大富翁9熔炼公式scr脱硝耗氨量计算公式分析说明()

2020年10月25日发(作者：何志雄)
SCR脱硝耗氨量计算公式分析说明
王国平
（天津国华盘山发电有限责任公司, 天津301900）
【摘要】：文章引用了SCR脱硝液氨耗量的一个常用计算公式，对公式的适用范 围及条件进行了简单说明，同时对公
式中的各个参数进行了详细的分析。通过某脱硝工程耗氨量的计算演 练，并对公式应用的主意事项加以总结，达到能
够在理解公式的前提下正确应用到实际设计计算中。
【关键词】：SCR，液氨耗量，公式，分析
The analysis and author of the liquid ammonia consumption
calculation formula of SCR denitration
Wang Guo ping

（Tianjin Guohua Panshan Power Generation Co. Ltd.，Tianjin301900）
【Abstract 】：The article quoted SCR denitration liquid ammonia consumption in a commonly used
formula, the formula of the applicable scope and conditions for a simple description, the formula of each
parameter are analyzed in detail. Through a denitration project ammonia consumption calculation of drill,
and the formula application ideas are summarized, to correctly understand the formula under the premise of
correct application to practical design calculation.
【Keywords】: SCR, Liquid ammonia consumption, Formula, Analysis
1 前言
SCR工艺的基本原理为：在催化剂作用下，
向适当温度(约280～420℃ )的烟气中喷 入氨，氨
与烟气中NO
X
发生化学反应，将NO
X
还原成N
2
和H
2
0，达到脱硝的目的，制备氨的脱硝还原剂
有尿素、纯氨和氨水3种 。本文所讨论的耗氨量
计算公式仅适用于以纯液氨作为还原剂的SCR
脱硝系统。
电 站锅炉排放的烟气中的氮氧化物统称为
NO
X
，主要成分为NO站95％和NO
2
占5％，其他
氮氧化物含量很少并且极不稳定
[1]
，遇光、热、
湿变成NO和NO
2
，NO氧化变成NO
2
，所以燃煤
锅炉对大气 造成污染的氮氧化物主要是指NO
2
。
通常情况下，核定氮氧化物的排放标准为NO< br>X
含量mgNm
3
(标准状态，6％O
2
，以NO
2
计，干烟
气)，本文所引用的相关计算公式所涉及的保证
值以NO
2
计。
2 氨耗量计算公式
SCR选择性催化还原法脱硝技术以NH
3
作< br>为还原剂时，液氨耗量的计算公式如下
[2]
：
Wa=(Vq×Cno×17 (30×10
6
)+Vq×Cno
2
×17×2
(46×10
6
))×m
本公式的应用条件为：SCR选择性催化还原
法、以NH
3< br>（纯液氨）作为还原剂时、标准状态、
干基（干烟气）、实际含氧量（实际过量空气系
数 ）、NO
X
保证值NO
2
计。
在实际计算中，所提供的参数 数据都应该转
化到上述条件下进行计算。对公式中的参数作以
下说明：
2.1 Wa的相关说明
Wa是纯氨的小时耗量kgh，工程中是在机
组满负荷下SCR脱硝系统的实 际最大喷氨量。纯
氨的实际耗量是SCR脱硝系统设计中的一个关
键数据，系统中的一些主要设 备的参数都是通过
纯氨耗量来设计确定的。
1) 液氨储罐的容量的选择。通过Wa可以计
算出液氨储罐的容量，液氨储罐的容量宜按照
全厂脱硝系统设计工况下连续运行3－5天（每< br>天24小时）所需要的氨气用量设计，且要求储
罐实际液氨储量不能超过罐体容积的50％。
V＝Wa×24×dρ×2
V:液氨储罐容积；d：3－5天；ρ：液氨密
度。
2) 液氨蒸发器选型。液氨蒸发器蒸发量设
计中，蒸发量为大于Wa的一个标准规格即可，
若Wa＝300kgh，蒸发器量选择350kgh标准。
3) 稀释风机流量选择中，稀 释空气量应按
照机组满负荷下SCR脱硝系统的实际喷氨量
稀释后混合气体中氨气的体积浓度不 高于5％
来计算，稀释风机的流量在设计值基础上加
10％的余量。
4) 氨空混合器的混合量设计即稀释风量
加上喷氨量。
5) 在对催化剂的选择中，催化剂的有 效体
积或数量是以满足Wa减去逃逸部分的氨气能
够完全反应的前提下设计的。
2.2 Vq Nm
3
h(标准状态、干态、实际含
氧量)的相关说明
Vq是锅炉满负荷下反应器进口的最大烟
气流量Nm
3
h(标准状态、干态 、实际含氧量)。
1) Nm
3
h中的N表示标准状态，即温度0℃
（T
0
＝273K）、压强为101.325Ka（1标准大气
压），气体摩尔体积22. 4。工况下（实际状态
下）的干烟气流量V
实
可以通过P
0
VqT< br>0
=P
实
V
实
T
实
转换成标准状态下的干烟 气流量Vq.
Vq＝V
湿
×（1－q%）。
2) 干态即干烟气，实际测 量的烟气是含有
一定的水分的湿烟气V
湿
（标态，含水量为q%）。
3) 实际含氧量为实际测量烟气中的氧气
的体积百分率，含氧量与过量空气系数α相对
应，二者可以 互相计算，公式如下：
α＝20.9%(20.9%-O
2
实测值)
其中 ：20.9%为O
2
在环境空气中的含量；
O
2
实测值为仪器测量烟 道中的O
2
含量。
4) 标态下，实际氧量下的干烟气量与6％
O
2
下的干烟气量转换关系如下：
V q6％O
2
＝Vq×(20.9%-O
2
实测
值)(20.9%-6 ％)
或Vq6％O
2
＝Vq×1.4α实测值

