岳春妹++陸駿超+陳睿
摘要: 主要針對某電廠采用尿素熱解制氨工藝中出現(xiàn)的熱解爐堵塞結(jié)垢的原因進行分析,并提出了解決方法.通過對熱解室內(nèi)沉積物成分進行分析,可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.為了防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物造成堵塞,需要適當提高熱解室頂部引入的高溫熱空氣溫度,使熱解室內(nèi)各部位溫度保持在360℃以上,尤其是噴嘴和熱解室下部出口段溫度較低的部位.研究可為其它電廠脫硝系統(tǒng)運行提供參考.
關(guān)鍵詞:脫硝; 尿素熱解; 結(jié)垢; 堵塞
中圖分類號: X 701文獻標志碼: A
選擇性催化還原(Selective catalytic reduction,SCR)煙氣脫硝技術(shù)[1]在上世紀80年代初被用于電廠燃煤鍋爐低塵與高塵環(huán)境,80年代中后期在歐洲開始商業(yè)推廣.目前,世界上脫硝裝置中應用最多的還原劑有3種:液氨、氨水和尿素.火電廠SCR脫硝裝置一般在選擇還原劑時主要考慮的因素有:運輸過程和儲存是否安全;一旦發(fā)生泄漏事故可能會造成的影響(包括經(jīng)濟影響、環(huán)境污染和公眾健康等);操作許可的批復、占地、投資和系統(tǒng)運行費用等[2].從固定投資(包括征地與系統(tǒng)投資)來看,氨水、尿素制氨的氨區(qū)建設(shè)初期投資最高,液氨最低;從占地情況考慮,液氨和氨水系統(tǒng)的占地面積最大,尿素系統(tǒng)最小;從經(jīng)濟性來看,液氨最好,尿素次之,氨水最差;從安全性來考量,尿素在運輸、儲存和使用中最為安全,氨水次之,液氨最差.
上海某電廠采用SCR脫硝,并采用尿素熱解制氨工藝.正常運行半年后發(fā)現(xiàn)尿素熱解系統(tǒng)的一次風流量低于報警值,進而導致整個脫硝系統(tǒng)停運.脫硝系統(tǒng)停運后,檢修人員將所有噴槍拆下進行檢查,未發(fā)現(xiàn)噴槍、噴嘴有堵塞,但通過觀察噴槍孔發(fā)現(xiàn),在噴嘴下部約0.5 m位置有沉積物,通過敲打后掉落.打開熱解室下部錐體后發(fā)現(xiàn)大量白色結(jié)垢產(chǎn)物將熱解室下部錐管段堵塞.
1尿素熱解制氨工藝簡介
尿素又稱脲,分子式為CO(NH2)2,熔點為132.7℃.因為尿素對熱不穩(wěn)定,加熱至150~160℃將脫氨形成縮二脲,若迅速加熱將完全分解為氨氣和二氧化碳[3].
熱解室內(nèi)主要反應式為
該電廠尿素熱解制氨工藝為:用水將固體尿素配制成質(zhì)量分數(shù)為50%的尿素溶液(需要外部加熱),然后經(jīng)過給料泵、計量與分配裝置、霧化噴嘴等進入絕熱分解室.熱解室的熱源來自空氣預熱器二次風抽氣后經(jīng)加熱器升溫至350℃的空氣,從熱解室頂部輸入,底部排出.霧化后的尿素液滴與熱空氣充分接觸,尿素受熱分解生成NH3和CO2.分解產(chǎn)物和空氣混合物由熱解室下部尾管排出,經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進入脫硝煙道.在催化劑作用下,NH3選擇性地與煙氣中的NO和NO2反應,生成N2和H2O,從而去除煙氣中的NOx,達到脫硝的目的.典型的尿素熱解制氨工藝流程如圖1所示,其中:MDM為計量分配模塊;HFD為高流量輸送循環(huán)模塊;PCV為背壓模塊;AIG為噴氨格柵.
2沉積物成分分析
熱解室內(nèi)沉積物堅硬,有氣孔,其宏觀形貌和電鏡圖如圖2所示.分別對沉積物進行化學成分檢測和XRF(X射線熒光光譜儀)元素分析.
