发布时间:2023-04-18 22:34:03 来源:绿谷环保科技 浏览:

  目前、烟气脱硝主流技术工艺之一选择性催化还原发(SCR)应用十分广泛,被大量在建电厂选用。SCR脱硝装置脱硝效率可达85%以上,能满足严格的环保排放标准。若锅炉设计煤种燃烧后产生的烟气中NOx含量较高,SCR烟气脱硝装置可保证烟气脱硝效率,大大降低烟气NOx排放量。

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  SCR脱硝系统对锅炉经济性的影响

  1.脱硝装置介绍

  2014年河北龙山电厂2×600MW空冷燃煤机组实施烟气脱硝改造工程,采用选择性催化还原法(SCR)脱硝装置,每台锅炉配置2台SCR反应器。反应器内催化剂层按照两层,并预留一层设计,催化剂的型式采用蜂窝式。烟气系统安装位置是由锅炉尾部低温省煤器下部引出口引至SCR反应器本体入口、SCR反应器本体出口至回转式空预器入口之间的连接烟道。脱硝还原剂采用氨气(无水液氨制取),本工程配套建设氨站一座,包括液氨卸料、储存、蒸发及供应系统,满足两台机组脱硝需求。

  2.SCR脱硝技术原理

  “选择性催化剂还原烟气脱硝”技术,其主要化学反应如下:

  4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

  4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O

  其反应产物为对环境无害的水和氮气,但只有在800℃以上的条件下才具备足够的反应速度,工业应用时须安装相关反应的催化剂,在催化剂的作用下其反应温度降至400℃左右,SCR脱硝系统催化剂的工作温度是有一定范围的,温度过高(>450℃)时催化剂会加速老化;当温度在300℃左右时,在同一催化剂的作用下,另一副反应也会发生:

  2SO2+O2→2SO3

  NH3+H2O+SO3→NH4HSO4

  即生成氨盐,该物质粘性大,易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上,影响锅炉运行。因此,只有在催化剂环境的烟气温度在300-420℃之间时方允许喷射氨气进行脱硝。

  3.运行中SCR系统对锅炉的影响

  长期运行后发现机组送、引风机电流上涨、电耗增加,空预器二次风和烟气出入口压差变大,在50%-100%负荷工况下由正常0.5-1.1Kpa增长到1.5-2.2Kpa,排烟温度也有所增长。在加装了SCR脱硝装置以后实际运作中也对锅炉系统有其他的的影响,根据实际参数和运行情况总结如下:

  3.1SCR法脱硝对锅炉效率的影响。

  (1)安装SCR脱硝系统后锅炉的热量损失主要是烟气通过脱硝系统后烟温会降低6℃左右,对锅炉效率将会产生一定的影响。

  (2)造成空预器换热元件堵塞,排烟温度升高,增大引风机电耗。氨气和三氧化硫反应生成硫酸氢氨。硫酸氢氨在温度180~200℃的环境中的粘性物,因此在空预器高温段和低温段处烟气中的灰尘在该处容易和硫酸氢氨一块极易粘附于空预器换热面上,使空预器换热元件脏污,空预器的换热效果,是排烟温度升高,锅炉效率降低的主要原因。

  (3)空预器漏风率增大。烟气通过SCR脱硝系统以后的压降将增加800Pa左右,为了使炉膛内部压力平衡,吸风机的出力将有所增加,从而导致空预器内部烟气压力降低,使空预器风/烟压差增大,导致空预器漏风率增加,锅炉效率降低。

  3.2对烟道阻力的影响。

  SCR脱硝装置使烟气阻力增加800Pa左右,而且对蜂窝式催化剂容积积灰堵塞,且随着运行时间的增长,催化剂堵塞程度也越严重,将导致吸风机的电耗增加,现在设计的SCR脱硝系统均不设计旁路系统,如果催化剂堵塞严重,将直接影响锅炉的安全、稳定运行。

