摘要：水泥窯SNCR和SCR脫硝大多采用氨水作為還原劑介質。氨水屬于危險化學品，從運輸、卸料、儲存、輸送等過程進行安全控制。本論文將以某水泥生產線SCR脫硝系統設備氨區為例，闡述脫硝氨區工藝設計。

關鍵詞：脫硝、氨區、安全設施

某水泥生產線SCR脫硝系統采用“高溫電除塵+SCR脫硝一體化”技術，設計指標NOx小于50mg/Nm³的排放要求。氨區配備2臺60m³氨水儲罐及附屬氨區設施。

氨區整體布置要求如下：氨區布置符合《建筑設計防火規范》（GB 50016）、《水泥工廠設計規范》（GB50295）的有關規定，氨區布置在廠區全年最小頻率風向的上風側，遠離人員密集場所；同時在通風良好、有利于消防救援的安全地帶。建筑物按規定劃分等級，保證滿足規定的防火間距。項目的場地高程符合《防洪標準》（GB 50201）的規定，抗震設計符合《建筑抗震設計規范》（GB 50011）的要求。氨區道路考慮滿足運輸、檢修和消防的需要，對其進行規劃并與廠區的環網道路連接。

以下將從氨區主要設備和安全設施設計兩個方面對此項目氨區進行簡介：

1.氨區主要設備概述

氨區主要包括氨水儲存區及泵區。氨區主要設備有卸氨泵、氨水儲罐、氨氣吸收罐、廢水泵、廢水坑、氨水輸送泵等。

1.1卸氨泵

通過氨水卸料泵進行卸氨，卸料泵和氨水罐車之間通過導靜電耐酸堿軟管連接，卸氨泵共計2臺，采用一用一備，輸送能力25m³/h，揚程30m。泵體及管道材質均采用304不銹鋼，泵體電機等采用防爆電機。

1.2氨水儲存

氨水儲罐采用立式儲罐，容量按照水泥窯3d的消耗量設計，單臺儲罐60m³共計2臺。罐體材質采用304不銹鋼，兩臺儲罐之間設計聯通閥，互以備用。

1.3氨氣吸收罐

用于吸收卸氨時及常溫下氨水儲罐逃逸和揮發的氨氣，共計1臺。單臺儲罐3m³罐體材質采用304不銹鋼。

1.4廢水坑

用于吸收卸氨時管道剩余氨水排空及地面沖洗水、外界雨水等。同時配備有廢水輸送泵，泵體及管道材質均采用304不銹鋼，泵體電機等采用防爆電機。同時廢水坑上部配備鋼蓋板，全部密封，防止氨氣泄漏。

1.5氨水輸送泵

通過氨水輸送泵進行卸氨，氨水輸送泵共計2臺（一用一備），輸送能力3m³/h，揚程140m。泵體及管道材質采用304不銹鋼，泵體電機等采用防爆電機。

2.氨區安全設施設計

2.1氨棚

氨水儲罐布置在敞開式帶頂棚的氨棚內，防止溫度暴曬引起氨水的過量揮發，造成氨氣富集引發安全事故及氨區操作的保護。

氨棚頂部設置風向標，風向標位于易觀察和查看的方位，如發生泄露火災等突發情況易于逃脫。

氨棚頂部敷設10鍍鋅圓鋼制成的避雷針，與氨區閉合主接地網相連。防止由于雷擊等產生的火花引起安全事故。施工時注意與土建專業密切配合，使建筑物內鋼筋網連成電氣通路。接地裝置施工完成后，實測總接地電阻不大于4Ω。

氨棚設計不能使用屋脊式結構，應采用斜坡式結構，防止氨氣泄露后的聚集，發生爆炸危險，保證整個氨區的安全性能。如下圖所示：

不合理結構（屋脊式結構） 合理結構（斜坡式結構）

2.2氨區防火堤

氨區儲罐四周設置高度1.2m(以室內地坪計算)的不燃燒實體防火堤，滿足最大單體罐泄露的容積，不在單獨設置事故池。防火堤在不同方位處共設計2處越堤人形踏步，采用混凝土結構防止氨水泄露后的腐蝕，同時踏步處均配備欄桿以及防靜電釋放球，保證人員進入的安全。