2.1化學成分檢測
表1給出了沉積物化學成分檢測結(jié)果.從表1可知,熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機元素含量極低,其中:SiO2的質(zhì)量分數(shù)最高,也僅為1.33%;Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為0.45%;Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為0.21%,3項總和僅為1.99%.Si、Al、Fe的質(zhì)量分數(shù)可以直接反映飛灰的含量,因此可以排除飛灰沉積導致熱解室下部錐管堵塞的可能.
尿素分子式為CH4N2O,C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶2∶1.在高溫常壓(360~650℃,0.1 MPa)下迅速加熱尿素,C—N鍵斷裂分解生成NH3與CO2.尿素熱解過程一般分為室溫至190℃、190~250℃、250~360℃、360℃以上等4個階段,前3個階段尿素分解過程復雜并且產(chǎn)物眾多.
尿素在190℃以下熱解將脫氨并產(chǎn)生縮二脲(C2H5N3O2),C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1.5∶1.縮二脲在190~250℃時開始分解,生成三聚氰酸(C3H3N3O3)、三聚氰胺(C3H6N6)、三聚氰酸一酰胺(C3H4N4O2)、三聚氰酸二酰胺(C3H5N5O)等.
尿素若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸.三聚氰酸的C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1∶1.三聚氰酸加熱時不熔化,約在330~360℃以上解聚為氰酸(CHNO),氰酸水解生成氨和二氧化碳.
因此,根據(jù)C、N、O物質(zhì)的量之比推斷,熱解室內(nèi)沉積物主要成分應為三聚氰酸和三聚氰胺等,可能還含有縮二脲.
3沉積物堵塞原因分析
通過對熱解室內(nèi)沉積物檢測結(jié)果的初步分析,可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.導致尿素分解不完全的原因可能為:
(1) 熱解室內(nèi)溫度低.溫度越高,尿素分解越徹底.如果熱解室內(nèi)溫度達不到360℃以上,尿素分解不完全就會產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸、三聚氰胺等中間聚合物并逐步堵塞熱解室下部錐管.
(2) 噴嘴霧化效果差.噴嘴霧化效果差會造成尿素液滴過大,在設(shè)計停留時間內(nèi)尿素分解不完全,從而生成中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁并逐步堵塞下部錐管.
4結(jié)論與建議
(1) 從化學成分檢測結(jié)果可知,熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機元素含量極低,SiO2、Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)3項總和僅為1.99%,因此排除了飛灰沉積導致熱解室下部錐管沉積堵塞的可能.
(2) 從XRF元素分析結(jié)果可知,熱解室內(nèi)沉積物粉體致密,C、N、O物質(zhì)的量之比約為1∶1.5∶1.1,據(jù)此推斷沉積物中主要成分應為三聚氰酸和三聚氰胺等,可能還含有縮二脲.
(3) 如果尿素分解不完全,就會產(chǎn)生大量中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁和下部錐管段并造成堵塞.導致尿素分解不完全的原因可能是熱解室內(nèi)溫度低或噴嘴霧化效果差.
綜上所述,要防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物發(fā)生堵塞,需適當提高熱解室頂部引入的高溫熱空氣溫度,使熱解室內(nèi)各部位溫度保持在360℃以上,尤其是噴嘴和熱解室下部出口溫度較低的部位.同時保溫也同等重要.該電廠熱解爐外部保溫措施得當,尿素輸液管做了保溫處理,但是噴嘴霧化壓縮空氣采用常溫空氣,影響了霧化液滴溫度,當冬季氣溫較低時應考慮提高煙氣溫度.另外,尿素水溶液霧化效果也是重要因素,霧滴偏大會影響氣化,延長液滴升溫時間.要觀察噴嘴霧化是否達到設(shè)計要求,不然要進行調(diào)試優(yōu)化.
參考文獻:
[1]孫克勤,鐘秦.火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.
[2]陳進生.火電廠煙氣脫硝技術(shù)——選擇性催化還原法[M].北京:中國電力出版社,2008.
[3]趙冬賢,劉紹培,吳曉峰,等.尿素熱解制氨技術(shù)在SCR脫硝中的應用[J].熱力發(fā)電,2009,38(8):6567.
