問:什么是煙氣脫硝?常見的脫硝技術(shù)有哪些?
答:煙氣脫硝是治理燃煤鍋爐等產(chǎn)生的氮氧化物(NOx)污染的關(guān)鍵技術(shù),以防止其破壞大氣環(huán)境。按處理位置可分為燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硝。目前應(yīng)用最廣泛的是燃燒后脫硝,主流技術(shù)為:
選擇性非催化還原(SNCR):在不使用催化劑的情況下,向850~1100℃的煙氣中噴入氨或尿素,使其與NOx反應(yīng)。該技術(shù)效率中等(大型機(jī)組25%-40%),投資低、改造方便,常作為補(bǔ)充手段。
選擇性催化還原(SCR):在催化劑作用下,利用氨(NH?)或尿素作為還原劑,在較低溫度(通常300-400℃)下選擇性地將NOx還原為氮?dú)猓∟?)和水(H?O)。該技術(shù)脫硝效率高(可達(dá)90%以上),是當(dāng)前電站脫硝的主流技術(shù),但存在SO?轉(zhuǎn)化、催化劑中毒及副產(chǎn)物腐蝕等潛在問題。
問:什么是“氨逃逸率”?為何它至關(guān)重要?
答:氨逃逸率,通常指在SCR或SNCR系統(tǒng)出口煙氣中,未參與反應(yīng)而逃逸的氨(NH?)的濃度。其計(jì)量單位常用ppm(體積比)或mg/m3(質(zhì)量濃度)。
根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如DL/T260-2012、DL/T335-2010),它是衡量脫硝系統(tǒng)運(yùn)行性能的關(guān)鍵參數(shù)。控制氨逃逸率至關(guān)重要,因?yàn)檫^量的逃逸氨會(huì)與煙氣中的SO?反應(yīng)生成硫酸氫銨(NH?HSO?)。該物質(zhì)具有強(qiáng)粘附性和腐蝕性,易造成下游空氣預(yù)熱器堵塞、催化劑孔道堵塞、以及腐蝕煙道設(shè)備,嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全性與經(jīng)濟(jì)性。
問:導(dǎo)致氨逃逸的主要原因有哪些?
答:氨逃逸是多種運(yùn)行因素共同作用的結(jié)果,主要原因包括:
噴氨分布不均:煙氣流量或氨水噴射在反應(yīng)器截面分布不均勻,導(dǎo)致局部氨過量或混合不充分。
煙氣溫度不適宜:溫度過低(低于催化劑最佳窗口)會(huì)降低反應(yīng)速率,導(dǎo)致氨反應(yīng)不完全;溫度過高則可能促使氨被氧化生成NO,均會(huì)增加逃逸。
過量噴氨:為追求過高的脫硝效率或應(yīng)對入口NOx濃度波動(dòng),盲目增加噴氨量,超出催化劑處理能力。
氨水霧化效果差:噴槍霧化不佳導(dǎo)致氨水滴粒徑過大,無法與煙氣充分混合并參與反應(yīng)。
催化劑性能下降:催化劑老化、中毒(如砷、堿金屬)或表面積灰,會(huì)導(dǎo)致其活性降低,需更多氨才能維持效率,從而增加逃逸。
系統(tǒng)吹灰不足:SCR反應(yīng)器內(nèi)積灰會(huì)阻礙煙氣與催化劑的接觸,影響反應(yīng)效率。
問:應(yīng)如何有效控制與降低氨逃逸?
答:需從運(yùn)行調(diào)整、設(shè)備維護(hù)和系統(tǒng)監(jiān)控等多方面進(jìn)行精細(xì)化管控:
優(yōu)化噴氨控制策略:
實(shí)施精準(zhǔn)噴氨,通過調(diào)節(jié)各噴槍前的閥門,確保氨在煙道截面分布均勻。
依據(jù)SCR入口NOx濃度、煙氣流量和溫度,實(shí)時(shí)、自動(dòng)調(diào)整噴氨總量,避免過量噴射。
維持氨氮摩爾比(NH?/NOx)在合理設(shè)計(jì)范圍。
保障反應(yīng)溫度窗口:
通過鍋爐燃燒調(diào)整(如配風(fēng)、火焰中心位置),盡力將SCR反應(yīng)器入口煙溫維持在催化劑最佳活性溫度區(qū)間(通常為315℃~380℃)。
加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)與檢查:
定期檢查、清洗或更換氨水噴槍,確保霧化效果良好(如保持壓縮空氣壓力在350kPa以上)。
嚴(yán)格執(zhí)行吹灰程序,防止催化劑表面積灰。
定期評估催化劑活性,按使用壽命計(jì)劃進(jìn)行更換或再生。
精細(xì)化運(yùn)行監(jiān)控:
密切監(jiān)控SCR進(jìn)出口NOx濃度與氨逃逸在線監(jiān)測數(shù)據(jù),及時(shí)調(diào)整。
維持鍋爐燃燒及爐膛負(fù)壓(如-30~-50Pa)穩(wěn)定,減少煙氣參數(shù)劇烈波動(dòng)。
問:控制氨逃逸的理想目標(biāo)是多少?
答:行業(yè)普遍認(rèn)為,將SCR系統(tǒng)的氨逃逸率長期穩(wěn)定控制在3ppm(約2.3mg/m3)以下是一個(gè)重要且可行的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),不僅能確保環(huán)保達(dá)標(biāo),更能有效預(yù)防硫酸氫銨的生成與沉積,從而保護(hù)下游設(shè)備(如空預(yù)器)免受堵塞與腐蝕,延長系統(tǒng)壽命,降低運(yùn)行維護(hù)成本。因此,對氨逃逸的重視和科學(xué)控制,是脫硝系統(tǒng)安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心環(huán)節(jié)。
