烟气脱硝装置

一、烟气脱硝装置( SCR)运行原理及组成是什么？

SCR脱硝技术以其脱除效率高,适应当前环保要求而得到电力行业高度重视和广泛的应用。在环保要求严格的发达国家例如德国,日本,美国,加拿大,荷兰,奥地利,瑞典,丹麦等国SCR脱硝技术已经是应用最多、最成熟的技术之一。根据发达国家的经验, SCR脱硝技术必然会成为我国火力电站燃煤锅炉主要的脱硝技术并得到越来越广泛的应用。

SCR装置运行原理

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氨气作为脱硝剂被喷入高温烟气脱硝装置中,在催化剂的作用下将烟气中NOx 分解成为N2和H2O,其反应公式如下:

催化剂

4NO + 4NH3 +O2 →4N2 + 6H2O

催化剂

NO +NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O

一般通过使用适当的催化剂,上述反应可以在200 ℃～450 ℃的温度范围内有效进行, 在NH3 /NO = 1的情况下,可以达到80～90%的脱硝效率。

烟气中的NOx 浓度通常是低的,但是烟气的体积相对很大,因此用在SCR装置的催化剂一定是高性能。因此用在这种条件下的催化剂一定满足燃煤锅炉高可靠性运行的要求。

SCR脱硝系统一般组成

SCR系统一般由氨的储存系统、氨与空气混合系统、氨气喷入系统、反应器系统、省煤器旁路、SCR旁路、检测控制系统等组成。

液氨从液氨槽车由卸料压缩机送人液氨储槽,再经过蒸发槽蒸发为氨气后通过氨缓冲槽和

输送管道进人锅炉区,通过与空气均匀混合后由分布导阀进入SCR反应器内部反应, SCR 反应器设置于空气预热器前,氨气在SCR 反应器的上方,通过一种特殊的喷雾装置和烟气均匀分布混合,混合后烟气通过反应器内催化剂层进行还原反应。

SCR系统设计技术参数主要有反应器入口NOx 浓度、反应温度、反应器内空间速度或还原剂的停留时间、NH3 /NOx 摩尔比、NH3 的逃逸量、SCR系统的脱硝效率等。

二、脱硫运行中石膏脱水困难的原因分析及解决办法

1 原因分析

脱硫运行中出现石膏含水量大，表现在脱机时石膏下料口不结块、不滑落，成稀泥状，甚至出现下部粘稠、上部成流水状。这种脱水下的物质物理性质成粘性，分析原因一般有以下几种情况：

1.1 入口含尘量偏高，导致吸收塔浆液“中毒”

图片2：左侧为浆液含灰量大沉淀的取样照片，

右侧为正常浆液取样沉淀后的照片

原烟气中的飞灰进入吸收塔浆液中在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中Ca2＋的溶解速率，同时飞灰中不断溶出的一些重金属如Hg、Mg、Cd、Zn等离子会抑制Ca2＋与HSO3－的反应，“封闭”了吸收剂的活性。一般要求吸收塔入口的烟尘含量不能超过200mg/m3，如果超过300 mg/m3以上就容易出现这种现象。如果烟尘含量测量仪表不准，最直接的方法可以取样沉淀，如果沉淀的固体物质中上部的黑色灰状物质超过总量的1/3（正常的应在1/4以下），就说明入口的烟尘含量太大了（如图片2）。

现在由于电除尘器效率不是很好，吸收塔变成了吸尘器，吸收塔浆液发黑，起泡，脱水时在石膏表明有一层黑色物质（如图片3），在这种状况下再坚持运行可想而知。吸收塔浆液极易“中毒”。一旦发生“中毒”现象，就需要将浆液全部排出置换新鲜的浆液，造成很大的浪费，并影响脱硫系统的正常投入。吸收塔浆液“中毒”后，需要半月时间纠正才能彻底改善，在此期间会浪费大量石灰石粉，排放大量浆液，提高了运行成本。

