(duì)進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)速度產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)反應(yīng)器中催化劑的反應(yīng)活性產(chǎn)生影響。過高的反應(yīng)溫度會(huì)使氨氣直接被轉(zhuǎn)化為氮氧化物。一般來說，SCR脫硝工藝系統(tǒng)的溫度大多設(shè)定在300℃到400℃之間。3.適當(dāng)?shù)陌睔廨斎肓考芭c煙氣的均勻混合我們需要選擇適當(dāng)?shù)陌睔廨斎肓?，輸入的氨氣量，不僅需要使SCR脫硝工藝的脫硝效率達(dá)到要求，同時(shí)也需要使氨逃逸率足夠低，在SCR反應(yīng)器中，為了使氨逃逸率達(dá)到要求，需要使進(jìn)入的氣流的分布均勻，氣流流動(dòng)的方向調(diào)整合適。第2章SCR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算第2章SCR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1初始計(jì)算數(shù)據(jù)系統(tǒng)操作壓力：0.1Mpa；進(jìn)入系統(tǒng)煙氣的流量：4×104Nm3/h；進(jìn)入系統(tǒng)煙氣的溫度：140℃；進(jìn)口煙氣的濃度：800ppm；進(jìn)入反應(yīng)器氣體的空速范圍：8000—10000/h；SCR系統(tǒng)脫硝效率：>85%；SCR系統(tǒng)選擇性：>90%；進(jìn)口空氣中O2的濃度：3.0vol%；進(jìn)口空氣中水蒸氣的濃度：3.0vol%。2.2SCR反應(yīng)器設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1NOx脫除效率脫硝效率是反應(yīng)脫硝系統(tǒng)性能一個(gè)十分重要的指標(biāo)。我國最新頒布的標(biāo)準(zhǔn)，要求燃煤電廠對(duì)氮氧化物的排放的最高限量由原來的200mg/Nm3降到100mg/Nm3[19]。=85%第2章SCR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算2.2.2稀釋風(fēng)量估算就目前來說，在我們國家，NH3稀釋空氣比在設(shè)計(jì)的時(shí)候要求滿足：鍋爐在BMCR時(shí)氨氣含量小于5%，計(jì)算公式為[18]：m3/hm3/h）2.2.3還原劑消耗量估算選擇合適的還原劑是進(jìn)行設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步。目前在國內(nèi)和國外，可以正常投入生產(chǎn)使用的還原劑有兩種：一種是液氨，另一種是尿素[17]。在實(shí)際投入生產(chǎn)的脫硝工程當(dāng)中，還原劑和其稀釋風(fēng)量都可以通過完整并且成熟的SCR煙氣脫硝工藝物料平衡計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，計(jì)算公式如下[18]，即上式中：M摩爾比，通常為SCR系統(tǒng)的脫硝效率；M=85%CNOxNOx含量（標(biāo)態(tài)、干基、6%O2），mg/Nm3；QVg煙氣流速（標(biāo)態(tài)、濕基），m3/h；CH2O煙氣中H2O的含量，%；β氨的逃逸率，ppm；α實(shí)際O2含量，%；qmNH310-8單位轉(zhuǎn)換系數(shù)。第4章SCR輔助設(shè)備選型2.2.4SCR反應(yīng)器的物料恒算SCR反應(yīng)器中的主要反應(yīng)是：。首先進(jìn)行濃度換算:上式中：濃度單位ppm與mg/m3的換算公式為：NO質(zhì)量濃度=上式中：M為氣體分子量ppm測定的體積濃度值T溫度，單位kBa壓力，單位pa帶入公式計(jì)算得：NO的質(zhì)量濃度=表2.1濃度單位ppm與mg/m3的換算（25℃和1個(gè)大氣壓）名稱分子式分子量ppmmg/m3一氧化氮NO300-3000-4010-10000-1339濃度單位mg/m3與mol/m3的換算：單位換算=進(jìn)口NO的濃度為800ppm換算濃度為：2.3299×10-5mol/m3vol%：體積百分比，是一個(gè)表示溶液濃度的單位，在相同的溫度和壓力下，溶質(zhì)的體積與溶液的體積之比，就稱為體積百分比。