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电厂锅炉脱硝系统氨逃逸危害、影响因素及运行调整

发布时间:2020/07/01 | 关注:307

当前国家对环境保护提出了超低排放标准,大多数的火力发电厂采用烟气脱硝装置来减少NOx气体的排放,脱硝所用的还原剂主要采用的是液氨或尿素分解出的氨气,所以在还原过程中不可避免的就会出现过多的还原剂剩余而带来的氨逃逸率,不仅给设备和机组带来了伤害,同时也会造成经济性上的影响。

一、氨逃逸的危害

1.对空气预热器的危害

脱硝出口烟气中的氨和SO3反应生成NH4HSO4和(NH42SO4,而NH4HSO4具有较高的粘附性,过量的尿素在反应时,将产生亚硫酸氢铵,是一种腐蚀性,像焦油一样的固体,将堵塞空气预热器,腐蚀污染蓄热元件表面,造成空气预热器的腐蚀、堵塞和积灰,使机组运行周期减短,增大维护量,增加运行成本。

2.对布袋除尘器的影响

脱硝装置出口烟气中的剩余氨和SO3反应生成的NH4HSO4粘附在布袋除尘器的布袋上,堵塞布袋,使布袋差压增大,影响除尘效果,增大引风机电耗,严重时损坏布袋。引风机出力的增加带来了厂用电率的增加,高负荷时出力的不足造成负荷上的限制,影响机组效益。同时可能造成引风机发生的失速喘振问题,这不仅给风机本身带来伤害,也增加了机组运行的不安全性,降低了经济效益。

3.脱硝尿素耗量增大,降低脱硝装置经济性。

经验表明氨逃逸在6ppm左右时,尿素用量增大30%,增加了电厂运行成本,降低了运行的经济性。

4.堵塞催化剂,降低催化剂活性

硫酸氢铵在低温下还具有吸湿性,当从烟气中吸水会对设备造成腐蚀,如果它在低温催化剂上形成,会造成催化剂部分堵塞,增大催化剂压降或是造成催化剂失效,降低催化剂的活性,进而使氨逃逸进一步增大,形成恶性循环。

5.剩余氨气排到大气中造成大气的二次污染

尽管氨可以用于阻止NOx的排放,但氨本身的排放远不环保,其在烟气中的颗粒污染物则会引起人体的呼吸系统病变。同时也会带来环保指标不合格的大问题,给机组运行带来了不确定性,影响机组的经济效益。

二、影响SCR装置脱硝装置氨逃逸的原因分析

1.脱硝催化剂老化失活

SCR烟气脱硝系统所使用的催化剂SCR反应器脱硝效率的关键,同时还与脱硝设备的可靠性紧密相关。影响催化剂活性的因素很多,化学因素有砷中毒、碱金属中毒、重金属中毒等,物理因素有催化剂的冲蚀、堵塞、高温烧结等。

2.烟气温度

由于锅炉运行中不同时间、不同负荷段烟气参数状态不同,烟气流速、烟气中NOx含量在烟道中分布也不尽相同。在AIG各支管喷氨流量均匀的情况下,脱硝反应器出口NOx浓度和剩余NH3浓度分布也不尽相同。此在一定程度上增大了剩余氨,增加了氨逃逸。

3.SCR脱硝反应区催化剂堵塞

SCR脱硝反应区催化剂处在高浓度的粉尘区域,烟气通过催化剂时不可避免要遗留部分粉尘,加上脱硝装置氨和SO3反应生成的NH4HSO4粘附催化剂上,进一步增大了催化剂的阻力,是催化剂通道堵塞,减少了烟气与催化剂的接触面积,使烟气中的剩余氨气进一步增加。

4.尿素热解风温度偏低、风量偏小

尿素溶液在进入反应器前要经过热风雾化分解,我厂热风来源为热一次风母管来的大于300℃的热一次风经过电加热器加热到350℃以后在热解炉中对尿素溶液进行雾化分解,但是因为负荷、电加热器问题造成热风温度偏低。尿素热解炉出口风温一般控制在330420℃,如低于330℃,尿素热解效果就会大大降低,颗粒尿素随热解风进入烟气,从而增大了氨逃逸。

5.自动调节品质

喷氨的自动调节方式在很大程度上影响氨逃逸的大小,调节速度过慢,氮氧化物含量达不到要求,造成超排;调节速度过快则氨逃逸增大。

6.燃烧影响

氮氧化物的生成在很大上决定于燃烧调整,不同的燃烧氧量、磨煤机的组合方式、二次风门的开度、SOFA风门的开度、一次风粉浓度等影响着氮氧化物的生成,生成的氮氧化物越少,喷氨量则越少,相应氨逃逸也越少。

三、降低SCR脱硝装置氨逃逸采取措施

1.消除烟气流量不均造成氨逃逸的增大

定期测试脱硝反应器出口NOx浓度和剩余NH3浓度分布,及时调整AIG各支管喷氨流量,使烟气中NOx分布和喷入的NH3浓度相匹配,消除由于烟气流量不均造成氨逃逸的增大。

2.保持催化剂的清洁

保持催化剂的清洁,保证催化剂的活度,消除烟气通过脱硝催化剂时遗留的粉尘,是降低氨逃逸的根本措施。运行中要采取合理的吹灰制度,保证声波吹灰和蒸汽吹灰的有效投入。

3.燃烧调整

合理调整燃烧,维持合适氧量,保持一定的SOFA风量,尽量采用下层磨煤机组合,保持较大的一次风粉浓度,适当向下摆动燃烧器,延长火焰长度,减小NOx的生成,从而降低氨逃逸。

4.优化喷氨调节品质

根据锅炉燃烧特性,及时优化喷氨调节品质,在满足排放要求的同时尽量减小氨逃逸。

5.烟气温度

通过系统改造或提高机组负荷,保持烟气温度在300420℃,从而保证NH3还原NOx的最佳反应氛围。

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文章关键词: 脱硝,氨逃逸
 
 
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