背景技術(shù)

隨著電站鍋爐超低排放技術(shù)的逐步推廣應(yīng)用，選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)被公認(rèn)為效果最佳的控制NO_x排放的技術(shù)，其具有脫硝效率高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。但是，在煙氣經(jīng)過(guò)SCR反應(yīng)器時(shí)，其中的SCR催化劑會(huì)催化氧化部分煙氣中的SO₂，生成的SO₃會(huì)與脫硝過(guò)程中逃逸的(未反應(yīng)的)NH₃反應(yīng)生成硫酸氫銨(ABS)。硫酸氫銨具有黏性、腐蝕性和吸濕性，在固體狀態(tài)很難被去除，在150~220℃溫度范圍內(nèi)，它是一種高黏性液態(tài)物質(zhì)，極易冷凝黏附在SCR催化劑尾端、以及空預(yù)器換熱表面，并黏附煙氣中的飛灰顆粒，堵塞換熱通道，導(dǎo)致SCR催化劑失去活性，空預(yù)器等因流通截面積減少，引起壓強(qiáng)增大，換熱效率降低，嚴(yán)重時(shí)還可能影響設(shè)備安全。因此，依據(jù)硫酸氫銨的形成機(jī)理，研究如何有效減少SCR煙氣脫硝過(guò)程中硫酸氫銨的形成對(duì)于燃煤電站脫硝改造具有十分重要的意義。

反應(yīng)機(jī)理

在SCR脫硝系統(tǒng)NO_x還原過(guò)程中, 在釩鈦系催化劑表面，煙氣中一部分SO₂會(huì)由于催化劑的催化氧化作用與O₂反應(yīng)生成SO₃和H₂SO₄，并會(huì)進(jìn)一步與噴入的氨反應(yīng)，在催化劑的表面形成硫酸氫銨(NH₄HSO₄)。

硫酸氫銨的危害

通常情況下，硫酸氫銨的熔點(diǎn)為147℃，在煙氣中主要是以液滴的形式存在。具有強(qiáng)黏性的會(huì)吸附煙氣中的飛灰，然后黏結(jié)在物體表面。硫酸氫銨的沉積首先發(fā)生在SCR催化劑中，會(huì)堵塞SCR催化劑，導(dǎo)致其效率降低。如果運(yùn)行溫度長(zhǎng)期較低，導(dǎo)致硫酸氫銨不斷沉積在催化劑中，將會(huì)使催化劑逐漸失去活性。因此，當(dāng)催化劑內(nèi)出現(xiàn)硫酸氫銨導(dǎo)致的積灰，應(yīng)增加吹灰頻率，減少硫酸氫銨沉積。硫酸氫銨在空預(yù)器內(nèi)的沉積會(huì)帶來(lái)熱效率損失，甚至是影響設(shè)備的運(yùn)行安全?？疹A(yù)器冷段的溫度較低，會(huì)促使煙氣中已生成的氣態(tài)硫酸氫銨冷凝、沉積，逐漸造成空預(yù)器出現(xiàn)結(jié)垢、堵塞、阻力增加的問(wèn)題，顯著影響空預(yù)器的效率。如果氨逃逸量增加到3μL/L，空預(yù)器運(yùn)行半年后其阻力增加約50%。因此，需要對(duì)空預(yù)器采取相應(yīng)的措施以減少硫酸氫銨的影響。

改造方法

硫酸氫銨主要在空預(yù)器的冷段部分會(huì)有較大的影響，受到溫度降低的影響會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w，然后吸附灰塵、堵塞空預(yù)器，影響空預(yù)器的正常運(yùn)行。因此，可以對(duì)空預(yù)器進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，配合合理的吹灰方式控制硫酸氫銨的影響：

1)空預(yù)器傳熱元件表面的光潔度會(huì)在一定程度上影響硫酸氫銨的沉積，可以結(jié)合考慮設(shè)備成本，適當(dāng)提高元件表面的光潔度。

2)將所使用的吹灰器改為雙介質(zhì)(蒸汽、高壓水)吹灰器，適當(dāng)提高吹灰頻率。

3)由于空預(yù)器中溫段和低溫段的溫度處于產(chǎn)生硫酸氫銨堵塞的溫度區(qū)間，為了減少硫酸氫銨的冷凝、沉積，可以將傳統(tǒng)的低溫冷段和中溫段合并。

參考文獻(xiàn)

[1]張占成. SCR脫硝過(guò)程硫酸氫銨形成及堵塞機(jī)理分析[J]. 現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2017,7(5):42-44. DOI:10.16525/j.cnki.14-1362/n.2017.05.18.