摘要: 主要針對某電廠采用尿素熱解制氨工藝中出現(xiàn)的熱解爐堵塞結(jié)垢的原因進行分析,并提出了解決方法.通過對熱解室內(nèi)沉積物成分進行分析,可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.為了防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物造成堵塞,需要適當提高熱解室頂部引入的高溫熱空氣溫度,使熱解室內(nèi)各部位溫度保持在360℃以上,尤其是噴嘴和熱解室下部出口段溫度較低的部位.研究可為其它電廠脫硝系統(tǒng)運行提供參考.
關(guān)鍵詞:脫硝; 尿素熱解; 結(jié)垢; 堵塞
中圖分類號: X 701文獻標志碼: A
選擇性催化還原(Selective catalytic reduction,SCR)煙氣脫硝技術(shù)[1]在上世紀80年代初被用于電廠燃煤鍋爐低塵與高塵環(huán)境,80年代中后期在歐洲開始商業(yè)推廣.目前,世界上脫硝裝置中應用最多的還原劑有3種:液氨、氨水和尿素.火電廠SCR脫硝裝置一般在選擇還原劑時主要考慮的因素有:運輸過程和儲存是否安全;一旦發(fā)生泄漏事故可能會造成的影響(包括經(jīng)濟影響、環(huán)境污染和公眾健康等);操作許可的批復、占地、投資和系統(tǒng)運行費用等[2].從固定投資(包括征地與系統(tǒng)投資)來看,氨水、尿素制氨的氨區(qū)建設(shè)初期投資最高,液氨最低;從占地情況考慮,液氨和氨水系統(tǒng)的占地面積最大,尿素系統(tǒng)最??;從經(jīng)濟性來看,液氨最好,尿素次之,氨水最差;從安全性來考量,尿素在運輸、儲存和使用中最為安全,氨水次之,液氨最差.
上海某電廠采用SCR脫硝,并采用尿素熱解制氨工藝.正常運行半年后發(fā)現(xiàn)尿素熱解系統(tǒng)的一次風流量低于報警值,進而導致整個脫硝系統(tǒng)停運.脫硝系統(tǒng)停運后,檢修人員將所有噴槍拆下進行檢查,未發(fā)現(xiàn)噴槍、噴嘴有堵塞,但通過觀察噴槍孔發(fā)現(xiàn),在噴嘴下部約0.5 m位置有沉積物,通過敲打后掉落.打開熱解室下部錐體后發(fā)現(xiàn)大量白色結(jié)垢產(chǎn)物將熱解室下部錐管段堵塞.
1尿素熱解制氨工藝簡介
尿素又稱脲,分子式為CO(NH2)2,熔點為132.7℃.因為尿素對熱不穩(wěn)定,加熱至150~160℃將脫氨形成縮二脲,若迅速加熱將完全分解為氨氣和二氧化碳[3].
熱解室內(nèi)主要反應式為
該電廠尿素熱解制氨工藝為:用水將固體尿素配制成質(zhì)量分數(shù)為50%的尿素溶液(需要外部加熱),然后經(jīng)過給料泵、計量與分配裝置、霧化噴嘴等進入絕熱分解室.熱解室的熱源來自空氣預熱器二次風抽氣后經(jīng)加熱器升溫至350℃的空氣,從熱解室頂部輸入,底部排出.霧化后的尿素液滴與熱空氣充分接觸,尿素受熱分解生成NH3和CO2.分解產(chǎn)物和空氣混合物由熱解室下部尾管排出,經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進入脫硝煙道.在催化劑作用下,NH3選擇性地與煙氣中的NO和NO2反應,生成N2和H2O,從而去除煙氣中的NOx,達到脫硝的目的.典型的尿素熱解制氨工藝流程如圖1所示,其中:MDM為計量分配模塊;HFD為高流量輸送循環(huán)模塊;PCV為背壓模塊;AIG為噴氨格柵.
2沉積物成分分析
熱解室內(nèi)沉積物堅硬,有氣孔,其宏觀形貌和電鏡圖如圖2所示.分別對沉積物進行化學成分檢測和XRF(X射線熒光光譜儀)元素分析.