6％O
2
对应α＝1.4过量空气系数与烟气量
成正比
5) SCR反应器通常布置在锅炉省煤器出
口、空预器入口之间，所以V q为锅炉省煤器
出口的干 烟气量。有的锅炉的烟气流量测量位
置为引风机入口即空预器出口，工作人员随即
将这个烟气流 量作为脱硝设计参数提供给设计
单位，这样是错误的，因为空预器通常存在
10％左右的漏风率 ，所以引风机入口的烟气流
量会比省煤器出口烟气量大很多，不能作为
SCR设计参数。
2.3 C no
2
，C no的相关说明
C no
2
，C no分别为反应器进口烟气中NO
2
、
NO浓度， mg N m
3
(标准状态，实际含氧量下
的干烟气)。
1）工程设计 中所提供的氮氧化物排放含量
通常为mgNm
3
(标准状态，6％O
2
，以NO
2
计，干
烟气)，这就需要把氮氧化物排放转化到实际氧
量下的含 量。转换关系为：
C no
x
6%O
2
= C no
x
(20.9%-6％) (20.9%-O
2
实测值),
或C no
x
6%O
2
= C no
x
×α实测值1.4
氮氧化物含量与过量空气系数α成反比。
2）反应器入口实际氧量、标态、干烟气中
NO和NO
2
浓度的计算如下：
C no = C no
x
2.05×0.95×1.34
C no
2
= C no
x
×0.05
式中：0.95、0.05分 别为NO、NO
2
在反应器
入口烟气中占NOx的体积比例；1.34、2.05分别
为NO、NO
2
体积分率(ppmv)转化为质量浓度
(mgNm)的系数μ ，即μ＝气体分子量气体摩尔体
积22.4，质量浓度(mgNm
3
)＝体积分率(ppmv)×μ；Ppmv是按体积的百万分之一。
2.4 公式中一些数字的相关说明
耗氨量计算公式中出现的17、30、46、10
6
数字说明如下：
SCR反应器中NH与氮氧化物的主要反应为
[3]
：