百分之一也就是說10000ppm=1Vol%。o單位換算=H單位換算=表2.1煙氣濃度換算進(jìn)口煙氣濃度濃度(mol/m3)NO800ppm2.3299×10-5O23.0vol%；8.737×10-3H2O(g)3.0vol%；8.737×10-31.反應(yīng)的NO計(jì)算:VNO入=40000mNO的出口濃度=進(jìn)口煙氣中NO的濃度×（1-脫硝效率）=2.3299×10-5×（1-85%）=0.3495×10-5所以，參與的NO的濃度=NO進(jìn)-NO出=2.3299×10-5-0.3495×10-5=1.9804×10-5mol/m32.在進(jìn)行反應(yīng)的過程當(dāng)中O2，N2，H2O的濃度增量為：O2出=O2進(jìn)-O2反應(yīng)=O2進(jìn)-（O2化學(xué)方程式前面的系數(shù)/NO化學(xué)方程式前面的系數(shù)）×所以參與的NO的濃度=8.737×10-3-1.9804×10-5/4=8.2419×10-3mol/m3N2出=2.65625×10-5mol/m3H2O(g)出=H2O(g)進(jìn)+H2O(g)反應(yīng)=H2O(g)進(jìn)+（H2O(g)化學(xué)方程式前面的系數(shù)/NO化學(xué)方程式前面的系數(shù)）×所以參與的NO的濃度=8.737×10-3+1.9804×10-5×1.5=9.0341×10-3mol/m33.稀釋風(fēng)量估算：在NH3進(jìn)入煙氣之前，需要和一定量的空氣進(jìn)行混合，為了SCR脫硝系統(tǒng)的安全性和保障氣體的有效混合[15]。對(duì)稀釋風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算的具體公式如下：VV空氣的速率為：524.4m3/h。代入公式：V稀釋空氣的體積流量為：V4.液氨儲(chǔ)罐的選型：對(duì)液氨儲(chǔ)罐進(jìn)行選型，對(duì)裝液氨的液氨儲(chǔ)罐容量進(jìn)行計(jì)算：m需要選擇兩個(gè)液氨儲(chǔ)罐，一個(gè)正常工作時(shí)使用，一個(gè)作為備用,根據(jù)計(jì)算得：液氨儲(chǔ)罐的容量選擇155t。2.2.5SCR反應(yīng)器的能量平衡按照書本上的理論來進(jìn)行判斷，當(dāng)SCR脫硝工藝系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中正常投入生產(chǎn)運(yùn)行的時(shí)候，一氧化氮、二氧化氮被氨氣發(fā)生還原反應(yīng)放出的熱量都是反應(yīng)熱。（1）NO還原：反應(yīng)熱約為Q=97kcal/mol(NO)（2）NO+NO2還原：反應(yīng)熱為Q=83kcal/mol（NO+NO2）NO2還原：反應(yīng)熱為Q=122kcal/mol（NO2）2.2.6選擇性催化還原反應(yīng)器尺寸計(jì)算1.催化劑橫截面積A催化劑A由于SCR反應(yīng)器的橫截面是正方形，所以反應(yīng)器的邊長計(jì)算公式為：反應(yīng)器邊長=A催化劑0.5=1.6m所以反應(yīng)器邊長為1.6m。3.催化劑體積查閱相關(guān)的資料，令進(jìn)入SCR脫硝工藝系統(tǒng)煙氣的空速為9000h-1。SV計(jì)算催化劑的高度，公式為：L4、SCR反應(yīng)器高度h所以SCR反應(yīng)器高度為4.4m。5、反應(yīng)器中催化劑層數(shù)的估算n所以反應(yīng)器催化劑層數(shù)預(yù)估為1層。6、反應(yīng)器催化劑總層數(shù)n所以反應(yīng)器催化劑總層數(shù)為2層。2.2.7催化劑的選型催化劑的選型會(huì)對(duì)催化效率的高低產(chǎn)生較大的影響。催化效率的大小將會(huì)影響脫硝的效率，該鍋爐廠的脫硝效率為85%，所以我們需要對(duì)催化劑進(jìn)行合理的選型[24]。