Unit denitrifikasi CHEC

kata kunci: Elemen pertukaran panas

Kategori:

Peralatan denitrifikasi cerobong

Produk terkait

Konsultasi produk

Deskripsi produk

Unit denitrifikasi CHEC

1. Prinsip reaksi denitrifikasi SCR

Dalam kehadiran katalis, persamaan reaksi utama dari proses denitrifikasi SCR adalah sebagai berikut ketika suhu reaksi berada pada kisaran 250–450°C. derajat Celcius

4NO+4NH 3 +O 2 →4N 2 +6H 2 O (2-1)

TIDAK+TIDAK 2 +2NH 3 →2N 2 +3H 2 O (2-2)

6NO2 +8NH 3 →7N 2 + 12 jam 2 O (2-3)

Di antara mereka, formula (2-1) dan formula (2-2) merupakan proses reaksi utama, karena 90%–95% dari NO x dalam gas buang terdapat dalam bentuk NO, dan 5%–10% dari NO x ada dalam bentuk NO 2 . Selama proses reaksi, NH 3 bereaksi secara selektif dengan NO x untuk menghasilkan N 2 dan H 2 O tanpa polusi sekunder, yang dilepaskan bersama gas buang.

2. Tata letak perangkat denitrifikasi SCR

Menurut tata letak ruang reaksi denitrifikasi SCR pada berbagai posisi sistem gas buang di bagian ekor boiler, tata letak perangkat denitrifikasi SCR dapat dibagi menjadi tata letak debu tinggi dan tata letak debu rendah. Tata letak debu rendah dapat diklasifikasikan lagi menjadi tata letak pengumpul debu suhu tinggi dengan penataan debu rendah serta tata letak desulfurisasi dengan penataan debu rendah. Tata letak perangkat denitrifikasi SCR ditunjukkan pada Gambar 2-1 hingga Gambar 2-3. Dibandingkan dengan tata letak debu tinggi, tata letak debu rendah memiliki konsentrasi debu yang lebih rendah dalam gas buang, sehingga dapat secara efektif mengurangi keausan katalis dan memperpanjang umur pakai katalis. Namun, karena diperlukan penambahan GGH dan burner setelah pengumpul debu suhu tinggi atau setelah proses desulfurisasi, maka setelah dilakukan perbandingan menyeluruh, tata letak debu tinggi terbukti lebih ekonomis. Saat ini, sebagian besar perangkat denitrifikasi SCR yang ada masih menerapkan tata letak debu tinggi.

3. Sistem proses denitrifikasi SCR

Dalam aplikasi rekayasa, agen pereduksi yang umum digunakan pada sistem denitrifikasi SCR adalah helium cair, amonia cair, dan urea. Sebagian besar sistem denitrifikasi SCR, baik di dalam maupun di luar negeri, menggunakan amonia cair sebagai agen pereduksi. Sistem prosesnya terutama mencakup sistem gas buang, sistem penyimpanan, persiapan, dan suplai amonia cair, serta sistem pengumpulan gas buang. Alur proses utama dari proses denitrifikasi SCR dengan amonia cair sebagai agen pereduksi ditunjukkan pada Gambar 2-4.

3.1. Sistem gas buang

Setelah gas buang keluar dari economizer boiler, gas tersebut masuk ke ruang reaksi SCR melalui saluran masuk ruang reaksi SCR. Pada saluran masuk ruang reaksi SCR dipasang sebuah kisi semprot (AIG) yang mampu menyemprotkan campuran amonia/udara ke dalam saluran masuk ruang reaksi SCR, sehingga amonia yang disemprotkan dapat tercampur sepenuhnya dengan NO x dalam gas buang. Untuk memastikan bahwa gas buang mengalir secara vertikal melalui lapisan katalis di ruang reaksi SCR, sehingga mengurangi abrasi katalis yang disebabkan oleh debu gas buang, dipasanglah pelat pandu gas buang pada sudut-sudut saluran gas buang. Setelah melewati pelat pandu tersebut, gas buang terdistribusi secara merata dan mengalir secara bergantian melalui lapisan katalis. Di bawah aksi katalis, NH 3 bereaksi dengan NO x dalam gas buang untuk menghasilkan N 2 dan H 2 O tanpa polusi sekunder, yang mengalir melalui pemanas udara boiler, pengumpul debu, dan perangkat desulfurisasi bersama gas buang, kemudian masuk ke cerobong asap untuk dibuang.

Peralatan utama sistem ini meliputi grid penyemprotan amonia, katalis, dan lain-lain.

3.2. Sistem penyimpanan, persiapan, dan pasokan amonia cair

Amonia cair diangkut menggunakan kereta tangki amonia cair, sedangkan gas helium diekstraksi dari tangki penyimpanan amonia cair oleh kompresor pembongkaran. Terdapat perbedaan tekanan antara kereta tangki dan tangki penyimpanan amonia cair, sehingga amonia cair dalam kereta tangki dipaksa masuk ke dalam tangki penyimpanan amonia cair; amonia cair dalam tangki penyimpanan kemudian diangkut ke evaporator amonia cair dengan bantuan tekanan dalam tangki dan gaya gravitasi sendiri (atau dengan bantuan pompa pasokan amonia cair); gas amonia kemudian distabilkan di dalam tangki penyangga amonia, setelah itu dialirkan melalui pipa ke area SCR dan dicampur dengan udara pengencer (biasanya diencerkan hingga rasio volume gas amonia terhadap udara sebesar 5%), lalu disemprotkan ke saluran masuk ruang reaksi SCR melalui jaring penyemprot amonia.