2.3氨水儲罐

氨水儲罐按照《鋼制焊接常壓容器》（NB/T47003.1）,《立式圓筒形鋼制焊接油罐設計規范》（GB50341）進行設計、制造、試驗和驗收。氨水儲罐底板設計要求進行真空法試驗，保證罐底無泄漏；罐體要求進行盛水試驗和沉降試驗后方可進行卸氨，防止安全事故的發生。

氨水儲罐設計有溫度、壓力、液位遠傳，并在DCS畫面上進行顯示，用以氨區消防噴淋的信號點，同時進料管伸至罐底200mm處，減小卸氨時氨水四濺增加氨氣量，減小安全事故。頂部設置的護欄、平臺均嚴格按照國家標準規范要求進行設計并由專業廠家制作；護欄采用熱鍍鋅鋼管，高度為1050mm。

儲罐頂部設置呼吸閥，以防儲罐氨氣富集壓力過大，造成泄露事故。

2.4卸氨管口

卸氨管口和氨水罐車之間采用導靜電耐酸堿軟管連接，軟管和管道采取法蘭或者快速接頭連接，降低泄漏率，同時安裝接地裝置，以防由于靜電引起的安全事故。

導靜電耐酸堿軟管

2.5氨區安全設施

整個氨區配備一定數量的氨逃逸監測裝置，安裝在無沖擊、無振動、無強電磁場干擾的場所，而且周圍留有不小于0.3m的凈空，安裝高度高出釋放源0.5~2m。當氨氣濃度達到5ppm及以上時，信號傳遞至DCS并顯示報警，當氨氣濃度達到35ppm時，信號傳遞至DCS通過啟動消防噴淋電磁閥，對氨區進行消防水噴淋，減小事故的發生。

氨水儲罐頂部配備煙感檢測器，當煙霧濃度達到一定數值時，就地進行聲光報警，同時信號傳遞至DCS通過啟動消防噴淋電磁閥，對氨區進行消防水噴淋，減小事故的發生。

氨區在每個出入口附近均配備一套洗眼器設施，用于發生意外情況時的沖洗，降低事故的發生。

2.6氨區管道

氨區各類管道，閥門等設計要求色標、流向等標注標識及安全警示標志。所有接觸氨水的管道及閥門均采用不銹鋼304及以上等級，禁止使用銅等材質，保證整個管道的輸送。

防靜電接地按《化工企業靜電接地設計規程》（HG/T 20675）進行。在工藝過程中會產生和累積靜電，另外空氣中的粉塵粒子的磨擦也容易產生靜電，因此靜電的消除就顯得較為重要。氨區工藝裝置、設備、管道均作防靜電接地，管道與閥門、法蘭之間采用截面積不小于2.5mm²的銅絞線跨接。

氨區范圍內有汽車通過的架空管道凈空高度為5.0m，室內管道支架梁底部通道處凈空高度為2.5m。

氨區內所有室外溝道均采用現澆鋼筋混凝土結構，溝蓋板采用花紋鋼板結構，跨越道路處的溝道及蓋板滿足汽車荷載要求，溝道設南北0.3%縱坡及排水口。

從氨區到SCR裝置區的管道采用綜合管架。氨區設有排放系統，使氨水儲存和供應系統的氨排放管路為一個封閉系統，外溢的氨氣經由氨氣吸收罐吸收成氨廢水后排放至廢水池，由廢水泵送到工業廢水處理站處理。

2.7氨區電氣

氨區設計符合《爆炸危險環境電力裝置設計規范》(GB50058)規定，所有的泵均采用防爆型或本安型產品，氨區電纜采取阻燃防火電纜，防止事故的擴大及蔓延。

電纜防火主要采取以下措施：

（1）每臺電機的電纜通道獨立設置。（2）各建筑物通向外部的電纜通道出口處設置防火封堵。（3）電纜和電纜托架、支架分段使用防火涂料、難燃槽盒、防火隔板或防火包等。（4）電纜敷設完成后，所有的孔洞均使用防火堵料進行封堵。

3結論

SNCR和SCR脫硝技術作為氮氧化物超低排放治理的廣泛應用技術，所配套的氨水儲存設施必不可少。依據國家對危險化學品的管理標準和要求，須加強氨區的安全方面的設計，并采取有效的安全防范措施，從源頭上避免危險事故的發生，提高企業的安全防范管理水平。

參考文獻

[1] 火電廠煙氣脫硝工程技術規范-選擇性催化還原法HJT562-2010

[2]孫克勤、鐘秦等火電廠煙氣脫硝技術及工程應用，化學工業出版社，2007