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影响氨逃逸率的因素有哪些

发布时间:2020-08-24

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氨逃逸率是影响SCR系统运行的一个重要参数。在实际生产中,通常会向反应器中注入超过理论量的氨。反应后烟气下游的过量氨称为氨逃逸率,用单位体积氨含量表示。为了满足环保的要求,经常需要一定量的氨,所以会有一个合适的氨逃逸率,设计为不超过3ppm,但在实际操作中往往太大。由于氨在脱硝过程中的不完全反应,氨逃逸在SCR脱硝过程中是不可避免的,氨逃逸率会随时间变化。

影响氨逃逸率的因素有哪些


       宜先防爆型氨逃逸在线监测系统对火电厂及供暖厂的燃煤锅炉SCR/SNCR脱硝工艺中的NH3逃逸量进行实时的在线监测,监测结果可以指导优化还原剂氨的注入量,以达到提高脱硝效率的目的。

       解决了在脱硝系统中存在高温、高湿、高粉尘的恶劣环境,并能够稳定、可靠、准确地检测出1~3ppmV的微量逃逸氨气浓度。

       同时有效地控制NH3逃逸量减少铵盐的生成,避免对下游设备的腐蚀和危害,延长催化剂寿命,节约运营成本。SCR/SNCR脱硝工艺多采用高温氨法还原原理,由此决定了逃逸NH3的高温高粉尘的测量环境。

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      氨逃逸率是影响SCR系统运行的一个重要参数。在实际生产中,通常会向反应器中注入超过理论量的氨。反应后烟气下游的过量氨称为氨逃逸率,用单位体积氨含量表示。为了满足环保的要求,经常需要一定量的氨,所以会有一个合适的氨逃逸率,设计为不超过3ppm,但在实际操作中往往太大。由于氨在脱硝过程中的不完全反应,氨逃逸在SCR脱硝过程中是不可避免的,氨逃逸率会随时间变化。主要因素和控制方法如下:

(1)注入氨的流量分布不均匀。由此引起的逃逸率偏差可以通过调节热解炉或水解器出口的调节阀来控制氨流向两侧的反应器,或者现场手动调节各反应器的手动门来纠正氨流量不均匀的问题,但后者往往使用较少且麻烦,前者效果明显。
(2)烟气温度低。烟气温度决定催化剂的效果,进而影响反应效果并决定逃逸率。SCR脱硝工艺中使用的催化剂在300 ~ 420范围内最佳,因此烟气温度应根据锅炉负荷和燃烧情况保持在最佳范围内。当出现负荷问题或事故时,应及时干预以确保烟气温度,除非烟气温度达到脱硝保护逻辑设定的解列值。
(3)催化剂老化,甚至寿命达到上限。该催化剂使用寿命长。一旦使用时间过长老化,催化效果会变差,脱硝反应也会变差。喷洒大量尿素以确保环境保护将导致氨逃逸率增加。因此,当催化剂老化时,应在停机大修时及时更换,以确保逃逸率合格,同时更好地保护环境。此外,催化剂层数较少,应增加到设计值。
(4)脱硝反应区堵塞。燃煤锅炉脱硝反应区位于高粉尘区,反应区内不可避免地会积聚粉尘,使反应恶化,增加逃逸率。然而,炉体的吹灰通常没有良好的效果,因此可以在反应区中添加声学吹灰器并将其布置在催化剂层中。但是,如果吹灰间隔时间长或仪表压缩空气压力低,声波吹灰器的效果会很差。因此,可以通过增加吹灰次数和增加吹灰气源的压力来改善吹灰效果。
(5)尿素溶液的量。由于设计中使用的尿素溶液浓度已经确定,在不改变尿素溶液浓度的情况下,操作人员应调整尿素溶液的量,以保证尿素能够充分热解或水解,以免进入反应区后造成太大的逃逸率或因尿素不足导致脱硝效率过低。
(6)燃烧波动。锅炉燃烧扰动时,应根据脱硝反应器入口处的NOX含量及时调整和分配尿素的量,以防止氨逃逸率过大或两侧偏差过大,甚至因调整不当造成环保超标。
(7)喷氨格栅喷嘴堵塞。喷嘴堵塞会加剧氨逃逸。喷氨格栅的喷嘴方向(喷氨方向)一般与烟气方向相同。这种设计的优点是可以避免高粉尘烟气直接冲击喷嘴,用高浓度烟气堵塞喷嘴。然而,喷嘴沿烟气方向也有一些弱点。首先,氨在混合阶段的停留时间较短,与烟气混合的效果明显弱于逆烟气方向喷射的效果;第二,喷嘴堵塞不能通过同向排列完全避免。在机组长期运行的情况下,喷氨格栅上方烟道内的钢支架和扰流器逐渐积灰形成一定厚度后脱落,堵塞了正下方的喷嘴。因此,可以通过在每个喷嘴上方安装一个“小雨伞”来改进喷嘴。在“小伞”的作用下,氨气可以同向喷射,而不是反方向喷射,从而延长了氨气在混合阶段的停留时间,加强了与烟气的混合,避免了落灰堵塞喷嘴。
(8)流场分布不均匀。流场分布是除氧系统设计的核心部分。流场设计需要解决两个问题,一是使烟气均匀通过催化剂层,二是使氨气尽快与烟气均匀混合,第二个问题更为重要。烟气通过催化剂的速度一般为4 ~ 6m/s,每层催化剂的高度一般为1m左右,因此每层催化剂的反应时间仅为0.2秒左右。因此,如果催化剂层某些区域的氨浓度过高,超过脱硝的需要,氨就会逸出。流场设计的思路可以是:(1)在催化剂箱前加强湍流,不进行烟气分流;尽量在催化剂箱上方留有足够的空间,使烟气能够均匀地通过该区域的催化剂层,并使氨和烟气能够均匀混合。
(9) 人为因素。加强脱硝系统流程的培训和学习,使运行人员都要熟悉脱硝调整的手段,及时发现问题,针对具体问题具体解决,不要出现误操作,带来脱硝氨逃逸率过大和环保超标问题。
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