脱硝技术问答100题(二)

脱硝技术问答100题(二)

25 安装SCR系统导致烟气中SO3含量增大对机组运行的影响?

答(1)、和氨漏失生成硫酸氢氨，使空预器和静电除尘器堵塞。(2)、烟气的酸露点温度升高，造成设备腐蚀。(3)、硫酸雾使烟气呈蓝色，影响电厂环保形象。(4)、硫酸雾可能会在烟囱附近沉降，直接影响电厂。(5)、和氨漏失生成硫酸氨，增大细微颗粒排放。

26 安装SCR脱氮装置引起的烟气流动阻力对机组运行的影响?

答：(1)、增大引风机负载，造成引风机电耗增大。

(2)、增大空预器热端压差，空气侧向烟气侧泄漏量增大且会造成空预器关键零部件受压应力增大，导致空预器故障。

27 何为SCR系统摩尔比?有什么作用?

答：SCR系统摩尔比指参与脱硝反应的氨氮配比，即NH3/NOx，是SCR脱硝系统的一个重要技术指标。根据脱硝反应方程式，1摩尔NH3与1摩尔NOx进行反应。理论上，假定所有氨参与反应，NH3/NOx摩尔比为0.8时的脱硝效率可达到80%。根据所要求的脱硝效率为80%，氨逃逸率3ppm，则相应的摩尔比约为0.812。

摩尔比可由程序决定或在现场调试时设定。摩尔比的计算公式如下：NH3/NOx摩尔比=脱硝效率/100+氨逃逸率/进口NOx值在SCR控制系统中通过锅炉烟气流量、进口NOx浓度和摩尔比三者的乘积计算出所需氨流量后送到控制器中，与实际氨流量进行比较。对误差信号进行PI调节，调整氨流量控制阀的开度，从需最终控制脱硝效率。

28 什么是SNCR烟气脱硝技术?

答：SNCR烟气脱硝技术是一种不需要催化剂的选择性非催化还原技术(SelectiveNon-CatalyticReduction，简称SNCR)。该技术是用NH3、尿素等还原剂喷入炉内与NOx进行选择性反应，不用催化剂，因此必须在高温区加入还原剂。

还原剂喷入炉膛温度为850~1100℃的区域，该还原剂(尿素)迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2，该方法是以炉膛为反应器，在炉膛850~1100℃这一狭窄的温度范围内、在无催化剂作用下，NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2作用，其主要反应为：

NH3为还原剂：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

尿素为还原剂：NO+CO(NH2)2+1/2O2→2N2+CO2+H2O

当温度高于1100℃时，NH3则会被氧化为NO，即：4NH3+5O2→4NO+6H2O

不同还原剂有不同的反应温度范围，NH3的反应最佳温度区为850～1100℃。当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOx还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，也会使NOx还原率降低，且NH3是高挥发性和有毒物质，其逃逸会造成新的环境污染。

SNCR烟气脱硝技术的脱硝效率一般为25%~50%，受锅炉结构尺寸影响很大，多用作低NOx燃烧技术的补充处理手段。

29 引起SNCR系统氨逃逸的原因有那些?

答：引起SNCR系统氨逃逸的原因有两种，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应;另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，因为NOx在炉膛内的分布经常变化，如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀，则会出现分布较高的氨逃逸量。

为保证脱硝反应能充分地进行，以最少的喷入NH3量达到最好的还原效果，必须设法使喷入的NH3与烟气良好地混合。若喷入的NH3不充分反应，则逃逸的NH3不仅会使烟气中的飞灰容易沉积在锅炉尾部的受热面上，而且烟气中NH3遇到SO3会产生(NH4)2SO4易造成空气预热器堵塞，并有腐蚀的危险。

30 什么是SNCR/SCR混合烟气脱硝技术?