2.1化學成分檢測
表1給出了沉積物化學成分檢測結(jié)果.從表1可知,熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機元素含量極低,其中:SiO2的質(zhì)量分數(shù)最高,也僅為1.33%;Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為0.45%;Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為0.21%,3項總和僅為1.99%.Si、Al、Fe的質(zhì)量分數(shù)可以直接反映飛灰的含量,因此可以排除飛灰沉積導致熱解室下部錐管堵塞的可能.
尿素分子式為CH4N2O,C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶2∶1.在高溫常壓(360~650℃,0.1 MPa)下迅速加熱尿素,C—N鍵斷裂分解生成NH3與CO2.尿素熱解過程一般分為室溫至190℃、190~250℃、250~360℃、360℃以上等4個階段,前3個階段尿素分解過程復雜并且產(chǎn)物眾多.
尿素在190℃以下熱解將脫氨并產(chǎn)生縮二脲(C2H5N3O2),C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1.5∶1.縮二脲在190~250℃時開始分解,生成三聚氰酸(C3H3N3O3)、三聚氰胺(C3H6N6)、三聚氰酸一酰胺(C3H4N4O2)、三聚氰酸二酰胺(C3H5N5O)等.
尿素若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸.三聚氰酸的C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1∶1.三聚氰酸加熱時不熔化,約在330~360℃以上解聚為氰酸(CHNO),氰酸水解生成氨和二氧化碳.
因此,根據(jù)C、N、O物質(zhì)的量之比推斷,熱解室內(nèi)沉積物主要成分應為三聚氰酸和三聚氰胺等,可能還含有縮二脲.
3沉積物堵塞原因分析
通過對熱解室內(nèi)沉積物檢測結(jié)果的初步分析,可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.導致尿素分解不完全的原因可能為:
(1) 熱解室內(nèi)溫度低.溫度越高,尿素分解越徹底.如果熱解室內(nèi)溫度達不到360℃以上,尿素分解不完全就會產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸、三聚氰胺等中間聚合物并逐步堵塞熱解室下部錐管.
(2) 噴嘴霧化效果差.噴嘴霧化效果差會造成尿素液滴過大,在設(shè)計停留時間內(nèi)尿素分解不完全,從而生成中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁并逐步堵塞下部錐管.
4結(jié)論與建議
(1) 從化學成分檢測結(jié)果可知,熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機元素含量極低,SiO2、Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)3項總和僅為1.99%,因此排除了飛灰沉積導致熱解室下部錐管沉積堵塞的可能.
(2) 從XRF元素分析結(jié)果可知,熱解室內(nèi)沉積物粉體致密,C、N、O物質(zhì)的量之比約為1∶1.5∶1.1,據(jù)此推斷沉積物中主要成分應為三聚氰酸和三聚氰胺等,可能還含有縮二脲.
(3) 如果尿素分解不完全,就會產(chǎn)生大量中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁和下部錐管段并造成堵塞.導致尿素分解不完全的原因可能是熱解室內(nèi)溫度低或噴嘴霧化效果差.
綜上所述,要防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物發(fā)生堵塞,需適當提高熱解室頂部引入的高溫熱空氣溫度,使熱解室內(nèi)各部位溫度保持在360℃以上,尤其是噴嘴和熱解室下部出口溫度較低的部位.同時保溫也同等重要.該電廠熱解爐外部保溫措施得當,尿素輸液管做了保溫處理,但是噴嘴霧化壓縮空氣采用常溫空氣,影響了霧化液滴溫度,當冬季氣溫較低時應考慮提高煙氣溫度.另外,尿素水溶液霧化效果也是重要因素,霧滴偏大會影響氣化,延長液滴升溫時間.要觀察噴嘴霧化是否達到設(shè)計要求,不然要進行調(diào)試優(yōu)化.
參考文獻:
[1]孫克勤,鐘秦.火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.
[2]陳進生.火電廠煙氣脫硝技術(shù)——選擇性催化還原法[M].北京:中國電力出版社,2008.
[3]趙冬賢,劉紹培,吳曉峰,等.尿素熱解制氨技術(shù)在SCR脫硝中的應用[J].熱力發(fā)電,2009,38(8):6567.
