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技術(shù)文章脫硝系統(tǒng)清灰問(wèn)題及解決方案
更新時(shí)間:2015-08-07 點(diǎn)擊次數(shù):5108次一 國(guó)內(nèi)主要應(yīng)用的脫硝方法
火電廠的脫硝控制技術(shù)方式一般有燃燒控制脫硝和煙氣脫硝等。煙氣脫硝技術(shù)按其作用原理不同,可分為吸收,吸附和催化還原等三類(lèi)。
催化還原法又根據(jù)是否采用催化劑分為選擇性催化還原法(簡(jiǎn)稱(chēng)SCR)和選擇性非催化還原法(簡(jiǎn)稱(chēng)SNCR)
選擇性催化還原法(SCR),具有對(duì)爐膛影響小,脫硝效率高,氨逃逸率低等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用,是目前用于固定源NOx治理的一種的脫硝工藝。
二 SCR反應(yīng)器的布置方式
高灰分煙氣段布置(高溫高塵)
高灰分煙氣段布置(高溫高塵)是將SCR反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器之間,從省煤器來(lái)的煙氣溫度一般在300-400℃。這個(gè)溫度范圍內(nèi)多數(shù)催化劑具有足夠的活性,煙氣在進(jìn)入催化反應(yīng)器之前不需要再熱就可獲得好的脫硝效果。目前,絕大多數(shù)燃煤電廠SCR裝置都是采用這一方式布置的,也因此使得進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi)的煙氣灰分含量特別高。
三 脫硝系統(tǒng)存在的問(wèn)題
由于燃煤電廠煙氣中的飛灰含量普遍較高,煙氣進(jìn)入SCR反應(yīng)器后,在反應(yīng)器的進(jìn)出口,催化劑表面,內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面會(huì)產(chǎn)生不同程度的積灰。積灰的危害主要表現(xiàn)在降低催化劑效能,阻滯煙氣流通,增加反應(yīng)器重量以及系統(tǒng)阻力等。
1 飛灰附著在催化劑的表面,飛灰中的CaO與SO3反應(yīng)生成CaSO4,催化劑表面被CaSO4包圍,將催化劑與煙氣隔絕開(kāi),阻止了反應(yīng)物向催化劑表面及內(nèi)部擴(kuò)散,使催化劑的效能下降。
2 飛灰附著在反應(yīng)器內(nèi)部的其他結(jié)構(gòu)上,時(shí)間久了結(jié)為塊狀,降落在催化劑上,會(huì)堵塞催化劑表面的小孔,引起催化劑鈍化,同樣影響催化劑效能的發(fā)揮,同時(shí)阻礙了煙氣的流通。
3 SCR反應(yīng)器內(nèi)積灰會(huì)增加反應(yīng)器重量及系統(tǒng)中壓力阻力,系統(tǒng)阻力增大對(duì)后續(xù)空預(yù)器及除塵器將產(chǎn)生不利影響,使除塵器運(yùn)行組里相應(yīng)增大,風(fēng)機(jī)功耗增大。
4 積灰的清除耗費(fèi)不必要的維修人力及材料費(fèi)用,造成生產(chǎn)停工周期延長(zhǎng),以及兩次檢修之間的運(yùn)行時(shí)間縮短等問(wèn)題。
因此,為防止SCR反應(yīng)器內(nèi)積灰,需采取有效的清灰方式。
四 催化劑種類(lèi)及清灰方式
脫硝催化劑是SCR脫硝工藝中的核心技術(shù),也是整個(gè)脫硝裝置中zui關(guān)鍵的部件,催化劑的使用效果及壽命是保證整個(gè)SCR系統(tǒng)脫硝性能的基礎(chǔ)。目前火電機(jī)組脫硝裝置應(yīng)用zui多的SCR催化劑主要分為蜂窩式,板式,波紋板式三種。
不論SCR催化劑是蜂窩式或板式,波紋狀,其成分都基本相似,在實(shí)際的SCR裝置運(yùn)行中,都存在由于煙氣中堿金屬與催化劑的燒結(jié),催化劑孔的堵塞,催化劑的腐蝕,水蒸氣的凝結(jié),灰塵的沉積造成催化劑活性降低,甚至失效,都需要可靠的清灰措施,需要安裝清灰設(shè)備來(lái)從根本上解決問(wèn)題。
目前,SCR裝置中主要有2種清灰方式,一種是蒸汽吹灰,一種是聲波清灰。蒸汽吹灰器一般為靶式吹灰器,由電機(jī)帶動(dòng)可伸縮,介質(zhì)為高壓蒸汽。聲波清灰是通過(guò)發(fā)射低頻,高能聲波,在清灰過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)力,清除設(shè)備積灰。
五 脫硝聲波清灰器的技術(shù)特點(diǎn)
針對(duì)脫硝反應(yīng)器開(kāi)發(fā)的聲波清灰器可使堆積在催化劑表面的粉塵松脫,這樣氣流就可以將粉塵帶走。其聲波頻率遠(yuǎn)高于設(shè)備結(jié)構(gòu)的共振頻率,也不會(huì)損害催化劑,經(jīng)常開(kāi)啟聲波清灰裝置,可以使催化劑免于堵塞,通過(guò)合理安排聲波清灰的周期,灰量處于穩(wěn)定的低水平,其技術(shù)特點(diǎn)如下:
1.聲波清灰是預(yù)防性的清灰方式,阻止灰渣在催化劑表面形成堆積,保持催化劑的連續(xù)清潔,zui大限度,的利用催化劑對(duì)脫硝反應(yīng)的催化活性。
2.聲波清灰對(duì)催化劑沒(méi)有任何的毒副作用,長(zhǎng)期的運(yùn)行不會(huì)對(duì)催化劑造成影響,且沒(méi)有對(duì)催化劑發(fā)生腐蝕和堵塞的危險(xiǎn)。
3.聲波清灰器是非接觸式的清灰方式,對(duì)催化劑沒(méi)有磨損,可有效延長(zhǎng)催化劑的使用壽命,并降低SCR的維護(hù)成本。
4.設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,聲波一旦進(jìn)入SCR反應(yīng)器內(nèi),通過(guò)反射,繞射,透射,折射作用能自動(dòng)地傳播到需要清灰的空間部位,無(wú)需龐大復(fù)雜的伸縮,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),所以設(shè)備成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的除灰器。
5.運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。聲波清灰器沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件,設(shè)備本體為不銹鋼材質(zhì),使用壽命在30年以上,發(fā)生器的鈦金屬膜片使用壽命一般都在5年以上。
6.對(duì)設(shè)備和人體健康安全無(wú)傷害。聲波頻率段避開(kāi)了SCR反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)頻率,因聲波激勵(lì)而產(chǎn)生的設(shè)備結(jié)構(gòu)振動(dòng)很小,不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損。