明晟環(huán)保氨法脫硫：超低排放下管式空預(yù)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(biāo)，在變工況運(yùn)行時(shí)各廠或多或少的存在尿素或氨過噴情況。如長時(shí)間過噴，煙氣側(cè)就會(huì)形成NH4HSO4粘結(jié)物附著在空預(yù)器表面，處理不及時(shí)或方法不得當(dāng)，空預(yù)器會(huì)部分堵死直至被迫停爐。目前管式空預(yù)器堵塞問題已成為各廠攻關(guān)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(huán)汽包爐、單爐膛、一次中間再熱、單鍋筒型結(jié)構(gòu)、四角切圓燃燒方式、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)架、懸吊結(jié)構(gòu)、半露天布置燃煤鍋爐，采用低氮氧化物燃燒技術(shù)，中溫段空預(yù)器采用臥式布置，高溫段和低溫段空預(yù)器為立式布置。

2脫硝系統(tǒng)簡介

2.1脫硝系統(tǒng)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(qū)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(yīng)。未參加反應(yīng)的氨氣逃逸至SCR反應(yīng)器，與SCR反應(yīng)器區(qū)的氨噴入系統(tǒng)噴入所需要的氨一起，在反應(yīng)器內(nèi)的催化劑催化下進(jìn)一步與煙氣中的NOx反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)SNCR＋SCR混合脫硝。

2.2脫硝SNCR工藝系統(tǒng)

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(yīng)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(yīng)溫度、NH3與NOx的化學(xué)計(jì)量比、混合程度、反應(yīng)時(shí)間等。SNCR工藝的溫度控制至關(guān)重要，若溫度過低，NH3的反應(yīng)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(huì)導(dǎo)致還原劑損失和NOx脫除率下降。

3脫硝系統(tǒng)投運(yùn)后運(yùn)行情況及出現(xiàn)的問題

3.1空預(yù)器嚴(yán)重堵塞運(yùn)行中無法處理

該廠脫硝系統(tǒng)投入SNCR系統(tǒng)后，空預(yù)器堵塞嚴(yán)重，運(yùn)行不到兩月機(jī)組因空預(yù)器堵塞無法繼續(xù)運(yùn)行。同類型機(jī)組運(yùn)行情況，所發(fā)生的問題基本相同，尤其是投入SNCR后，空預(yù)器堵塞情況更加嚴(yán)重。因管式空預(yù)器布置在煙道內(nèi)部，從外面無法疏通，只能停爐處理。停爐后發(fā)現(xiàn)右側(cè)中溫段臥式空預(yù)器管排基本堵死。

3.2投入SNCR系統(tǒng)后，SCR入口氮氧化物兩側(cè)偏差較大

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

3.3尿素實(shí)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(zhǔn)確，只能通過尿素用量變化趨勢及計(jì)算理論消耗量綜合分析判斷尿素用量是否過量。該廠經(jīng)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(tǒng)尿素用量增加值與氮氧化物降低值不成比例

一般認(rèn)為SNCR系統(tǒng)多噴的尿素會(huì)流入到SCR系統(tǒng)繼續(xù)參與反應(yīng)，在該廠實(shí)際運(yùn)行中，增加SNCR系統(tǒng)尿素用量，SCR入口氮氧化物含量并不成比例下降，SCR反應(yīng)器出口氮氧化物也不隨SNCR系統(tǒng)尿素增加量成比例下降。也間接說明SNCR系統(tǒng)過噴的尿素到SCR系統(tǒng)只有少部分繼續(xù)參與反應(yīng)。

4空預(yù)器堵塞原因分析

4.1正常運(yùn)行尿素用量過大

分別測試甲、乙反應(yīng)器出口的逃逸氨濃度，部分位置大大超過了3ppm的設(shè)計(jì)要求。甲、乙兩側(cè)的逃逸氨濃度大增加了空預(yù)器積灰堵塞以及腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，通過氨逃逸測試結(jié)果，可以推斷出反應(yīng)器內(nèi)部存在煙氣短路或者催化劑失活情況。但為保證環(huán)保指標(biāo)要求，電廠不得不繼續(xù)采取加大噴氨量的方法來降低氮氧化物的排放，長期運(yùn)行后形成了惡性循環(huán)。造成尿素用量大的原因一是傳統(tǒng)觀念過多使用還原效率較低的SNCR系統(tǒng)，二是制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)空煤等變工況造成氮氧化物瞬時(shí)超標(biāo)不得不增大尿素用量。

4.2空預(yù)器布置影響

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

4.3空預(yù)器管壁溫度較低

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

明晟環(huán)保憑借幾十年的化工經(jīng)驗(yàn)，以實(shí)體工業(yè)求發(fā)展，以低碳經(jīng)濟(jì)、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(tǒng)化。 

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