4NO + 4NH+ O→ 4N+ 6HO
2NO+ 4NH+ O→ 3N+ 6HO
NH
3
的分子量17，NO的分子量30 ，NO
2
的分子量46， NH与NO的反应比例是1：1，NH
与NO
2
的反应比例是2：1，耗氨量计算公式 中
将mg转化为kg（1kg＝10
6
mg）
2.5 m的相关说明
m是实际脱硝效率及氨逃逸后的氨消耗量
与100%脱硝效率时理论氨消耗量的比值。
m =ηno
x
100+γ a22.4(C no30+C
no
2
×246) 式中：ηno
x
为脱硝效率，％；γ a为氨
的逃逸率，ppmv(标准状态，实际含氧量下的
干烟气)。
3 工程计算案例
某电厂装机容量为2×530MW，燃煤超临界
火力发电机组，为了环保需要进 行烟气脱硝改
造，采用高灰型SCR工艺，布置于锅炉省煤器
和空气预热器之间，液氨作为还原 剂
[4]
。
表1 SCR入口烟气参数
项目 单位 数值
SCR入口烟气Nm3h，湿烟
1578613
量 气
烟气湿度 ％
9.1
烟气含氧量 ％
2.9
SCR入口的
mgNm3(O2=350
NOx浓度保证6%，以NO2
值 计)
SCR脱硝效率 ％
80
氨逃逸率
ppmv 3
W a=(Vq×Cno×17(30×106)+Vq×Cno2×17×
2(46×106))×m为计 算公式：
1）将湿烟气量转化为干烟气量：
Vq=1578613×（1-9.1%）
=1434959.217 Nm3h
2）将氧含量为6%时的进口NOx浓度换算
为实际氧含量2.9%下的进口NOx浓度：
Cnox= Cnox6%O
2
×（20.9-O
2
实测）(20.9-6)
=350×（20.9-2.9）(20.9-6)=422.819 mgNm
3

或通过过量空气系数α计算Cnox：
α=20.9%(20.9%-O
2
实测)
=20.9%(20.9%-2.9%)=1.161
α6％O
2
=20.9%(20.9%-6％O
2
)
=20.9%(20.9%-6%)=1.4
Cnox= Cnox6%O
2
×α6％O
2
α=350×1.41.161
=422.819 mgNm
3

4) 反应器进口烟气中NO
2
、NO浓度
C no = C no
x
2.05×0.95×1.34
=422.8192.05×0.95×1.34=262.56mgNm
3

C no
2
= C no
x
×0.05
=422.819×0.05=21.141mgNm
3

5）考虑实际脱硝 效率及氨逃逸后的氨消耗
量与100%脱硝效率时理论氨耗量的比值的计
算：
m =ηno
x
100+γ a22.4(C no30+C no
2
×246)
=80100＋322.4（262.5630＋22.14×246)
=0.8138
6）氨耗量计算：
Wa=(Vq×Cno×17(30×10
6
)+Vq× Cno
2
×17×2
(46×10
6
))×m=〔1434959. 217×262.56×17
（30×10
6
）＋1434959.217×21.1 41×17×2
（46×10
6
））〕×0.8138=192.98kgh
4 结论
在运用公式计算的工程中，不能盲目地套
用，应该真正明白各个参数的意义 ，否则很容易
发生错误。
1）在脱硝设计中，如果选择使用此公式进
行氨耗量的计算 ，一定要满足公式的适用条件，
具体条件范围在文章第二部分已经提到。
2）Vq应该是反应 器入口、标态、实际氧量
下的干烟气量。不能将空预器出口或引风机入口
的烟气量来代替它，因 为空预器存在漏风率，导
致经过空预器后的烟气过量空气系数增大，体积
远大于SCR反应器的 烟气体积；实测的烟气量通
常都是湿烟气，计算时要转化成干烟气。
3）C no
2
，C no应该是反应器入口实际含氧
量下的浓度，计算中应使用实际氧量下的 NO
X
浓度计算出C no
2
，C no的数值，不能直接使用
保证值6％氧量下的NO
X
浓度直接计算。
4） m的物理意义是实际脱硝效率及氨逃逸
后的氨消耗量与100%脱硝效率时理论氨消耗量
的比值 。
参考文献
[ 叶勇健·火电厂脱硝系统还原剂耗量的计算方法
[J]·上海；勘 测设计，2009，（2）:42-47。
[2] 田庆峰
1
，顾英春
2
，陈 牧
1
·SCR脱硝装置氨
消耗量的计算方法探讨[J]·武汉；勘测设计，2010，
（3）:42-47。
[3] 王 钟，王 颖·火电厂烟气脱硝技术探讨[J] ·吉林；
吉林电力，2005，（6）。
[4] 天津国华盘山发电有限责任公司1、2号锅炉脱硝
改造工程可研报告 [R]·西安热工院。
作者简介：
王国平男，大学本科、天津国华盘山发电有限责任公
司，目前从事锅炉检 修，助工，通信地址：天津市蓟
县国华盘电，邮编301900，电话：