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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脱硝设备安装在锅炉省煤器后空预器前,通过上述化学反应减少烟气中的NOx的浓度,主要包括以下系统:

1、还原剂制备系统:

还原剂采用尿素制氨。溶解罐中将固体尿素溶解配制成浓度50%的尿素溶液,储存在尿素溶液储罐内,储罐内的尿素溶液经过循环泵输送到尿素溶液计量和分配装置。

2、尿素溶液计量和分配装置:

该装置布置在热解炉旁,能对尿素溶液输送系统供来的还原剂计量,并分配控制输送到每一个绝热分解室的每一个喷射器的尿素流量及雾化空气的压力和流量。

3、尿素热解系统

热解室将利用空预器提供的热一次风,通过电加热装置作为热源,来分解要传送到氨喷射系统的尿素。热解室是一个反应器,在所要求的温度下,热解室提供了足够的停留时间以尿素到氨的转化率。

4、热风系统:

尿素热解用热风采用锅炉空预器后一次热风,压力10kPa,温度300℃。用量6020-6665Nm3/h。

5、压缩空气系统:

尿素热解系统用压缩空气用于热解炉尿素喷枪的雾化及密封。正常运行条件下雾化用气量为144Nm3/h,压力要求喷枪入口处为5bar。吹扫气只在喷枪抽出检修时使用。

6、除盐水系统:

除盐水管道用于尿素溶液喷枪反冲洗使用。间断运行,运行时用量约为0.9m3/h。

7、氨喷射系统:

氨喷射系统包括注氨分流调整系统、氨气流量控制模块和氨喷射格栅。氨喷射格栅位于SCR反应器前端,使氨气均匀分布于烟气中,利于NH3和NOx充分接触,提高脱硝效率。

8、SCR反应器:

SCR反应器本体采用两层固定床设计,均安装催化剂,其中烟气竖直向下流动,反应器入口设气流均布装置。为防止未处理过的烟气泄露,在催化剂模块间及模块与SCR反应器壳间有密封设计。

9、吹灰系统:

使用声波吹灰器来清理SCR反应器催化剂表面的积灰。每一层催化剂有3支吹灰器。反应器A和B总共有12支吹灰器。

SCR脱硝设备堵塞问题主要发生在反应区的相关设施上,包括导流板和整流层、喷氨格栅、催化剂以及空气预热器等。

1、导流板和整流层积灰堵塞问题

导流板和整流层是脱硝系统重要的气流均布装置,平衡反应器各处流场。脱硝装置导流板积灰严重,水平烟道处出现不同程度的积灰,且整流层积灰从碎灰网延伸至烟道顶部。整流装置出现积灰堵塞,脱硝系统流场将发生变化,偏离设计参数,严重影响脱硝装置的正常运行。

2、喷氨格栅的积灰堵塞问题

喷氨格栅安装在反应器垂直烟道区域,氨气经喷嘴射入烟道后,被来自上游的烟气卷携并充分混合,经竖直烟道顶部发生两次90°转向后,向下通过整流格栅,进入催化剂层发生催化还原反应。喷氨格栅多处喷嘴出现积灰现象,部分喷嘴被积灰覆盖,引起局部区域喷氨不均,氨逃逸量增加,同时导致脱硝装置出口排放浓度难以稳定控制,存在超标排放的风险。

3、催化剂积灰堵塞问题

催化剂是整个SCR脱硝装置的核心,其性能直接影响整体脱硝效果。1、2层催化剂表面均出现积灰堵塞问题,反应器四周形成局部堆灰,且存在催化剂磨损的问题。分析发现,1层催化剂靠近锅炉侧后墙表面堵塞后,烟气在SCR区域流场出现改变,烟气逐渐向反应器未堵塞的两侧和靠近锅炉侧前墙流动,而后墙部分由于烟气流速降低,灰尘堵塞加剧,形成恶性循环。且1层催化剂出现堵塞后,2层催化剂表面的烟气出现两侧和靠近锅炉的前墙流动较强,靠近后墙的流动较小,使通过1层催化剂的飞灰在第2层流速较低的位置容易沉积,通流面积逐渐减小,在引风机的作用下,烟气流速比1层较快,造成2层催化剂大面积堵塞和磨损抽芯。


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