图片3：含灰量大时，皮带脱水时的状况

1.2 石灰石品质发生变化

石灰石粉的品质是影响脱硫运行的一个重要因素，其中碳酸钙含量及成品的细度是关键，杂质增多或含量下降都会使浆液品质恶化，细度越细反应效果就越好。这就可能出现当碳酸钙含量及成品的细度发生较大变化时，其反应活性降低，极可能发生供浆过量，此时塔内浆液中含CaCO3量增大，由石灰石颗粒易粘结在一起，导致造成脱水困难现象的发生。另外如果石灰石原料中夹带黏土、泥沙等杂质，这些杂质状态不稳定，也会在一定程度上造成脱水困难的现象发生。

1.3 燃煤含硫量突然增大

当吸收塔入口SO2浓度增大较大，而鼓入吸收塔的氧化空气量并未随之增加，特别当SO2浓度超过设计值，氧化风量也是无法改变，由于严重氧化不足，会造成石膏结晶困难，增加脱水的难度。

1.4 石膏旋流器出现异常

判断旋流器工作十分正常，可以采取检查及测量的方法。测量的方法十分简单，分别取进石膏旋流器进口、出口的浆液，沉淀30分钟，对比一下含固量的差别，如果入口的含固量为出口的40-60%说明旋流子运行正常，如果高于60%以上就要检查更换旋流子了。

可想而知，如果进入真空皮带机的石膏浆液过稀，负压析出的水量过大。脱水过程中形成不了真空，从而脱水效果也就变差。

1.5 真空皮带机异常

真空皮带机是石膏二次脱水的重要设备，脱水效果与浆液的性质、滤布的清洁程度有较大的关系。汽液分离器的表计直观地反映了皮带机的真空，真空皮带机的真空与石膏含水率呈有规律的变化，皮带机真空升高，反映出滤水通过滤布时的压降增加，反应出石膏含水率增大。其增加的原因，一是脱水设备运行不正常，如滤布冲洗不干净或滤布使用周期过长都会使皮带机脱水效果变差，脱水不畅；二是石膏浆液本身性质的变化，如浆液中小颗粒石膏晶体增多或浆液中的杂质含量增加等引起滤布过滤通道的堵塞，使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来。若要达到一定的固液分离效果，必须使真空升高。

1.6 氧化空气量不足

当燃煤硫分增大时，极易发生氧化不充分的现象。氧化率下降时，浆液中的可溶性亚硫酸盐浓度增大，将拟制CaCO3的溶解，石膏纯度也将下降，其中的CaCO3将增大，由于CaCO3的粒径较小，容易吸附到真空皮带机的滤布上，从而造成脱水困难。这时若从吸收塔取样可以发现，浆液成灰白色，沉淀速度较慢，正常石膏浆液完全沉淀时间越20分钟，此时需要1小时左右。

1.7 其他原因

除了上述原因外，还有运行参数控制方面。浆液密度过低，仪表失真造成判断误差，PH值控制不稳定，吸收塔内CL-含量过高等等原因。

2 解决问题的对应方法

2.1 对电除尘全面检查，确保高压柜投入

需要对加强对电除尘的全面检查，分别查看各个高压柜的二次电流是否在合适的范围内。在此提一点，如果发现高压柜全部在投，且电压正常，但效果还是较差时，就要对现在常用的顶部电磁振打进行检查，振打好坏，频率如何都是关键。再一个是灰斗振打，要保证定时振打，确保下灰顺畅。我厂就发生过除尘效果变差由振打部分部分不工作造成的现象。

2.2 严密监督石灰石质量。

我厂是采用外购石灰石粉，对此制定严格的管理制定，确保车车化验，严格考核。日常积极与供货厂家沟通，让厂家清楚脱硫生产过程，明白脱硫的重要性及严肃性，加强前期管理，让供货厂家明白只有脱硫稳定运行才能正常消耗石灰石粉，才能给厂家带来利润。通过我们的各项工作之后，目前质量非常稳定。