  3.3对空预器的影响。

  SCR脱硝装置对空预器的影响更为突出。主要原因是硫酸氢氨的腐蚀性和黏结性。硫酸氢氨于灰尘一起粘附在空预器的换热元件上,不仅降低换热效果,还将会在空预器的低温段产生低温腐蚀,同时造成空预器的积灰。SCR脱硝装置氨逃逸率一般设计为不大于3ppm,逃逸率超过设计值时将会造成大量的硫酸氢氨生成,致使空预器严重堵塞,这将造成吸风机电耗增加,一次风机母管压力波动大等情况。另外,燃用高硫煤时,烟气中SO3含量较高,空预器的低温段就可能有硫酸溶液凝结在换热元件上,造成空预器的低温腐蚀。

  烟气脱硝装置对锅炉运行会有哪些影响

  1、主要影响

  1.1锅炉热量损失增大

  安装SCR脱硝系统后,锅炉的热量损失主要是烟气通过脱硝系统后烟温会降低6℃左右,对锅炉效率将会产生一定的影响。

  1.2空预器换热元件堵塞,使排烟温度升高

  氨气和三氧化硫反应生成硫酸氢氨,硫酸氢氨在温度180~200℃的环境中呈“鼻涕”状的粘性物,因此在空预器高温段和低温段处烟气中的灰尘在该处容易和硫酸氢氨一块,极易粘附于空预器换热面上,使空预器换热元件脏污,空预器的换热效果变差,导致排烟温度升高,锅炉效率降低。

  1.3空预器漏风率增大

  烟气通过SCR脱硝系统以后的压降将增加500Pa左右,为了使炉膛内部压力平衡,吸风机的出力将有所增加,从而导致空预器内部烟气压力降低,使空预器风/烟压差增大,导致空预器漏风率增加,锅炉效率降低。

  1.4对烟道阻力的影响

  SCR脱硝装置使烟气阻力增加500Pa左右,而且对蜂窝式催化剂容易积灰堵塞,且随着运行时间的增长,催化剂堵塞程度也越严重,将导致吸风机的电耗增加。现在设计的SCR脱硝系统均不设计旁路系统,如果催化剂堵塞严重,将直接影响锅炉的安全、稳定运行。

  对空预器的影响,相比较来说SCR脱硝装置对空预器的影响更为突出,主要原因是硫酸氢氨的腐蚀性和黏结性。硫酸氢氨与灰尘一起粘附在空预器的换热元件上,不仅降低换热效果,还将会在空预器的低温段产生低温腐蚀,同时造成空预器的积灰。

  SCR脱硝装置氨逃逸率一般设计为≯3ppm,逃逸率超过设计值时将会造成大量的硫酸氢氨生成,致使空预器严重堵塞,这将造成吸风机电耗增加、一次风机母管压力波动大等情况。另外,燃用高硫煤时,烟气中SO3含量较高,只要烟气中有0.005%的SO3,烟气的露点即可提高到150℃以上。同时氨气和NOx反应产物为氮气和水,因此空预器的低温段就可能有硫酸溶液凝结在换热元件上,造成空预器的低温腐蚀。

  减少SCR脱硝催化剂积灰情况,烟气中灰尘的含量与煤种的灰灰、燃烧调整有很大关系,但影响脱硝催化剂积灰的因素还与省煤器输灰系统运行情况、脱硝装置所安装的吹灰器有关。省煤器输灰系统不能正常工作,将会使大量的灰尘带入脱硝上层催化剂,即便加强脱硝系统吹灰仍不能避免蜂窝状催化剂的堵塞。

  用于脱硝装置的吹灰器有声波和蒸汽吹灰两种方式。声波吹灰器在灰量较小时效果较为明显,并能彻底吹除边角的积灰,但灰量较大时耙式蒸汽吹灰器能起到很好的作用。当在投入蒸汽吹灰时,一定要充分的疏水,否则会造成灰尘结块堵塞催化剂或对催化剂造成水蚀,影响催化剂的使用寿命。

  脱硝烟道入口导流板应设计为流线机翼型并尽可能偏向于炉前方向,这样可有效改善烟气分布流场,阻止较大灰分颗粒被烟气携带到催化剂蜂窝孔中造成催化剂蜂窝孔堵塞。


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