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(cè)就會形成NH4HSO4粘結(jié)物附著在空預(yù)器表面，處理不及時或方法不得當(dāng)，空預(yù)器會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)的催化劑催化下進一步與煙氣中的NOx反應(yīng)，從而實現(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)計量比、混合程度、反應(yīng)時間等。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導(dǎo)致還原劑損失和NOx脫除率下降。

3脫硝系統(tǒng)投運后運行情況及出現(xiàn)的問題

3.1空預(yù)器嚴(yán)重堵塞運行中無法處理

該廠脫硝系統(tǒng)投入SNCR系統(tǒng)后，空預(yù)器堵塞嚴(yán)重，運行不到兩月機組因空預(yù)器堵塞無法繼續(xù)運行。同類型機組運行情況，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，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)多噴的尿素會流入到SCR系統(tǒng)繼續(xù)參與反應(yīng)，在該廠實際運行中，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，嚴(yán)重影響了機組的安全穩(wěn)定運行。同時，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)磨煤機空煤等變工況造成氮氧化物瞬時超標(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，以實體工業(yè)求發(fā)展，以低碳經(jīng)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(tǒng)化。 

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