氨逃逸率是影響SCR系統(tǒng)運(yùn)行的一項重要參數(shù),實際生產(chǎn)中通常是多于理論量的氨被噴射入反應(yīng)器,反應(yīng)后在煙氣下游多余的氨稱為氨逃逸率,逃逸率是通過單位體積內(nèi)氨含量來表示的。為了達(dá)到環(huán)保要求,往往需要一定過量的氨,所以也對應(yīng)著會有一個合適的氨逃逸率值,該值設(shè)計為不大于3ppm,但是往往運(yùn)行實際中偏大。在脫硝過程中由于氨的不完全反應(yīng),SCR脫硝過程中氨逃逸是難免的,氨逃逸率也會隨著時間發(fā)生改變,主要因素及控制方法如下:
(1) 注入氨流量分布不均。由此造成的逃逸率偏差,可以通過調(diào)整熱解爐或水解器出口的調(diào)節(jié)閥來控制去兩側(cè)反應(yīng)器的氨流量,或是就地手動調(diào)整去各反應(yīng)器的手動門來矯正氨流量不均的問題,但是后者往往采用較少,比較麻煩,前者效果明顯。
(2) 煙氣溫度低。煙氣溫度決定著催化劑的效果,進(jìn)而影響著反應(yīng)效果,決定著逃逸率的大小。SCR脫硝工藝所選用的催化劑在300~420范圍為最佳,所以要根據(jù)鍋爐負(fù)荷和燃燒情況在滿足的條件下維持煙氣溫度在最佳范圍內(nèi),一旦因為負(fù)荷問題或是事故情況下要及時進(jìn)行干預(yù),保證煙氣溫度,除非達(dá)到脫硝保護(hù)邏輯設(shè)定的解列值除外。
(3) 催化劑老化,甚至壽命達(dá)到上限。催化劑存在著使用壽命,一旦使用時間過長老化,催化效果就會變差,脫硝反應(yīng)也會變差,為保證環(huán)保合格而大量噴尿素就會造成氨逃逸率增加,所以當(dāng)催化劑老化時要及時在停機(jī)大小修時進(jìn)行更換,保證逃逸率合格的同時,也能更好做好環(huán)保。另外催化劑層數(shù)少了,要增加至設(shè)計值。
(4) 脫硝反應(yīng)區(qū)堵塞。燃煤鍋爐脫硝反應(yīng)區(qū)處在高灰塵區(qū),不可避免的會在反應(yīng)區(qū)積累灰塵,積灰將會使反應(yīng)變差,逃逸率增加。而爐本體的吹灰往往不會有很好的效果,所以可在反應(yīng)區(qū)增加聲波吹灰器,布置于催化劑層。但是如果吹灰間隔時間久或儀用壓縮空氣壓力低,會造成聲波吹灰器效果不好。因此可以通過增加吹灰次數(shù)、提高吹灰氣源壓力等方法提高吹灰效果。
(5) 尿素溶液量。由于設(shè)計上采用的尿素溶液的濃度已經(jīng)確定,在不改變尿素溶液濃度的情況下,運(yùn)行人員就要調(diào)整好尿素溶液量,保證尿素能夠充分熱解或水解,進(jìn)入反應(yīng)區(qū)后不至于太多造成逃逸率過大,或是尿素不足造成脫硝效率過低。
(6) 燃燒波動。當(dāng)鍋爐燃燒擾動時要及時根據(jù)脫硝反應(yīng)器進(jìn)口的NOX含量對尿素量進(jìn)行調(diào)整分配,防止氨逃逸率過大或是兩側(cè)偏差大,甚至因為調(diào)整不到位帶來的環(huán)保超標(biāo)問題。
(7) 噴氨格柵噴嘴堵塞。噴嘴堵塞將加劇氨逃逸的產(chǎn)生。一般噴氨格柵噴嘴方向(氨氣噴入方向)與煙氣流向相同,這樣設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是可避免高塵煙氣直接沖擊噴嘴而使高濃度煙塵堵塞噴嘴。但噴嘴順煙氣方向也有一定的弱點(diǎn),一是氨氣在混合階段的停留時間短,與煙氣的混合效果會明顯弱于逆煙氣方向噴入;二是同方向布置也不能完全避免噴嘴堵塞,在機(jī)組長時間運(yùn)行的條件下,噴氨格柵上方煙道內(nèi)鋼支架以及擾流管逐步積灰形成一定厚度后成片掉落,從而堵塞正下方的噴嘴。因此可對噴嘴進(jìn)行改進(jìn),在每個噴嘴上方安裝一把“小傘”,通過“小傘”的作用,將氨氣同方向噴入改為逆方向噴入,延長氨氣在混合階段的停留時間,加強(qiáng)與煙氣的混合,同時也避免了落灰堵塞噴嘴。
(8) 流場分布不均。流場分布是脫硝煙氣系統(tǒng)設(shè)計最核心的部分。流場設(shè)計要解決2個問題,一是使煙氣均勻地通過催化劑層,二是使氨氣盡快地與煙氣均勻混合,其中解決第2個問題更為重要。煙氣通過催化劑的速度一般為4~6m/s,而每層催化劑的高度一般約1米,這樣每層催化劑的反應(yīng)時間僅0.2秒左右。因此,如果在催化劑層部分區(qū)域存在氨氣濃度過高,超過了脫硝需要,就會造成氨逃逸。流場設(shè)計的思路可如下:在催化劑箱之前加強(qiáng)湍流,不進(jìn)行煙氣導(dǎo)流;催化劑箱上方盡量保留足夠大的空間,在這個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)煙氣均勻通過催化劑層,使氨氣和煙氣達(dá)到均勻混合[1]。
(9) 人為因素。加強(qiáng)脫硝系統(tǒng)流程的培訓(xùn)和學(xué)習(xí),使運(yùn)行人員都要熟悉脫硝調(diào)整的手段,及時發(fā)現(xiàn)問題,針對具體問題具體解決,不要出現(xiàn)誤操作,帶來脫硝氨逃逸率過大和環(huán)保超標(biāo)問題。