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    选择性催化还原法(SCR)脱硝工艺中需要注意的几个关键点

    发布时间:2018/04/20 点击量:0
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      选择性催化还原法(SCR),是一种以NH3作为还原剂将烟道中的NOx分解成无害的N2和H2O的干法脱硝方法。氨(NH3)是通过氨喷射器注入到烟道与烟气混合的,然后进入反应器,通过催化剂层,与NOx发生反应。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。

      选择性催化还原法(SCR)脱硝工艺因其对氮氧化物有高效的去除效果,适用于高标准排放限值的火电行业,一直以来,与SCR脱硝技术相关的工艺和设备备受火电行业的重视。然而随着大量项目的投运实施,SCR脱硝也暴露出一些潜在的问题。今天我们就来介绍SCR脱硝工艺中的几个关键,它们直接影响到SCR脱硝效率。

      一、NO、脱除效率

      脱硝效率是脱硝系统性能的重要指标之一。在实际工程中通过反应器进出口的N0x分析仪表测量N0x的浓度,经DCS控制系统计算比较后将信号反馈给氨流量调节阀,调节阀根据反馈信号来控制喷入烟道中的氨量,从而保证设计的脱硝效率。

      二、氨逃逸率

      SCR系统在正常运行时,喷入反应器内的氨不能100%地与N0,进行反应,未参加化学反应的氨会随烟气或飞灰从反应器的出口被带入下游的空气预热器,这种现象称为氨的逃逸。

      通常所说的氨逃逸率是指反应器出口烟气中氨的浓度(ppm),转换成6%氧量、标态、干基的数值。

      氨逃逸率也是脱硝系统性能的重要指标之一。在实际工程中氨的逃逸量可以用氨的分析仪在反应器的出口测量得出,也可以通过脱硝效率经DCS控制系统计算得到。通常氨逃逸率越小越好,因为烟气中残余的NH3会与SO3反应生成NH4HS03,这是一种很粘的物质,附着在空气预热器表面,影响空气预热器的效率。另外多余的NH3进入大气,也是对空气的污染。高含尘量布置的SCR系统氨的逃逸率一般小于5ppm。

      三、烟气在反应器内的空间速度

      空间速度是SCR的一个关键设计参数,它是烟气体积流量(标准状态下的湿烟气)与SCR反应塔中催化剂体积的比值,反映了烟气在SCR反应塔内停留时间的长短,即烟气流量与催化剂体积之比。通常SCR的脱硝效率将随烟气空塔速度的增大而降低。

      空塔速度通常是根据SCR反应塔的布置、脱硝效率、烟气温度、允许的氨逃逸量以及粉尘浓度来确定的。一般SCR脱硝系统的空塔速度在标态5500m3/(h.m3)左右。

      空间速度大,烟气在反应器内的停留时间短,将导致N0,与NH3的反应不充分,N0,的转化率低,氨的逃逸量大,同时烟气对催化剂骨架的冲刷也大。但若烟气流速过小,所需的SCR反应器的空间增大,催化剂和设备不能得到充分利用,不经济。空间速度在某种程度上决定反应是否完全,同时也决定着反应器的沿程阻力。

      四、催化剂运行寿命

      SCR系统催化剂的运行寿命是指催化剂的活性自系统投运开始能够满足脱硝设计性能的时间,简单地说,就是从开始使用到需要更换的累计运行时间。催化剂运行一段时间后,由于催化剂的中毒及烧结,其活性会逐渐下降,当不能满足设计效率时,氨的逃逸会增加,此时必须进行清洗或更换。通常催化剂的运行寿命在24000h左右。

      五、SO2/SO3转化率

      在SCR反应过程中,由于催化剂的存在,促使烟气中部分SO2被氧化成SO3,在气体混合物中转变成SO3的SO2的物质的量与起始状态的物质的量之比,称为转化率,SO2/SO3转化率是SCR系统中的重要指标之一。

      SO2/SO3转化率越高,说明催化剂的活性越好,所需要的催化剂量越少。但高尘布置的脱硝反应器SO2/SO3转化率越高,则越易产生烟道、空气预热器乃至电除尘器被硫酸腐蚀的危险。因此,SCR系统中应严格控制SO2/SO3转化率。SO2向SO3的转化率可以通过SO2分析仪测量经DCS控制系统计算得到。

      目前,国内要求的SCR系统催化剂对SO2向S03的转化率不大于1%.所有的SCR系统的催化剂使烟气中的部分SO2向SO3的转化率与催化剂的体积成比例,降低催化剂的量将减少SO3的形成。

      SO3的形成将在三个方面影响电厂的运行:1.SO3会增加酸雾的形成;②SO3会使空气预热器的堵塞更为严重;③在酸的露点以下,SO3会形成硫酸并在空气预热器的下游管道形成严重的腐蚀。

      六、SCR系统的压力损失

      SCR系统的压力损失是指烟气由SCR系统入口经反应器到反应器后空气预热器入口烟道之间的压力降。

      SCR系统的压力损失的大小,将直接影响到锅炉主机及引风机的安全运行和厂用电的多少。SCR系统的压力损失,可以通过压力测量仪表测得,其大小一般在1kPa左右。

      七、催化剂模块

      催化剂是SCR系统中最关键的部件,催化剂模块是在现场安装的一个基本单元,由若干片或块催化剂元件组成一个催化剂单元,再由若干催化剂单元组合在一起,加上外框就构成一个催化剂模块。

      实际工程中催化剂单元的长、宽的尺寸基本保持固定不变,其高度根据SCR系统脱硝效率的需要,由设计人员或催化剂供应商确定。

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