燃煤鍋爐煙氣脫硝空預器阻塞原因分析及其解決方案

為滿足超低排放改造要求，國內燃煤電廠在脫硝反應器內更換或加裝了新催化劑。在脫硝裝置投運初期，部分出現(xiàn)了空預器堵塞的情況，并且有愈發(fā)嚴重的趨勢，通過某電廠實際案例，分析得出：過量噴氨和噴氨不均勻會生成過量的硫酸氫銨(ABS),從而導致硫酸氫銨和飛灰混合，粘附在空預器元件表面，堵塞空預器。對此，結合實際情況，采取一些措施如：減少噴氨，流場優(yōu)化試驗，加強空預器清灰，有效解決了空預器的阻塞問題。選擇性催化復原(SCR,SelectiveCatalyticReduction)技術在20世紀70年代后期先由日本應用在工業(yè)鍋爐和電廠鍋爐上，歐洲從1985年開始引進SCR技術。美國從1959年就開始研究SCR技術，直到80年代后期才發(fā)展到工業(yè)應用SCR技術的原理是通過復原劑(例如NH3),在適當?shù)臏囟?，并有催化劑存在的條件下把NOx轉化為空氣中天然含有的氮氣(N2)和水(H20)由于技術的成熟和較高的脫硝率，SCR技術已經(jīng)成為國際上電廠煙氣脫硝的主流技術。隨著國模推廣應用。20**年12月，國務院下達了一項治理霧霾的"硬任務":在20**年前，對燃煤機組全面實施超低排放和節(jié)能改造，對落后產(chǎn)能和不符合相關強制性標準要求的，要堅決淘汰關停。超低排放是通過多污染物高效協(xié)同控制技術，使燃煤機組的大氣主要污染物排放標準低于我國現(xiàn)行的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-20**)這一法定標準，而接近或到達天然氣燃氣機組的排放標準。表1超低排放改造要求1硫酸氫銨的生成機理在SCR系統(tǒng)脫硝過程中，煙氣再通過SCR催化劑時，將進一步強化SO2→SO3的轉化，形成更多的S03。在脫硝過程中，由于NH3的逃逸是客觀存在的，它在空氣預熱器中下層處形成硫酸氫銨。運行經(jīng)驗和熱力學分析都說明，硫酸氫銨 (Ammoniumbisulfate)的形成取決于反應物的濃度和它們主要反應式如下：硫酸氫銨的形成量隨著NH3濃度的增加而增加，高SO3/NH3摩爾比將促進硫酸氫銨的形成及其在空預器上的沉對于燃煤機組，煙氣中飛灰含量較高，硫酸氫銨在146-207℃溫度范圍內為液態(tài)。液態(tài)硫酸氫銨的形成同時依賴于溫度，當煙氣中溫度略低于液態(tài)硫酸氫銨的初始形成溫度時，即開始形成。氣態(tài)或顆粒狀硫酸氫銨會隨著煙氣流經(jīng)空氣預熱器，不會對預熱器有影響，而液態(tài)硫酸氫銨捕捉飛灰能力強，會與煙氣中的煙塵粒子結合，附著于預熱器傳熱元件上形成熔鹽狀的時機，換熱元件的換熱效率下降，進而影響預熱器的換熱及機組的2.1實例用"2+1"布置方式，開展了超低排放改造，SCR設計入口NOx濃度為500mg/Nm3,出口濃度45mg/Nm3,脫硝效率>91%,目前SCR入口NOx濃度在400-670mg/Nm3之間。超低排放改造后運行大約一周時間，出現(xiàn)了如下情況。B側空預器壓差為1.49kPa,比原先的1.20kPa壓差分別高出1.14kPa和0.29kPa。情況b.SCR出口NOx值A側儀表檢測結果為11mg/Nm3左右，B側儀表檢測結果為20mg/Nm3左右示SCR出口的NOx在10mg/Nm3-20mg/Nm3之間CEMS2.2試驗過程及結果分析試驗前監(jiān)測數(shù)值畫面如下：圖1A、B側監(jiān)測畫面及閥門開度圖2脫硫后出口NOx監(jiān)測畫面廠里初步將噴氨閥門開度關小，監(jiān)測數(shù)值畫面如下：圖3A、B側監(jiān)測畫面及閥門開度圖4脫硫后出口NOx監(jiān)測畫面2.3試驗總結與分析試驗數(shù)據(jù)總結如下：表2試驗數(shù)據(jù)從上表數(shù)據(jù)可以分析：1.氨逃逸表測量不準確：A側閥門開度由26.5%降到16.0%,脫硝效率由96.8%降到92.0%,但是氨逃逸只由0.332ppm降到0.168ppm。由計算可知，當試驗時的閥門開度降低到16.0%時，脫硝效率依然能滿足性能保證要求，噴氨量為初始的60.3%,消耗了92%的NOx,而初始值的39.7%的氨量與4.8%(96.8%-92%)開展了反應，明顯噴氨過量，噴氨閥門開度過大；2.脫硝反應器出口NOx測試存在偏差和流場不均：脫硫后NOx數(shù)據(jù)較為真實，與SCR反應器出口的NOx偏差較大。煙氣經(jīng)過省煤器后的SCR反應器、空氣預熱器、除塵器、脫硫裝置后，根據(jù)一般經(jīng)驗，脫硫裝置里面的噴淋液有輕微的脫硝作用，煙氣在經(jīng)過一系列裝置后混合地較為均勻，所以環(huán)保監(jiān)測單位都以煙囪出口處的NOx值作為氮氧化物(NOx)塞的情況；根據(jù)脫硝出口NOx分布情況，調整氨的分布，實極易造成噴氨量過大，多余的氨得不到反應，造成氨逃逸，偏差≤10%,NH3/NOx偏差≤5%,溫度偏差≤±10℃,入射角偏差≤10°;塞嚴重，在270MW負荷下，A側，煙氣流量為427Nm3/h,B系統(tǒng)(沖洗壓力達20MPa),對空氣預熱器開展徹底沖洗，去3結語與逃逸的氨生成在一定溫度下極具粘性的硫酸氫銨(ABS(1)嚴格控制氨逃逸。定期標定氨檢測儀表，實時準(3)定期檢查催化劑運行情況。催化劑運行一段時間(4)控制入爐煤硫分。在硫酸氫銨的反