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一、烟气脱硝技术概论
锅炉烟气脱硝设备
脱硝技术是被广泛应用于火力发电厂烟气脱硝中的技术方法,根据催化剂设备仪器的架设高度不同,被划分为两种形式分别是:高尘段布置设计与低尘段布置设计。其中前者的技术应用特点是烟气热能量温度数值高,对催化剂反应性能有加速、提效作用,并且该布置方法的资金成本投入少、运行维护支出费用经济合理,于是被火力发电厂普遍选择适用。
前者不同,其工作原理和效用与前者的明显区别是减少了的烟气中的飞尘含量,但是因为运行原理、设备操作流程、系统构建过程繁琐复杂,维持运行的资金成本投入高、后续维护管理费用也较高,因而在应用范围上不及前者。
锅炉烟气脱硝设备
选择性催化还原法脱硝技术由多道反映流程组合构成,其中温度的数值范围设定能够对脱硝催化剂发生最直接的影响作用,并从一定程度上决定到了烟气脱硝技术的实施效果。因此技术管理人员应当保证脱硝催化剂始终处于设计的温度数值之内,从而加速脱硝催化剂的反映效果,提高选择性催化还原法脱硝的技术质量和水平,构建合理、稳定的脱硝反应运行系统。
在选择性催化还原法烟气脱硝技术应用过程中,催化剂种类的选择、性能系数和标准的设定,是影响到烟气脱硝成效质量的核心要点问题。也就是说,如果火力发电厂想要提高烟气脱硝技术水平,最直接有效的又简便的方法就是选择适当的脱硝反应催化剂。对于脱硝催化剂的选用标准为:脱硝反应速度快、脱硝后的排出烟气中氨气含量低、脱硝反应对设施仪器的损坏影响程度轻微。
二、锅炉烟气脱硝设备对锅炉运行的影响
1、增加烟道系统阻力
火电厂中烟气脱硝装置反应器多布置在空预器入口以及省煤器出口前的高灰尘区域内,在烟气脱硝装置的运行过程当中,整个烟道的阻力明显增大(包括烟气在烟道传输中的沿程阻力、催化剂自身阻力、以及局部阻力等)。在烟气脱硫反应器内,催化剂多采用分层布置的方案(目前一般将其设置为2+1结构)。同时,烟气脱硫反应器内典型设计烟气流动速度取值为6.0m/s,并设置符合标准尺寸要求的催化剂模件,每层催化剂反应过程中所对应的烟气阻力取值在200.0Pa左右。
在火电厂将脱硝装置布置于整个系统内后,烟气脱硝装置的运行会直接增加尾部烟道,导致锅炉散热损失高于布置前。同时,空预器入口位置的烟气温度有明显下降趋势,较布置前温度差异在5.0℃左右。受此因素影响,会降低整个烟气脱硝装置运行过程中的一次、二次风温,影响空预器冷端烟气温度。
2、反应器催化剂阻塞
在火电厂选择性催化还原工艺运行过程当中,增设烟气脱硫装置后,化合物与粉尘可能在催化剂表面发生堆积,覆盖活性成分或导致催化剂毛细孔的堵塞,对催化反应产生一定影响。结合已有实践经验来看,这种阻隔反应物与催化剂的接触,降低催化剂活性的问题,主要表现为飞灰颗粒沉积堵塞。
结合已有的现象观察来看:飞灰颗粒沉积会造成催化剂表面的微孔被堵塞,或受到毛细管作用影响,固体颗粒产生结垢并凝结,进而堵塞催化剂表面微孔。出现此问题将会严重威胁到整个火电厂锅炉装置的安全运行,必须引起重视。
分析认为:相较于蜂窝状催化剂而言,用板式催化剂进行催化时的柔性水平更高,出现飞灰颗粒堵塞的可能性较低,且无需工作人员频繁进行清扫维护。此类催化剂在应用于烟气脱硝工艺时需配置16只伸缩式吹灰器,其反应介质多来源于自屏过汽源,按照相关技术标准共布置为2层结构。
在整个反应器投入运行的过程当中,除借助于蒸汽机械式定期吹灰以外,还需要在反应器烟道中增设导流板,以起到疏导烟气流向的目的,同时可发挥减少飞灰沉积量的价值。为解决催化剂表面灰尘大量沉积的问题,还可以在反应室第一层催化剂上方增设网筛。