摘 要：燃煤電廠在發(fā)電過(guò)程中排出的廢氣中含有氨氣和二氧化氮等有毒氣體，現(xiàn)如今，燃煤電廠處理煙氣所使用的煙氣脫硝技術(shù)主要是SCR即選擇性催化還原法。在火電廠加裝SCR裝置能夠有效的凈化廢氣，可是在煙氣進(jìn)行脫硝時(shí)容易產(chǎn)生空氣預(yù)熱器堵塞的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為在SCR脫硝過(guò)程中存在局部噴氨過(guò)量導(dǎo)致大量氨氣逃逸現(xiàn)象，從而造成了在空氣預(yù)熱器的冷段部分硫酸氫胺結(jié)晶堵塞，使得空預(yù)器的運(yùn)行效果達(dá)不到預(yù)期。本文通過(guò)介紹SCR的脫硝原理，對(duì)于空預(yù)器堵塞問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并給出了相應(yīng)的對(duì)策以供參考。

關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器；脫銷；堵塞

中圖分類號(hào)：TK223.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）26-0256-01

引 言

隨著大眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)家節(jié)能減排工作的大力開(kāi)展，應(yīng)新版《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，火電廠廢氣中的NOx排放限值低至了100mg/m3。目前這些燃煤企業(yè)大部分都安裝了SCR脫硝系統(tǒng)，而此種脫硝方式在實(shí)際工作過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)氨氣凈化不完全，部分氨氣逃逸與空預(yù)器中的SO3發(fā)生反應(yīng)生成硫酸氫胺，而硫酸氫胺吸附空氣中的煙塵，形成較大的堵塞物顆粒，造成空預(yù)器的堵塞，使得其運(yùn)行效果達(dá)不到預(yù)期，影響脫硝工作的正常運(yùn)行。

1 SCR系統(tǒng)的脫硝原理

SCR的脫硝系統(tǒng)的原理是將NH3等還原劑通過(guò)噴氨格柵噴入煙道中，在催化劑的作用下，還原劑會(huì)與廢氣中的NO和NO2等有毒氣體發(fā)生反應(yīng)，排出無(wú)害氣體，從而達(dá)到凈化廢氣的目的。其原理方程式如下：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O

4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O

2 空預(yù)器堵塞原因

2.1 堵塞原因分析

在SCR系統(tǒng)的脫硝過(guò)程中，廢氣中會(huì)有一部分SO2在催化劑的作用下形成SO3，轉(zhuǎn)化的量大概占總體SO2的1%，而隨著催化劑活性不斷升高，周圍環(huán)境溫度的提升，這個(gè)占比也會(huì)逐漸增加。

在SCR脫硝系統(tǒng)的工作過(guò)程中，還原劑不會(huì)完全與NOx發(fā)生反應(yīng)，從而一部分氨氣會(huì)逃逸，并且，影響氨逃逸的因素有很多，如：①催化劑活性不夠，使得氨氣不能夠完全反應(yīng)；②各個(gè)部分噴入的氨氣不均勻，使得氨氣有剩余；③設(shè)定的NH3/NOx摩爾比過(guò)大等等因素都會(huì)導(dǎo)致氨逃逸。而這部分的逃逸氨氣回去受催化劑影響形成的SO3發(fā)生化合反應(yīng)，生成容易吸附灰塵的硫酸氫胺，硫酸氫胺與鍋爐煙氣的飛灰結(jié)合形成沉積物，從而發(fā)生空預(yù)器堵塞。

2.2 堵塞物分析

空預(yù)器的堵塞部位主要是空預(yù)器管內(nèi)和中下級(jí)兩個(gè)部位的連接部位，通過(guò)取樣分析，發(fā)現(xiàn)堵塞物為結(jié)晶樣顆粒，并且結(jié)晶物成分的35%以上都是硫酸氫胺。

3 減輕空預(yù)器堵塞的措施

3.1 控制SO3生成量

燃煤電廠廢氣中的SO3生成的主要原因是由于在高溫并且氧濃度大的環(huán)境下，煤爐膛燃燒時(shí)間越久，產(chǎn)生廢氣停留的時(shí)間越長(zhǎng)，煙氣中SO3的濃度就越高。為了避免這種情況的發(fā)生，以及同時(shí)減少NOx等有害氣體的形成，一般采用的方法是低氧燃燒法，即降低氧氣濃度燃煤，這可以有效的降低SO3的產(chǎn)生。另一部分SO3來(lái)自于催化劑對(duì)于SO2催化作用，原理方程式如下：

V2O5+SO2=V2O4+SO3；

2SO2+O2+V2O4=2VOSO4；

2VOSO4=V2O5+SO2+SO3.