摘要: 主要針對某電廠采用尿素熱解制氨工藝中出現(xiàn)的熱解爐堵塞結(jié)垢的原因進行分析,并提出了解決方法.通過對熱解室內(nèi)沉積物成分進行分析,可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.為了防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物造成堵塞,需要適當提高熱解室頂部引入的高溫熱空氣溫度,使熱解室內(nèi)各部位溫度保持在360℃以上,尤其是噴嘴和熱解室下部出口段溫度較低的部位.研究可為其它電廠脫硝系統(tǒng)運行提供參考.
關(guān)鍵詞:脫硝; 尿素熱解; 結(jié)垢; 堵塞
中圖分類號: X 701文獻標志碼: A
選擇性催化還原(Selective catalytic reduction,SCR)煙氣脫硝技術(shù)[1]在上世紀80年代初被用于電廠燃煤鍋爐低塵與高塵環(huán)境,80年代中后期在歐洲開始商業(yè)推廣.目前,世界上脫硝裝置中應用最多的還原劑有3種:液氨、氨水和尿素.火電廠SCR脫硝裝置一般在選擇還原劑時主要考慮的因素有:運輸過程和儲存是否安全;一旦發(fā)生泄漏事故可能會造成的影響(包括經(jīng)濟影響、環(huán)境污染和公眾健康等);操作許可的批復、占地、投資和系統(tǒng)運行費用等[2].從固定投資(包括征地與系統(tǒng)投資)來看,氨水、尿素制氨的氨區(qū)建設(shè)初期投資最高,液氨最低;從占地情況考慮,液氨和氨水系統(tǒng)的占地面積最大,尿素系統(tǒng)最??;從經(jīng)濟性來看,液氨最好,尿素次之,氨水最差;從安全性來考量,尿素在運輸、儲存和使用中最為安全,氨水次之,液氨最差.
上海某電廠采用SCR脫硝,并采用尿素熱解制氨工藝.正常運行半年后發(fā)現(xiàn)尿素熱解系統(tǒng)的一次風流量低于報警值,進而導致整個脫硝系統(tǒng)停運.脫硝系統(tǒng)停運后,檢修人員將所有噴槍拆下進行檢查,未發(fā)現(xiàn)噴槍、噴嘴有堵塞,但通過觀察噴槍孔發(fā)現(xiàn),在噴嘴下部約0.5 m位置有沉積物,通過敲打后掉落.打開熱解室下部錐體后發(fā)現(xiàn)大量白色結(jié)垢產(chǎn)物將熱解室下部錐管段堵塞.
1尿素熱解制氨工藝簡介
尿素又稱脲,分子式為CO(NH2)2,熔點為132.7℃.因為尿素對熱不穩(wěn)定,加熱至150~160℃將脫氨形成縮二脲,若迅速加熱將完全分解為氨氣和二氧化碳[3].
熱解室內(nèi)主要反應式為
該電廠尿素熱解制氨工藝為:用水將固體尿素配制成質(zhì)量分數(shù)為50%的尿素溶液(需要外部加熱),然后經(jīng)過給料泵、計量與分配裝置、霧化噴嘴等進入絕熱分解室.熱解室的熱源來自空氣預熱器二次風抽氣后經(jīng)加熱器升溫至350℃的空氣,從熱解室頂部輸入,底部排出.霧化后的尿素液滴與熱空氣充分接觸,尿素受熱分解生成NH3和CO2.分解產(chǎn)物和空氣混合物由熱解室下部尾管排出,經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進入脫硝煙道.在催化劑作用下,NH3選擇性地與煙氣中的NO和NO2反應,生成N2和H2O,從而去除煙氣中的NOx,達到脫硝的目的.典型的尿素熱解制氨工藝流程如圖1所示,其中:MDM為計量分配模塊;HFD為高流量輸送循環(huán)模塊;PCV為背壓模塊;AIG為噴氨格柵.
2沉積物成分分析
熱解室內(nèi)沉積物堅硬,有氣孔,其宏觀形貌和電鏡圖如圖2所示.分別對沉積物進行化學成分檢測和XRF(X射線熒光光譜儀)元素分析.
