Технологические схемы процессов с использованием азотсодержащих соединений

На рисунке ниже приведена схема СНКВ-установки с применением мочевины. По своему назначению оборудование установки может быть разделено на три технологических узла:

—  склад храпения и приготовления реагента, который имеет сил осы для хранения твердой мочевины и растворный узел для приготовления 40-50% -ного раствора. Перед подачей в котел этот раствор обычно разбавляется конденсатом;

—  насос-дозатор для регулируемой подачи реагента;

—  узел раздачи смеси реагента с паром (воздухом или газами рециркуляции) по сечению котла в зоне температуры 900-1100 °С. Для этой цели, как правило, используются сопла, смонтированные на стенах котла. При этом, как следует из рисунка ниже возможны технические решения с раздачей реагента на двух уровнях. За с чет подачи соответствующих количеств разбавителей (пара, воздуха, газов рециркуляции) обеспечивается охлаждение сопл.

Принципиальная технологическая схема азотоочистной установки с использованием мочевины на ТЭС Andra

Проектирование, монтаж и освоение первых двух названных узлов не встречают осложнений, поскольку имеется соответствующая нормативная документация. Напротив, проектирование узла раздачи реагента не может быть осуществлено на основе типового решения без учета конструктивных особенностей котла. Исходя из физико-химических основ СНКВ-процесса для этого необходимо определить:

• сечения котла, в которых реализуется оптимальная для процесса температура при заданных паровых нагрузках котла;
• протяженность зон с оптимальной температурой (время протекания реакции);
• распределение для выбранных сечений котла температуры, концентрации NOx и линейных скоростей дымовых газов;
• время протекания реакции, необходимое для достижения заданной эффективности очистки с учетом температурного поля реакции;
• оптимальный размер капель раствора мочевины, вводимого в реакционную зону.

В случае применения аммиака (аммиачной воды) для решения многих из поставленных вопросов используется математическое моделирование процесса. Для мочевины подобные модели пока не отработаны в той мере, чтобы их использовать при проектировании установок, поэтому многие из поставленных вопросов прорабатываются в стендовых условиях. Как правило, конструкция раздающего устройства дорабатывается на стадии пусконаладочных испытаний установки с учетом опыта, приобретенного на других ТЭС.

В связи с вышеизложенным рассмотрим опыт эксплуатации подобных установок, обращая основное внимание на системы раздачи мочевины.