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解決方案一

解決方案一

  北極星環保網訊:氮氧化物(NOx)的排放標准越來越嚴格,而由于曆史原因或者設計原因,電廠NOx的排放達不到國家標准,主要原因是SCR脫硝系統在實際應用中存在各種流場、NOx濃度偏差,以及催化劑的問題。本文主要分析脫硝常見問題並提供可行建議。

  氮氧化物(NOx)是重要的大氣汙染物,煤燃燒是NOx的重要來源之一。在反應器出口有一套NOx監測儀表,在脫硫吸收塔出口,煙囪入口也有一套NOx監測儀表。在實際運行過程中經常出現許多情況,NOx濃度監測數據煙囪入口數值與反應器出口數據不一致,偏差較大;反應器兩側NOx濃度監測數據不一致,偏差較大;NOx排放濃度達不到國家標准;空預器堵塞;催化劑中毒。

  1.2脫硝SCR出口煙道A、B側的NOx濃度與煙囪入口的NOx濃度測量偏差大;

  1.3脫硝SCR反應器進出口流場分布均勻性差,噴氨流場分布均勻性差。解決方案若實際平均濃度偏差不大,符合偏差士10%的標准,則原因分析爲:儀表測量准確性問題;測點分布問題。若偏差較大,需要對脫硝系統進出口、空預器進口、煙囪入口等位置的煙氣流場、速度場進行測試,了解煙道內真實的煙氣流速、NOx和NH3濃度分布情況,提出SCR出口與煙囪入口NOx濃度偏差大的整改意見,通過實施整改措施並對脫硝系統運行方式、噴氨格柵等進行優化調整,以消除偏差、提高系統脫硝性能。

  (1)脫硝系統流速場、濃度場、煙氣成分測試。在機組600MW、5OOMW、400MW、300MW負荷工況下,控制正常噴氨流量,按等截面網格法原則劃分測點,SCR反應器入口視lJ點數10(孔)X6(點)、出口煙道視lJ點數5(孔)X6(點);試驗前通過拉場確定最佳測試點,煙氣測試中將各點與煙氣分析儀相連,分析CO、CO2、02、NO等主要氣體成分。試驗中涉及煙氣成分均爲標態、幹基、6%氧氣狀態之下,其中CO、CO2、02、NO均由煙氣分析儀進行分析,分析影響時間均在90s以內,可快速、准確的測試上述氣體成分。利用網格法測試脫硝SCR反應器進出口、空氣預熱器入口、煙囪入口位置的NO、NH3濃度場和600MW、300MW工況下速度場情況,分析SCR反應器進出口和煙囪入口的速度和NO、NH3的分布情況,

  (2)噴氨優化調整:根據數值模擬優化結果,在機組滿負荷下,在設定脫硝效率約80%條件下,根據反應器出口截面的NO濃度分布,對反應器進口的AIG噴氨格柵的手動蝶閥開度進行調節,最大限度提高反應器出口的NO分布均勻性。調整完畢後,降負荷至450MW,驗證均勻性。

  2.1由于燃煤煤質硫分及灰分增加、同時脫硝設施運行不正常導致氨逃逸值增加。形成NH4HSO4的量增加。引起空預器堵塞的主要物質就是NH4HSO4。液態的硫酸氫氨有粘性,很容易附著在空預器的換熱元件上,造成空預器堵塞。空預器堵塞的主要原因是氨逃逸形成NH4HSO4粘附在空預器冷端壁面。

  (1)校准SCR測量系統,加強脫硝設施的運行管理,嚴格控制噴氨量,校對脫硝調整噴氨調節閥;

  (2)調整空預器吹灰,包括吹灰步進時間和吹掃行程,增加吹掃換熱元件覆蓋面;

  (3)對于堵塞嚴重的空預器,實施新型化學清洗,使空預器蓄熱元件表面更加光滑,減緩NH4HSO4沈積和積灰進程。

  (1)催化劑的磨損與飛灰的濃度和流速成正比。飛灰濃度越大,表明煙氣中灰量越多,灰粒撞擊的次數越多,引起的磨損越嚴重;

  (2)脫硝反應器內部煙氣流場分布不均勻,局部地區造成飛灰濃度集中和局部區域流速過大,易引起催化劑局部嚴重磨損;

  3.2催化劑堵灰主要原因是铵鹽以及飛灰的小顆粒沈積在催化劑的小孔中。過量噴氨會導致铵鹽的形成。煙氣速度不均勻,才在煙氣流動低速區或者死角,將導致飛灰沈積,造成催化劑堵灰;

  3.3催化劑中毒主要是由于堿金屬、堿土金屬、重金屬離子導致催化劑中毒。如果堿金屬離子直接與催化劑接觸,會使催化劑活性逐漸降低。其機理是吸附在催化劑活性位置上的堿金屬離子占據了催化劑表面酸性位,降低了催化劑活性。飛灰中遊離CaO與SO3反應形成的CaSO4可吸附在催化劑表面,從而阻止了反應物向催化劑表面擴散並進人催化劑內部。

  砷中毒主要是由煙氣中的氣態AS2O3引起的。AS2O3擴散進人催化劑內部孔道中,並在催化劑的毛細孔中發生毛細凝結,或者與催化劑的活性位發生反應從而引起催化劑活性降低。但是在液態排渣鍋爐中由于靜電除塵器後的飛灰再循環,催化劑砷中毒是一個嚴重的問題。解決方案:

  方案一:購買新催化劑。脫硝催化劑是脫硝系統的核心部件,並且催化劑的成本很高,每立方米標價達3萬元左右,以一台600MW的燃煤機組爲例,初裝時2+1布置,目前多數布置兩層,需要45立方左右的催化劑,約占整個脫硝工程造價的40%左右。且催化劑的使用壽命較短,使用壽命一般在3年需要進行加裝或換裝。一台600MW機組每次更換一層催化劑費用約60萬元,費用較高。且對廢舊催化劑處理也需要一定的費用,另外廢舊催化劑屬于危險固體廢物,對環境危害較大。所以此種方法不是最優方案。

  方案二:催化劑再生。催化劑再生就是對廢舊催化劑進行評估,如果存在再生價值則通過清洗、再生恢複其活性。目前常用的再生技術有水洗再生、酸液處理、熱還原再生等。

  (1)由于流場問題會導致NOx濃度測量偏差大,可以進行流場模擬試驗,通過實施整改措施並對脫硝系統運行方式、噴氨格柵等進行優化調整,以消除偏差、提高系統脫硝性能。

  (2)由于氨逃逸導致的空預器堵塞可以通過嚴格控制噴氨量,對脫硝調整噴氨調節閥的方法來改善。

  (3)催化劑磨損和中毒直接影響脫硝效率,推薦通過催化劑再生的方法恢複活性,這樣可以節約成本,減小環境汙染。


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