當(dāng)工廠利用V2O5來(lái)進(jìn)行催化作用時(shí)，需要注意釩的用量，將催化劑中釩的占比控制在1%的范圍內(nèi)就能夠有效的降低SO3的生成量。

3.2 控制氨逃逸量

控制氨逃逸量是最根本解決空預(yù)器堵塞的辦法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，廢氣中氨氣的體積分?jǐn)?shù)在1mL/m3以下時(shí)，SO3的生成率很低，產(chǎn)生的硫酸氫胺也很少，空預(yù)器會(huì)有輕微的堵塞情況，但不影響使用；而氨氣的體積分?jǐn)?shù)約為2mL/m3左右的時(shí)候，空預(yù)器使用一年就會(huì)堵塞嚴(yán)重。而氨氣的體積分?jǐn)?shù)大于3mL/m3，會(huì)產(chǎn)生很多的硫酸氫胺，造成空預(yù)器的阻塞程度增加到50%，這會(huì)嚴(yán)重的影響其使用情況。所以要想避免空預(yù)器堵塞情況的發(fā)生就要嚴(yán)格控制逃逸氨的濃度。

3.3 運(yùn)行溫度控制

SCR脫硝系統(tǒng)中催化劑活性的最佳溫度要大于320℃。所以如果在運(yùn)行過(guò)程中達(dá)不到320℃，催化劑的催化效果會(huì)達(dá)不到應(yīng)有的程度，使得裝置中的氨不能與廢棄中的有害氣體完全反應(yīng)，容易造成氨逃逸，所以，利用溫控裝置控制系統(tǒng)的運(yùn)行溫度也是預(yù)防空預(yù)器堵塞的手段之一。

3.4 空預(yù)器改造

（1）提高空預(yù)器低溫區(qū)材料質(zhì)量的需求。材料的選擇能夠有效的預(yù)防空預(yù)器的堵塞，尤其是在空預(yù)器的低溫區(qū)的材料選擇上要選擇一些抗腐蝕能力高、不易結(jié)露的材料。傳統(tǒng)的SCR脫硝裝置是由鋼材制成，而鋼材的抗腐蝕能力已經(jīng)不能夠滿足脫硝系統(tǒng)的需求，而最新研發(fā)的搪瓷管式空預(yù)器是一種新型材料的空預(yù)器，它采用了防腐新工藝，在鋼管上涂抹了一層特殊的無(wú)機(jī)瓷釉，具有防腐能力高，耐磨損等等特點(diǎn)，而且其表面經(jīng)過(guò)特殊加工，十分光滑不易積灰，而且便于清洗。在選擇此類空預(yù)器時(shí)需要注意選擇搪瓷層較厚且沒(méi)有裂紋的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，這樣才能夠?？疹A(yù)器的使用壽命；

（2）增加空預(yù)器表面的潔凈度。硫酸氫鈉的吸附能力能強(qiáng)，定期的清理空預(yù)器表面的灰塵，保持表面光滑可以預(yù)防堵塞物的產(chǎn)生。如果空預(yù)器上已經(jīng)存在部分堵塞物，在以往清灰的基礎(chǔ)上要采用高強(qiáng)度的高壓水流清洗和高壓蒸汽清洗，這樣可以達(dá)到氣液雙方清潔的效果；

（3）增強(qiáng)密閉性。如果空預(yù)器的密閉性能很差會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的傳熱效果不夠，環(huán)境溫度降低，催化劑的活性下降，從而產(chǎn)生更多的硫酸氫鈉堵塞空預(yù)器。最后，要定期的對(duì)空預(yù)器進(jìn)行檢修檢查，并對(duì)泄漏的空預(yù)器管束進(jìn)行盲堵，必要時(shí)更換新空預(yù)器。

4 結(jié) 語(yǔ)

發(fā)電廠為了提高廢氣的清潔程度達(dá)標(biāo)，一般會(huì)將NH3/NOx比重調(diào)整到稍大于1的狀態(tài)，因此氨逃逸的情況是不可避免的，所以為了防止空預(yù)器堵塞問(wèn)題的發(fā)生，我們可以通過(guò)控制SO3的生成量、控制系統(tǒng)運(yùn)行的溫度以及進(jìn)行空預(yù)器的改造等方法來(lái)進(jìn)行預(yù)防，從而使得SCR脫硝系統(tǒng)保持節(jié)能、高效的運(yùn)行狀態(tài)，促進(jìn)燃煤電廠的穩(wěn)步發(fā)展

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收稿日期：2018-8-6