答：SNCR/SCR混合烟气脱硝技术是把SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用逃逸氨进行催化反应的技术结合起来，进一步脱除NOx。它是把SNCR工艺的低费用特点同SCR工艺的高效率及低的氨逃逸率进行有效结合。该联合工艺于20世纪70年代首次在日本的一座燃油装置上进行试验，试验表明了该技术的可行性。

理论上，SNCR工艺在脱除部分NOx的同时也为后面的催化法脱硝提供所需要的氨。SNCR体系可向SCR催化剂提供充足的氨，但是控制好氨的分布以适应NOx的分布的改变却是非常困难的。为了克服这一难点，混合工艺需要在SCR反应器中安装一个辅助氨喷射系统。通过试验和调节辅助氨喷射可以改善氨气在反应器中的分布效果。

SNCR/SCR混合工艺可以达到40%~80%的脱硝效率，氨的逃逸小于5~10ppm。

31 脱硝工艺有那些副产物?

答：脱硝过程是利用氨将氮氧化物还原，反应产物为无害的水和氮气，因此脱硝过程不产生直接的副产物。可能造成二次污染的物质有逃逸的氨和达到寿命周期的废催化剂。

逃逸的氨随烟气排向大气，当逃逸氨的浓度超过一定限值时，会对环境造成污染，因此氨逃逸水平是脱硝装置主要的设计性能指标，也是脱硝装置运行过程中必须监视和控制的指标，脱硝装置的氨逃逸水平典型的设计值为≤3ppm。当氨逃逸量超过此限值时，应更换催化剂。

废催化剂可用作水泥原料或混凝土及其它筑路材料的原料或返回厂家处理从中回收金属、再生等。

32 稀释风的作用有哪些?

答：稀释风由稀释风机负责提供，其主要作用如下：一是作为NH3的载体，降低氨的浓度使其到爆炸极限下限以下，保证系统安全运行;二是通过喷氨格栅将NH3喷入烟道，有助于加强NH3在烟道中的均匀分布，便于系统对喷氨量的控制。

33 声波吹灰器的工作原理?

答：声波吹灰器是利用声波发生头将压缩空气携带的能量转化为高声强声波，声波对积灰产生高加速度剥离作用和振动疲劳破碎作用，使积灰产生松动而脱离催化剂表面，以便烟气或自身重力将其带走。在声波的高能量作用下，粉尘不能在热交换表面积聚，可有效阻止积灰的生长。

34 声波吹灰器与蒸汽吹灰器有何不同?

答：声波吹灰技术是利用声波发生器，把调制高压气流而产生的强声波，馈入反应器空间内。由于声波的全方位传播和空气质点高速周期性振荡，可以使表面上的灰垢微粒脱离催化剂，而处于悬浮状态，以便被烟气流带走。声波除灰的机理是“波及”，吹灰器输出的能量载体是“声波”，通过声场与催化剂表面的积灰进行能量交换，从而达到清除灰渣的效果。这种方式适合于松散积灰的清除，对黏结性积灰和严重堵灰以及坚硬的灰垢无法清除。

而传统的高压蒸汽吹灰器，是“触及”的方法，输出的能量载体是“蒸汽射流”，靠“蒸汽射流”的动量直接打击换热面上的灰尘，使之脱落并将其送走。这种方式适用于各种积灰的清除，对结性较强、灰熔点低和较黏的灰有较明显效果。

35 氨的特性有哪些?

答：氨气是无色，有强烈刺激性气味的气体;在标准状况下密度小于空气;易液化，在常压下冷却至-33.5℃或在常温下加压至700-800kPa，气态氨就液化成无色液体;为易溶于水的碱性物质。氨在空气中可燃，但一般难以着火，连续接触火源可燃烧，在651℃以上可燃烧，氨气与空气混合物的浓度在16%-25%时，遇到明火会燃烧和爆炸，如果有油脂或其他可燃性物质，则更容易着火。

氨对人体生理组织具有强烈腐蚀作用，对皮肤及呼吸器官有强烈刺激性及腐蚀性。眼睛被溅淋高浓度氨，会造成视力障碍、残疾。人体忍受氨的极限是50ppm，当人吸入含氨尝试达0.5%(5000ppm)以上的空气时，数分钟内会引起肺水肿，甚至呼吸停止窒息死亡。根据国家职业卫生标准(GBZ2-2002)在作业场所，氨的短时间接触容许浓度为30mg/Nm3，时间加权平均容许浓度为20mg/Nm3。

36 与氨气或氨水的接触后的处理方法?