在選型的過程當(dāng)中，我們主要考慮了兩種類型的催化劑，一種是板式催化劑，另一種是蜂窩式催化劑，兩種催化劑進(jìn)行比較，綜合考慮，由于蜂窩式催化劑的比表面積更加大，同時(shí)它的脫硝效率也更高，所以我們選擇蜂窩式催化劑作為SCR反應(yīng)器的催化劑[23]?？偟拇呋瘎?shù)量是200塊，比表面積為350m2/g，堆積密度為4.1g/ml，孔隙率為18%，催化劑單價(jià)為6000元/噸。催化劑的單元尺寸是30mm×30mm×30mm，每一個(gè)催化劑層總共有64個(gè)模塊。2.2.8噴氨系統(tǒng)噴射管設(shè)計(jì)我們對(duì)噴氨系統(tǒng)噴射管進(jìn)行選型設(shè)計(jì)得：噴氨管的直徑選取75mm，射噴孔的直徑選取15mm，噴射管一共有9支，管里面共有180個(gè)孔，管里面的孔平均分布在煙道截面上，噴嘴和煙氣呈45°角度。2.2.9氨氣/煙氣靜態(tài)混合器綜合考慮之后，我們對(duì)氨氣/煙氣靜態(tài)混合器進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型，選擇的混合器是星形混合器，星形混合器的生產(chǎn)廠家是托普索公司。星形混合器是由圓盤組成的，混合器中圓盤的形狀為四角星。2.2.10吹灰器設(shè)計(jì)由于催化劑是蜂窩式的，蜂窩式催化劑的比表面積很大，在平時(shí)生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)比較容易積灰，所以就需要設(shè)置吹灰器來防止催化劑上面的灰塵積累得過多而影響催化劑的性能[4]。我們對(duì)上面的一些因素進(jìn)行了綜合的考慮，對(duì)吹灰器進(jìn)行選型，最后選擇聲波式吹灰器。聲波式吹灰器的構(gòu)造如圖2.2所示：圖2.2聲波吹灰器外觀圖在反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，因?yàn)榉涓C式催化劑裸露在空氣中的面積很大，催化劑的表面容易積灰，我們需要在催化劑周圍設(shè)置吹灰器將覆蓋在催化劑表面的灰塵吹走，延長蜂窩式催化劑的使用壽命。綜合考慮，我們采用聲波式吹灰器。必須要保證在催化劑周圍的兩個(gè)吹灰器作用范圍之中，有一定的重疊區(qū)域，這樣吹灰器才能夠更好地吹走灰塵，否則將達(dá)不到我們預(yù)期的效果[5]，有效清灰范圍如2-5圖所示。圖2.3有效清灰范圍聲波式吹灰器的設(shè)計(jì)尺寸如圖2-6所示。圖2.4聲波吹灰器第3章SCR輔助設(shè)備選型3.1供氨裝置3.1.1卸氨壓縮機(jī)在投入生產(chǎn)運(yùn)行的SCR煙氣脫硝工藝中，一般需要設(shè)置兩臺(tái)卸氨壓縮機(jī)，一臺(tái)在平時(shí)正常工作的時(shí)候使用，一臺(tái)作為備用，在發(fā)生意外狀況時(shí)使用，以防萬一，保證工廠能夠正常生產(chǎn)和運(yùn)行。最后選用艾格普液氨卸料壓縮機(jī)，生產(chǎn)廠家為蚌埠市艾格普壓縮機(jī)廠，型號(hào)為ZW-0.8/16-24，艾格普液氨卸料壓縮機(jī)如圖4-1。圖4-1ZW-0.8/16-24型液氨卸料壓縮機(jī)型號(hào)公稱容積（m3）公稱直徑（mm）筒體長度（mm）WG18-3200-150150320017500表4-1WG18-3200-150液氨儲(chǔ)罐性能參數(shù)3.1.2液氨儲(chǔ)罐SCR脫硝裝置設(shè)置有兩個(gè)液氨儲(chǔ)罐，為臥式儲(chǔ)罐，兩個(gè)液氨儲(chǔ)罐的總儲(chǔ)存容量需要為SCR脫硝裝置供給半個(gè)月左右的液氨使用量，其重量大約100t，對(duì)液氨儲(chǔ)罐的材質(zhì)進(jìn)行選型，儲(chǔ)罐的型號(hào)為WG18-3200-150，生產(chǎn)廠家為江蘇民生高壓容器制造有限公司，儲(chǔ)罐的性能參數(shù)如表4-1所示，儲(chǔ)罐實(shí)物如圖4-2所示。圖4-2液氨儲(chǔ)罐按照相關(guān)規(guī)定的要求，還需要在液氨儲(chǔ)罐的附件安裝氨泄漏報(bào)警器和氨泄漏傳感器。