2.1化學成分檢測
表1給出了沉積物化學成分檢測結(jié)果.從表1可知,熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機元素含量極低,其中:SiO2的質(zhì)量分數(shù)最高,也僅為1.33%;Al2O3的質(zhì)量分數(shù)為0.45%;Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)為0.21%,3項總和僅為1.99%.Si、Al、Fe的質(zhì)量分數(shù)可以直接反映飛灰的含量,因此可以排除飛灰沉積導致熱解室下部錐管堵塞的可能.
尿素分子式為CH4N2O,C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶2∶1.在高溫常壓(360~650℃,0.1 MPa)下迅速加熱尿素,C—N鍵斷裂分解生成NH3與CO2.尿素熱解過程一般分為室溫至190℃、190~250℃、250~360℃、360℃以上等4個階段,前3個階段尿素分解過程復雜并且產(chǎn)物眾多.
尿素在190℃以下熱解將脫氨并產(chǎn)生縮二脲(C2H5N3O2),C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1.5∶1.縮二脲在190~250℃時開始分解,生成三聚氰酸(C3H3N3O3)、三聚氰胺(C3H6N6)、三聚氰酸一酰胺(C3H4N4O2)、三聚氰酸二酰胺(C3H5N5O)等.
尿素若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸.三聚氰酸的C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1∶1.三聚氰酸加熱時不熔化,約在330~360℃以上解聚為氰酸(CHNO),氰酸水解生成氨和二氧化碳.
因此,根據(jù)C、N、O物質(zhì)的量之比推斷,熱解室內(nèi)沉積物主要成分應為三聚氰酸和三聚氰胺等,可能還含有縮二脲.
3沉積物堵塞原因分析
通過對熱解室內(nèi)沉積物檢測結(jié)果的初步分析,可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.導致尿素分解不完全的原因可能為:
(1) 熱解室內(nèi)溫度低.溫度越高,尿素分解越徹底.如果熱解室內(nèi)溫度達不到360℃以上,尿素分解不完全就會產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸、三聚氰胺等中間聚合物并逐步堵塞熱解室下部錐管.
(2) 噴嘴霧化效果差.噴嘴霧化效果差會造成尿素液滴過大,在設(shè)計停留時間內(nèi)尿素分解不完全,從而生成中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁并逐步堵塞下部錐管.
4結(jié)論與建議
(1) 從化學成分檢測結(jié)果可知,熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機元素含量極低,SiO2、Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)3項總和僅為1.99%,因此排除了飛灰沉積導致熱解室下部錐管沉積堵塞的可能.
(2) 從XRF元素分析結(jié)果可知,熱解室內(nèi)沉積物粉體致密,C、N、O物質(zhì)的量之比約為1∶1.5∶1.1,據(jù)此推斷沉積物中主要成分應為三聚氰酸和三聚氰胺等,可能還含有縮二脲.
(3) 如果尿素分解不完全,就會產(chǎn)生大量中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁和下部錐管段并造成堵塞.導致尿素分解不完全的原因可能是熱解室內(nèi)溫度低或噴嘴霧化效果差.
綜上所述,要防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物發(fā)生堵塞,需適當提高熱解室頂部引入的高溫熱空氣溫度,使熱解室內(nèi)各部位溫度保持在360℃以上,尤其是噴嘴和熱解室下部出口溫度較低的部位.同時保溫也同等重要.該電廠熱解爐外部保溫措施得當,尿素輸液管做了保溫處理,但是噴嘴霧化壓縮空氣采用常溫空氣,影響了霧化液滴溫度,當冬季氣溫較低時應考慮提高煙氣溫度.另外,尿素水溶液霧化效果也是重要因素,霧滴偏大會影響氣化,延長液滴升溫時間.要觀察噴嘴霧化是否達到設(shè)計要求,不然要進行調(diào)試優(yōu)化.
參考文獻:
[1]孫克勤,鐘秦.火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2007.
[2]陳進生.火電廠煙氣脫硝技術(shù)——選擇性催化還原法[M].北京:中國電力出版社,2008.
[3]趙冬賢,劉紹培,吳曉峰,等.尿素熱解制氨技術(shù)在SCR脫硝中的應用[J].熱力發(fā)電,2009,38(8):6567.