答：1)、皮肤接触：立即用水冲洗。如果冲洗后仍有过敏或烧伤，应进行医疗。

2)、眼睛接触：立即用大量的清水反复清洗15分钟。

3)、呼吸道接触：立即将人送到通风处。如停止呼吸，采用人工呼吸急救法并尽可能快进行医疗。

4)、体内接触：立即喝大量的水稀释吸入的氨。不要尝试使患者呕吐。尽可能快进行医疗。

37 制氨有那些方法?

答：一般有三种方法：尿素法，纯氨法，氨水法。氨系统的三种方法中，使用尿素制氨的方法最安全，但是，其投资、运行总费用最高;纯氨的运行、投资费用最低，但是，纯氨的存储需要较高的压力，安全性要求较高。氨水介于两者之间。

根据国内外制造厂商的介绍，在日本和中国台湾均采用纯氨法，在欧洲根据不同地区的情况三种方法均有应用。在国内脱硝工程中，绝大多数脱硝工程采用纯氨制备氨气，纯氨为通用的化工产品，可从市场采购到;通过市场调查，市场上纯氨货源供应较为丰富

二、运行操作篇

38 我厂#4机组烟气脱硝配置特点?

答：我厂#4机组烟气脱硝采用选择性催化还原法(SCR法)工艺，是一种干法脱硝工艺，反应器采用高飞灰布置方式，位于省煤器与空预器之间。催化剂为株式会社日立制作所生产的板式催化剂。用液态纯氨作还原剂，与烟气中的NOx进行反应生成氮气和水，从而降低烟气中的NOx排放。

4号机组烟气脱硝工程选用SIEMENSPCS7控制系统，采用可编程序控制器PLC加上位机控制方式，配有两台上位机操作电脑，一台为工程师(ES)站，一台为操作员站(OS)，两台电脑都为单站结构，能够独立工作。并设置有脱硝系统PLC冗余控制主站、脱硝控制系统电源分配柜、SCR远程I/O站、氨区远程I/O站。

其中电源分配柜电源来自两路，一路常用电源接自氨区MCC，另一路备用电源引自400V除尘MCC4A段(控制中心)，通过设置在电源柜内的双电源切换装置分配给各个用电负荷。UPS电源装置设在控制电源分配柜内，主要提供PLC、上位机、现场仪表阀门及氨气泄漏报警器等负荷的用电。通过设置在SCR远程I/O站机柜内的MODBUS模块(冗余)可以实现与主机DCS的通信。

39 我厂#4机组SCR的设计参数?

答：我厂SCR的设计条件下参数为：反应器压缩(附加层催化剂之前)：81.6mmH2O(即800Pa);脱硝效率≥80%;出口NOx(干基)≤50.4ppm;NH3逃逸率(干基)≤3ppm;氧量基准值6%;NH3/NOx摩尔比≤0.812;SO2/SO3转化率≤1.0%(at365℃)。

40 我厂SCR的工艺流程?

答：我厂的SCR工艺流程为：还原剂液氨用罐装卡车运输，以液体形态储存于氨罐中;液态氨在注入SCR系统烟气之前经由蒸发器汽化，汽化的氨和稀释空气混合，通为喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中;充分混合后的还原剂和烟气在SCR反应器中催化剂的作用下发生反应，生成N2和H2O，去除烟气中的NOx。

41 我厂SCR脱硝系统的主要设备有哪些?