液氨儲(chǔ)罐上面安裝有緊急關(guān)斷閥、安全閥、超流閥和止回閥，安裝這些閥門的作用是防止液氨儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏事故。3.1.3液氨蒸發(fā)器對(duì)液氨蒸發(fā)器進(jìn)行選型，所選用立式液氨蒸發(fā)器，生產(chǎn)廠家為天津華邁燃?xì)庥邢薰尽Ｔ搹S家生產(chǎn)的SCR脫硝裝置的立式液氨蒸發(fā)器的特點(diǎn)是：（1）使用倒吸式的排污，殘留在蒸發(fā)器中的液體能夠更徹底的被排除；（2）該液氨蒸發(fā)器所用的零部件都是進(jìn)口名牌：日本富士生產(chǎn)的開關(guān)、國內(nèi)一些品牌生產(chǎn)的不銹鋼球閥、日本歐姆生產(chǎn)的龍繼電器、不銹鋼安全閥、日本三菱生產(chǎn)的接觸器；（3）為了防止被氨氣腐蝕，使設(shè)備可以正常的生產(chǎn)和運(yùn)轉(zhuǎn)，換熱器和蒸發(fā)器所選用的材質(zhì)為不銹鋼。（4）為了保證液氨的可以充分被汽化，設(shè)計(jì)的換熱器換熱面積較大；（5）為了方便站房的管理，用于控制的儀表具備自鎖的功能；（6）當(dāng)?shù)蜏馗邷氐退粫r(shí)，會(huì)產(chǎn)生連鎖報(bào)警。立式液氨蒸發(fā)器如圖4-3所示。圖4-3立式液氨蒸發(fā)器3.1.4氨氣緩沖罐氨氣緩沖罐的結(jié)構(gòu)如圖4-4所示。圖4-4立式氨氣緩沖罐結(jié)構(gòu)我們選用立式氨氣緩沖罐，生產(chǎn)廠家為江蘇民生高壓容器制造有限公司，立式氨氣緩沖罐如圖4-5所示。圖4-5立式氨氣緩沖罐3.1.5廢水泵SCR脫硝工藝中廢水泵主要起收集然后排放的作用。第一步，先用廢水泵將廢水從稀釋槽中抽出來，第二步將抽出來的廢水輸送到污水處理系統(tǒng)當(dāng)中，第三步將輸送進(jìn)入系統(tǒng)的污水經(jīng)過污水處理系統(tǒng)一系列的處理，降低廢水中的含氧量、總磷、懸濁物等，達(dá)到工廠污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，第四步，將處理后的污水進(jìn)行集中排放。工廠中污水處理設(shè)備接收廢液的能力決定了廢水泵容量的大小，在SCR脫硝工藝中，因?yàn)榕欧诺膹U水中，具有很多腐蝕性的化學(xué)物質(zhì)，所以在對(duì)廢水泵進(jìn)行選型的時(shí)候需要對(duì)這一個(gè)因素進(jìn)行考慮，要求SCR脫硝工藝中的廢水泵具有抗腐蝕能力[4]。3.2液氨提升泵的選型因?yàn)橐喊惫薹胖玫奈恢煤芨撸话惴胖迷诰嚯x地面3米高的位置，所以需要使用液氨提升泵對(duì)液氨進(jìn)行輸送，根據(jù)計(jì)算得：30-3=27m，所以所選用的液氨泵的揚(yáng)程大約為27米。然后考慮液氨流量的大小，設(shè)計(jì)液氨泵的數(shù)量為6臺(tái)。之后再對(duì)液氨泵進(jìn)行型號(hào)的選擇。綜合考慮，最后選得液氨泵的型號(hào)為YAB50-5，該型號(hào)的液氨提升泵的生產(chǎn)廠家是淄博市博山科海機(jī)械有限公司，液氨提升泵如圖4-6所示。圖4-6YAB50-5液氨泵第2章SCR系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.3省煤器旁路在SCR脫硝工藝中，當(dāng)機(jī)組在運(yùn)行的時(shí)候處于低負(fù)荷的運(yùn)行時(shí)，為了讓入口的煙氣的溫度比反應(yīng)的溫度高。我們需要在工藝中設(shè)置省煤器旁路。3.4進(jìn)出口煙道因?yàn)镾CR脫硝工藝中的出口煙道部分需要承受很重的重量，所以用于制造出口煙道的材料一般是鋼，用鋼板來焊接進(jìn)出口煙道，用于焊接出口煙道的結(jié)構(gòu)要求是氣密性結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)出口煙道的壁面需要留出一定的空隙，這個(gè)空隙叫做腐蝕余量，這樣做是為了防止煙氣壁面被進(jìn)入的煙氣腐蝕。經(jīng)過查閱資料計(jì)算和考慮得到，最小的壁厚是6毫米[4]。