Peralatan utama sistem ini meliputi kompresor pembongkaran amonia, tangki penyimpanan amonia cair, evaporator amonia cair, tangki penyangga amonia, kipas pengenceran, mixer amonia/udara, grid semprot amonia, dan lain-lain.

3.3. Sistem pengumpulan gas buang

Akibat tekanan berlebih, katup pengaman pada pipa keluar tangki penyimpanan amonia cair, tangki penyangga amonia, dan kompresor pembongkaran amonia dalam sistem pasokan amonia cair dikumpulkan melalui pipa pengumpulan, kemudian dibuang ke tangki pengenceran amonia. Setelah diserap oleh air, limbah tersebut dibuang ke kolam air buangan, lalu dipompa ke stasiun pengolahan air buangan untuk diolah.

Peralatan utama dari sistem ini meliputi tangki pengenceran amonia dan pompa air buangan.

4. Katalis unit denitrifikasi

Sistem denitrifikasi SCR relatif sederhana, dan jenis peralatannya cukup terbatas. Di antaranya, kompresor pembongkaran amonia, tangki penyimpanan amonia cair, evaporator amonia cair, tangki penyangga amonia, kipas pengenceran, mixer amonia/udara, grid semprot amonia, tangki pengenceran amonia, pompa air buangan, grid semprot amonia, dan sebagainya, semuanya merupakan peralatan konvensional dalam industri ketenagalistrikan yang telah banyak digunakan dalam rekayasa ketenagalistrikan. Berikut ini akan difokuskan pada bagian inti dari katalis denitrifikasi SCR.

4.1. Jenis katalis

Terdapat empat jenis katalis komersial yang digunakan dalam unit denitrifikasi SCR, yaitu katalis logam mulia, katalis oksida logam, katalis zeolit, dan katalis karbon aktif. Katalis oksida logam merupakan katalis yang paling banyak digunakan dalam denitrifikasi SCR pada pembangkit listrik, di antaranya V 2 O 5-WO3 (MoO 3 ) / TiO 2 Katalis seri berbasis titanium oksida mendominasi.

Saat ini, terdapat tiga jenis katalis untuk denitrifikasi SCR di pasaran, yaitu katalis berbentuk sarang lebah, katalis pelat bergelombang, dan katalis pelat datar. Lihat Gambar 2-5 untuk unit katalis tipe sarang lebah, tipe pelat bergelombang, dan tipe pelat. Ukuran penampang melintang unit katalis sarang lebah adalah 150 mm × 150 mm, ukuran penampang melintang unit katalis pelat bergelombang adalah 466 mm × 466 mm, dan ukuran penampang melintang unit katalis tipe pelat adalah 464 mm × 464 mm. Ukuran penampang melintang modul katalis sarang lebah adalah 1910 mm × 970 mm, ukuran penampang melintang katalis pelat bergelombang adalah 1880 mm × 946 mm, dan ukuran penampang melintang katalis tipe pelat adalah 1882 mm × 954 mm. Tinggi modul setiap jenis katalis ditentukan sesuai dengan volume yang diperlukan. Modul katalis pelat ditunjukkan pada Gambar 2-6.

4.2. Komposisi katalis

Komposisi katalis sarang lebah, pelat bergelombang, dan pelat datar yang umum digunakan dalam denitrifikasi SCR pada dasarnya serupa, yaitu terdiri dari TiO 2 , V 2 O 5 , WO 3 atau MoO 3 , SiO 2 , Al 2 O 3 , Kalsium, MgO, Barium, Natrium 2 O, K 2 O, P 2 O 5 , dll. di antaranya, TiO 2 menyumbang 85% ~ 95%, WO 3 atau MoO 3 menyumbang 5% ~ 10%, V 2 O 5 menyumbang 1% ~ 5%.

4.3. Karakteristik katalis

4.3.1. Katalis sarang lebah terdiri dari TiO 2 , V 2 O 5 , WO 3 , dan seterusnya. Setelah pengeringan, sintering, dan pemotongan, katalis sarang lebah dirakit menjadi modul katalis yang mudah diangkut dan dipasang. Katalis sarang lebah memiliki karakteristik berupa aktivitas tinggi, luas permukaan spesifik yang besar, panjang yang mudah dikendalikan, serta tingkat pemulihan yang tinggi.

4.3.2. Katalis pelat bergelombang dibuat dari papan serat kaca atau pelat keramik sebagai bahan dasar, kemudian direndam dengan bahan aktif dan disinter. Katalis pelat bergelombang ditandai oleh luas permukaan spesifik yang besar, bobot yang ringan, dan penurunan tekanan yang rendah.

4.3.3. Katalis tipe pelat terbuat dari anyaman kawat baja tahan karat sebagai bahan dasar, yang direndam dengan bahan aktif dan kemudian disinter. Karakteristik katalis datar meliputi massa per unit volume yang besar, luas permukaan spesifik yang kecil, serta kemampuan beradaptasi yang tinggi terhadap lingkungan gas buang yang mengandung debu dalam jumlah besar.

Produk terkait