明晟環保氨法脫硫：超低排放下管式空預器堵塞原因

1.概述

在超低排放要求下，為保證氮氧化物不超標，在變工況運行時各廠或多或少的存在尿素或氨過噴情況。如長時間過噴，煙氣側就會形成NH4HSO4粘結物附著在空預器表面，處理不及時或方法不得當，空預器會部分堵死直至被迫停爐。目前管式空預器堵塞問題已成為各廠攻關難題。

下面我們舉例介紹一下，電廠鍋爐為某股份有限公司超高壓、自然循環汽包爐、單爐膛、一次中間再熱、單鍋筒型結構、四角切圓燃燒方式、平衡通風、固態排渣、全鋼結構構架、懸吊結構、半露天布置燃煤鍋爐，采用低氮氧化物燃燒技術，中溫段空預器采用臥式布置，高溫段和低溫段空預器為立式布置。

2脫硝系統簡介

2.1脫硝系統工藝流程布置

該熱電廠脫硝裝置采用（SNCR+SCR）混合法的脫硝工藝，還原劑采用尿素。脫硝工藝主要分為兩大部分。第一部分為SNCR，第二部分為SCR。在合適溫度區間的爐膛中噴入還原劑尿素，尿素在爐膛中分解為氨和HNCO，并與煙氣中的NOx反應。未參加反應的氨氣逃逸至SCR反應器，與SCR反應器區的氨噴入系統噴入所需要的氨一起，在反應器內的催化劑催化下進一步與煙氣中的NOx反應，從而實現SNCR＋SCR混合脫硝。

2.2脫硝SNCR工藝系統

尿素SNCR的基本原理是在沒有催化劑的情況下，向850℃～1150℃爐膛中噴入還原劑尿素，還原劑“有選擇性”地與煙氣中的NOx反應并生成無毒、無污染的N2和H2O。

SNCR法的NOx脫除效率主要取決于反應溫度、NH3與NOx的化學計量比、混合程度、反應時間等。SNCR工藝的溫度控制至關重要，若溫度過低，NH3的反應不完全，容易造成NH3逃逸；而溫度過高，NH3則容易被氧化為NO，抵消了NH3的脫硝效果。溫度過高或過低都會導致還原劑損失和NOx脫除率下降。

3脫硝系統投運后運行情況及出現的問題

3.1空預器嚴重堵塞運行中無法處理

該廠脫硝系統投入SNCR系統后，空預器堵塞嚴重，運行不到兩月機組因空預器堵塞無法繼續運行。同類型機組運行情況，所發生的問題基本相同，尤其是投入SNCR后，空預器堵塞情況更加嚴重。因管式空預器布置在煙道內部，從外面無法疏通，只能停爐處理。停爐后發現右側中溫段臥式空預器管排基本堵死。

3.2投入SNCR系統后，SCR入口氮氧化物兩側偏差較大

剛開始投入SNCR時，SCR入口左側氮氧化物含量大于右側約200mg/Nm3，說明右側噴入尿素量較多，對旋轉切圓燃燒方式鍋爐存在兩側偏差正常。

3.3尿素實際用量比理論用量明顯偏高

目前各廠氨逃逸率在線測量基本都不準確，只能通過尿素用量變化趨勢及計算理論消耗量綜合分析判斷尿素用量是否過量。該廠經過改造前后尿素用量對比，拋去超低排放影響，尿素用量比改造前高15%-20%。

3.4SNCR系統尿素用量增加值與氮氧化物降低值不成比例

一般認為SNCR系統多噴的尿素會流入到SCR系統繼續參與反應，在該廠實際運行中，增加SNCR系統尿素用量，SCR入口氮氧化物含量并不成比例下降，SCR反應器出口氮氧化物也不隨SNCR系統尿素增加量成比例下降。也間接說明SNCR系統過噴的尿素到SCR系統只有少部分繼續參與反應。

4空預器堵塞原因分析

4.1正常運行尿素用量過大

分別測試甲、乙反應器出口的逃逸氨濃度，部分位置大大超過了3ppm的設計要求。甲、乙兩側的逃逸氨濃度大增加了空預器積灰堵塞以及腐蝕風險，嚴重影響了機組的安全穩定運行。同時，通過氨逃逸測試結果，可以推斷出反應器內部存在煙氣短路或者催化劑失活情況。但為保證環保指標要求，電廠不得不繼續采取加大噴氨量的方法來降低氮氧化物的排放，長期運行后形成了惡性循環。造成尿素用量大的原因一是傳統觀念過多使用還原效率較低的SNCR系統，二是制粉系統磨煤機空煤等變工況造成氮氧化物瞬時超標不得不增大尿素用量。

4.2空預器布置影響

考慮到改造空間問題，中溫段空預器改為換熱效率較高的臥式空預器，因臥式布置管子背風面風速較低，大大增加了NH4HSO4的粘結幾率，停爐檢查也顯示中溫段空預器基本堵死。

4.3空預器管壁溫度較低

該廠中溫段空預器入口風溫大約在110℃左右，出口風溫低負荷只有150℃左右，NH4HSO4粘結物生成溫度就在150℃以下，這就大大增加了NH4HSO4粘結物的生成。

明晟環保憑借幾十年的化工經驗，以實體工業求發展，以低碳經濟、變廢為寶為理念，從根本上解決了高耗能和二次污染問題，使超低排放科技化、系統化。 

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