由于在工作運(yùn)行的時(shí)候，會(huì)發(fā)生一定的顫抖和輕微的振動(dòng)，所以我們需要對(duì)煙道的外部進(jìn)行足夠的支撐并且加固。第4章經(jīng)濟(jì)分析與工程概算第4章項(xiàng)目工程概算與經(jīng)濟(jì)分析4.1意義和基本原理4.1.1意義 設(shè)計(jì)是連接科學(xué)理論研究和工程實(shí)踐的橋梁，是一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)研究成敗的關(guān)鍵一步，也是將科技轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力的重要途徑。設(shè)計(jì)是一個(gè)發(fā)展經(jīng)濟(jì)與實(shí)踐科學(xué)技術(shù)相結(jié)合的過程，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，我們需要對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析評(píng)估，對(duì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行評(píng)估，然后根據(jù)經(jīng)濟(jì)評(píng)估對(duì)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而不斷完善技術(shù)。所以，我們需要關(guān)注技術(shù)經(jīng)濟(jì)這一關(guān)鍵指標(biāo)，這樣不僅可以減低工程造價(jià)，也可以促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展。4.1.2經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的基本原理我們進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)的目的是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化和工程造價(jià)的最小化。1.經(jīng)濟(jì)效益最大化原則經(jīng)濟(jì)效益（E）=總產(chǎn)出-總投入或經(jīng)濟(jì)效益（E）=總產(chǎn)出/總投入經(jīng)濟(jì)效益（E）=總投入-總產(chǎn)出/總投入2.工程造價(jià)最小化原則在達(dá)到了該工程項(xiàng)目要求的功能，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)定的目標(biāo)之后，將需要支出的生產(chǎn)全生命(服務(wù))期的費(fèi)用降到最低，實(shí)現(xiàn)工程造價(jià)最小化。4.2工程概算4.2.1編制依據(jù)1．定額定額參照類似工廠所在城市地區(qū)工程結(jié)算的一系列資料進(jìn)行確定。2．所使用材料價(jià)格所用使材料價(jià)格，需要根據(jù)工廠所在城市地區(qū)的市場的價(jià)格信息，還有物價(jià)信息進(jìn)行參考。3．設(shè)備價(jià)格費(fèi)用設(shè)備價(jià)格費(fèi)用是由生產(chǎn)廠家的近期報(bào)價(jià)、和本工程類似的工程的設(shè)備價(jià)格、在訂貨時(shí)的價(jià)格，將這些價(jià)格綜合起來進(jìn)行考慮。4．預(yù)備費(fèi)用及工程建設(shè)其他費(fèi)用用于工程建設(shè)其他費(fèi)用和預(yù)備的費(fèi)用，需要根據(jù)項(xiàng)目具體工程的實(shí)際情況來進(jìn)行估算。SCR脫硝項(xiàng)目在對(duì)工程建設(shè)其他費(fèi)用及預(yù)備費(fèi)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，不需要考慮該工程固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅和漲價(jià)預(yù)備金。