答：我厂SCR系统主要由脱硝反应系统、氨制备及氨储运系统和其他输助设备组成。其中脱硝反应系统由SCR反应器、喷氨系统、氨气/烟气混合器、稀释风机等组成;液氨储运系统包括卸料压缩机、氨储罐、氨蒸发器、缓冲罐等;SCR其他输助设备和装置主要包括SCR反应器的相关管路和吹灰装置等。

42 氨系统运行需注意那些要点?

答：(1)由于氨气的毒性和易燃易爆性，为了确保氨系统能够安全稳定的运行，液氨卸料和氨蒸发器投运和停运，以及氨蒸发器互相切换，必须严格按照操作票进行操作;

(2)氨稀释槽和废水池中的氨水，受热后会挥发氨气，为了避免因高浓度的氨水挥发大量的氨气，影响氨区工作人员的身心健康，因此应该定期将稀释槽和废水池中的含氨废水排出，用废水排至废水处理系统进行处理;

(3)应该定期检查氨系统(氨泄漏检测仪)，保证氨系统的严密性;

(4)氨系统检修前后，需进行氮气置换;

(5)由于氨蒸发器原设计原因，为了防止氨蒸发器出现冷热分层现象，在氨蒸发器运行时，应该保持氨蒸发器的工艺水疏放阀和入口阀一定的开度，使氨蒸发器内的热水实现开始循环。

43 催化反应系统运行需注意那些要点?

答：(1)反应器声波吹灰系统的稳定运行对于机组和脱硝系统的安全稳定运行极为重要。因此无论是否喷氨，在锅炉引风机运行以后，就应该把声波吹灰系统顺控投入运行，当锅炉需要进行检修时，在引风机停运后方可把声波吹灰系统停运;

(2)声波吹灰系统在每一个反应器的每一层的就地管路上都有一个压力调节阀，应该把压缩空气的压力调整在0.5MPa，日常巡捡时应该检查该压力是否在0.5MPa左右，否则应该进行调整;

(3)稀释风机产生的稀释风不但起稀释氨气的作用，同时还具有防止AIG喷嘴堵塞的作用。因此，无论是否喷氨，在锅炉引风机投入运行之前，就应该把稀释风机投入运行，在锅炉引风机停运后，方可停运稀释风机;

(4)为了防止压缩空气中的水分腐蚀声波吹灰器的鼓膜，应该定期对声波吹灰器压缩空气缓冲罐进行排污。

(5)脱硝混合系统中所有手动碟阀的开度在调试过程中都进行了调整和确认，因此运行人员应该记录并标记所有手动碟阀的开度位置，并且在日常运行时，不要随意调整这些阀门的开度位置，以免影响脱硝系统的正常运行;

(6)为了保证脱硝系统的安全稳定的正常运行，进入反应器内的烟气温度不能过高，也不能过低。催化剂的正常工作温度为290℃-420℃，只有当烟气温度高于290℃且低于420℃时，方可向反应器内喷氨，当反应器烟气温度高于420℃时，应该对锅炉进行调整，以免催化剂发生高温烧结，从而导致催化剂活性迅速降低;

(7)应当对反应器进口温度和空预器进口温度进行关注，尤其是在机组启停阶段。当空预器进口温度远大于反应器进口温度时，就表明很有可能在反应器内发生了再燃现象，此时应该及时向脱硝技术供应商BHK进行咨询，以便采取适当措施;

(8)在正常情况下，锅炉满负荷运行时，反应器压差应该小于350Pa，若反应器压差过大，应引起注意，当反应器压差高于400Pa时，应该及时向脱硝技术供应商BHK进行咨询，以便采取适当措施;

44 我厂液氨蒸发器的结构是什么样的?

答：我厂液氨蒸发器是螺旋管式的，管内为液氨，管外为温水浴，以蒸汽喷入水中将水加热自42℃，再以温水将液氨汽化，并加热至常温。通过控制蒸气调节阀使液氨蒸发器水温保持在42℃，当水温超过45℃时则切断蒸汽截止阀。蒸发器前进氨管路上装有压力控制阀将氨气压力控制在0.15MPa,当出口压力达到0.2MPa时，切断进氨截止阀。

45 简述我厂4号炉SCR反应区工艺流程?