4.2.2工程概算1．工程費(fèi)用工程費(fèi)用使用估算的方法進(jìn)行計(jì)算，工程費(fèi)用的具體費(fèi)用見表4-1。2．其它費(fèi)用其他費(fèi)用的估算為250萬元，預(yù)備費(fèi)為150萬元，總共400萬元。其他費(fèi)用包括在用于設(shè)計(jì)過程產(chǎn)生的費(fèi)用、用于監(jiān)理的費(fèi)用和用于報(bào)建費(fèi)用等。3．靜態(tài)投資靜態(tài)投資包括設(shè)備和工器費(fèi)用、建筑工程費(fèi)用、安裝費(fèi)用、其他基建工作費(fèi)用等等。表4-1項(xiàng)目工程投資概算(萬元)名稱設(shè)備及工器具費(fèi)用建筑費(fèi)用安裝費(fèi)用總和鍋爐系統(tǒng)220200188608氨水供給系公樓及變電室12675134335自動(dòng)化儀表設(shè)備902849167通訊系統(tǒng)27520089564廠區(qū)管于購置備品、備件和工器具的費(fèi)用190-45235其他處理費(fèi)用783017125催化劑購買費(fèi)用1000--1000小計(jì)230275367237274.3經(jīng)濟(jì)分析4.3.1投資總額在經(jīng)濟(jì)分析當(dāng)中，工程項(xiàng)目的投資總額由建設(shè)資金費(fèi)用和生產(chǎn)流動(dòng)資金費(fèi)用兩大部分組成。其中：工程靜態(tài)投資費(fèi)用為3727萬元，工程建設(shè)期產(chǎn)生的利息為650萬元，整個(gè)工程項(xiàng)目的流動(dòng)資金為500萬元，以上三大費(fèi)用加起來，該工程項(xiàng)目的總投資費(fèi)用為4877萬元。4.3.2職工定員發(fā)電廠一年的工作時(shí)間為7650個(gè)小時(shí)，一年的休假制度中，要求節(jié)假日不停產(chǎn)。鍋爐發(fā)電廠的職工總定員為40人，其中：負(fù)責(zé)生產(chǎn)工人占25人，負(fù)責(zé)管理人員、技術(shù)人員及非生產(chǎn)人員總共為15人。4.3.3生產(chǎn)成本計(jì)算本鍋爐廠的處理煙氣的能力是2×106m3/h，按照這一處理能力來計(jì)算該工廠每一年生產(chǎn)和運(yùn)行所需要的費(fèi)用，本鍋爐廠進(jìn)行生產(chǎn)的負(fù)荷是處理煙氣能力的100%。1．使用燃料產(chǎn)生動(dòng)力消耗的費(fèi)用使用燃料產(chǎn)生動(dòng)力消耗的費(fèi)用是指在工廠運(yùn)行生產(chǎn)過程中所使用的煤的費(fèi)用，還有工廠使用的電的費(fèi)用。2．使用化學(xué)藥品的費(fèi)用使用化學(xué)藥品的費(fèi)用是指：在對(duì)氮氧化物含量過高的煙氣的處理過程當(dāng)中，加進(jìn)去的化學(xué)藥品和藥劑所需要使用的資金費(fèi)用，在使用的化學(xué)藥品和藥劑當(dāng)中，占絕大部分的是氨水。3．工資福利費(fèi)用工資福利費(fèi)是指在工廠工作的所有員工，每一年公司發(fā)的平均工資和平均福利費(fèi)用。4．用于大型設(shè)備修理的提存費(fèi)用用于大型設(shè)備修理的提存費(fèi)用是指公司用于專門使用的費(fèi)用，用于大型設(shè)備修理的提存費(fèi)用和固定資產(chǎn)。5．日常檢修維護(hù)費(fèi)日常檢修維護(hù)費(fèi)是用于修理和維護(hù)價(jià)值較低并且容易耗費(fèi)的用品的費(fèi)用，同時(shí)還有維護(hù)固定資產(chǎn)的備用件的費(fèi)用。6．管理所用的費(fèi)用和其他費(fèi)用管理費(fèi)用為在管理鍋爐火電廠運(yùn)行和生產(chǎn)，同時(shí)還有管理管理鍋爐火電廠服務(wù)所產(chǎn)生的費(fèi)用。在運(yùn)行過程當(dāng)中，年運(yùn)行的成本所有數(shù)據(jù)如表4-2所示：表4-2年運(yùn)行成本計(jì)算(萬元)編號(hào)所用費(fèi)用的名稱費(fèi)用1電力費(fèi)用572使用燃料產(chǎn)生動(dòng)力消耗的費(fèi)用1953使用化學(xué)藥品的費(fèi)用1604職工福利費(fèi)用755用于大型設(shè)備修理的提存費(fèi)用366管理所用的費(fèi)用和其他費(fèi)用307日常檢修維護(hù)費(fèi)15在一年的運(yùn)行過程當(dāng)中，所需要的成本是以上7項(xiàng)的總和，運(yùn)行過程中總成本為568萬元。

結(jié)論結(jié)論在對(duì)NOX的特性、主要來源和危害，以及國內(nèi)外脫硝工藝背景進(jìn)行深入了解之后，進(jìn)行了SCR脫硝工藝的設(shè)計(jì)、選型以及計(jì)算。在進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的過程當(dāng)中，我參考了許多SCR脫硝工藝的書刊、中英文的文獻(xiàn)、碩博士論文及相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)SCR脫硝工藝系統(tǒng)進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)選型以及計(jì)算,得到了下面的結(jié)果:（1）經(jīng)過計(jì)算得：稀釋空氣體積流量為0.14567m3/s；還原劑——氨氣的消耗量為17Kg/h；SCR反應(yīng)器中催化劑的橫截面積為2.22m2；SCR反應(yīng)器橫截面積為2.55m2；催化劑的體積為4.44m3；催化劑的高度為2m；催化劑的層數(shù)為1層；催化劑的總層數(shù)為2層；反應(yīng)器的高度為4.4m。（2）對(duì)SCR反應(yīng)器的催化劑進(jìn)行選型：選擇蜂窩式催化劑；對(duì)布置方式進(jìn)行選擇：采用高溫高塵的布置方式。（3）SCR工藝的一些輔助設(shè)備進(jìn)行了選型，例如卸氨壓縮機(jī)、液氨儲(chǔ)罐、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖罐、廢水泵、液氨提升泵、省煤器旁路、進(jìn)出口煙道。選用艾格普液氨卸料壓縮機(jī)，型號(hào)為ZW-0.8/16-24；對(duì)液氨儲(chǔ)罐進(jìn)行選型，儲(chǔ)罐的型號(hào)為WG18-3200-150；對(duì)液氨蒸發(fā)器進(jìn)行選型，選用立式液氨蒸發(fā)器；對(duì)氨氣緩沖罐進(jìn)行選型，所選用立式氨氣緩沖罐；（4）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，計(jì)算得：工程靜態(tài)投資費(fèi)用為3727萬元；工程建設(shè)期產(chǎn)生的利息為650萬元；改工程項(xiàng)目總投資為4877萬元；鍋爐發(fā)電廠的職工總定員為40人；年運(yùn)行成本約為600萬元。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]張強(qiáng),燃煤電站SCR煙氣脫硝系統(tǒng)技術(shù)及工程應(yīng)用[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007[2]馮立波,羅鐘高,葛春,火電廠SCR煙氣脫硝工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J],能源工程,2009：48-52[3]陳進(jìn),火電廠煙氣脫硝技術(shù)——選擇性催化還原法[M],中國電力出版社,2008[4]孫克勤,鐘秦,火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007[5]段傳和,夏懷祥,燃煤電站SCR煙氣脫硝工程技術(shù)[M],北京:中國電力出版社,2009[6]陳家慶,環(huán)保設(shè)備原理與設(shè)計(jì)[M],第二版,北京:中國石化出版社,2008：638-639[7]趙毅,朱洪濤,安曉玲等,燃煤電廠SCR煙氣脫硝技術(shù)的研究[J],電力環(huán)境保護(hù),2009,25(1):7-10[8]趙宗讓,電廠鍋爐S