答：我厂4号炉SCR反应器位于锅炉下游的烟道上，氨喷射格栅位于反应器上游的烟道上;因此，在反应器入口处，通过导流板，能使氨气/空气混合气体在烟气中均匀分布。在反应器中，氨与烟气中的NOx发生反应，生成氮气和水;然后烟气进入空预器进行热交换后进入除尘器

46 我厂4号炉SCR反应器有什么特点?

答：我厂4号炉配有两个反应器。每个反应器中催化剂共有120块，分两层布置，每层布置12X5。初始催化剂体积为301m3/反应器。催化剂类型为板式。催化剂由1mm厚、间距7mm的催化剂元件组成，由日立提供。催化剂元件包含支撑板，在其上涂有表面有活性催化剂成分的二氧化钛载体。在每层催化剂上方装有催化剂测试片及其支架，可定期取出催化剂测试片进行试验测试，用来判断催化剂的运行情况。

为了防止烟气的飞灰在催化剂上沉积，堵塞催化剂孔道，在每层催化剂上安装了4个声波吹灰器，吹灰介质为压缩空气。为了防止烟气中的大颗粒飞灰在催反应系统内积聚，在每个催化反应器的进口烟道底部安装了1个灰斗，同时有4个压缩空气喷嘴，可以将积聚在进口烟道上的飞灰吹入灰斗。在催化反应器的底部还安装有3个灰斗，用来收集反应器内部的飞灰。

47 我厂4号炉SCR反应区压缩空气接自何处?

答：我厂4号炉SCR反应区吹灰所需的压缩空气由全厂检修用压缩空气系统供应，一般耗气量为360Nm3/h;SCR区催化反应器附近所需的仪用压缩空气由4#炉仪用压缩空气目管接出，主要用于气动阀和仪器仪表的反吹，平均耗气量为1.0Nm3/min。

48 我厂4号炉SCR氨气喷射系统有什么工艺特点?

答：氨储存和蒸发系统为脱硝系统提供氨气，氨耗量随进口NOx值由氨流量控制阀来控制。氨气进入混合器后与稀释空气混合，(比例为19：1，以避免混合气体发生爆炸;在检修停止供氨时推荐用氮气吹扫管道中残留的氨气)。氨气在混合器和管道中与空气混合后，进入氨分配总管。

氨/空气喷射系统包括供应支管，喷嘴格栅和喷嘴。每个供应管道上都装有手动节流阀和流量孔板，通过调节可获得氨气在烟气中更均匀的分布。根据烟道中烟气取样分析得出NH3和NOx的分布值，据此来调节节流阀。氨喷射格栅安装在反应器前的竖直烟道中。氨喷射格栅包括格栅管和喷嘴。根据NOx浓度分布调节各个喷嘴的氨气/空气混合气体流量

49 简述我厂SCR控制系统的基本原理?

答：通过反馈控制提供氨量，保持出口NOx值恒定。进口NOx浓度和烟气流量的乘积为NOx流量信号，然后此信号与所要求的NH3/NOx摩尔比(取决于脱硝效率)相乘得到氨耗量信号。氨流量计算出后将信号送到控制器中，与实际氨流量进行比较。对误差信号进行PI调节，调整氨流量控制阀的开度。如果由于联锁失效而不能调节喷氨，则立即关闭氨流量控制阀。

50 我厂SCR系统供氨控制有什么特点?

答：我厂SCR系统供氨控制系统对氨流量用温度和压力因子进行修正。进口NOx信号送入控制器，根据程序计算氨流量。用氨流量控制阀控制氨流量，从而控制器能保持出口NOx的浓度值。在氨供应管道上有一个紧急切断阀。如联锁条件(烟气温度低于286℃或氨气稀释比例高于14%任何一条)满足，将关闭切断阀，保证安全运行，防止催化剂损坏。