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SCR脱硝氨逃逸造成除尘滤袋糊袋的原因及控制措
时间:2020-10-27 15:47 点击次数:
燃煤锅炉烟气脱硝以SCR高效的脱硝效率得到推广应用。SCR脱硝还原剂以NH3为主,反应温度320-400℃,还原剂喷射位置多选择于省煤器与SCR反应器之间的烟道中,在运行过程中有多种原因引起少量的NH3逃逸并与烟气中SO2发生氧化反应形成硫酸氢氨(NH3HSO4),造成除尘滤袋糊袋现象,除尘滤袋长期在糊袋的状态下运行会大大增加引风机的负荷,造成能耗过高,且频繁清灰会大大减少除尘滤袋的使用寿命。本文分析了除尘滤袋硫酸氢氨糊袋机理,从SCR脱硝工艺运行工艺优化、硫酸氢氨失效预警、滤料选型和清灰等角度提出了针对硫酸氢氨糊袋的控制措施。
 
氨逃逸造成除尘滤袋糊袋

 一、硫酸氢氨糊袋机理
锅炉燃煤过程中会产生SO2,极少量SO2会被氧化为SO3,由于SCR烟气脱硝过程中氨逃逸
在所难免,加上出口烟气中存在的水蒸气,三者会发生如下反应:
NH3+SO3+H2O→NH4HSO4
硫酸氢铵( NH4HSO4)又称ABS,在露点温度(145-150℃左右)为液态,ABS是一种高粘性液态物质,易冷凝沉积在空预器冷端换热元件表面,当生成量较大时随烟气方向流动,经过滤袋除尘区的硫酸氢铵附着在除尘滤袋表面,并不断吸附烟气中的飞灰颗粒,最终形成厚厚的灰层,随着烟温的进一步升高,会加热内层的硫酸氢铵和飞灰逐步固化,在除尘滤袋表面形成水泥块状的板结块,进而导致除尘滤袋的透气性大大降低。
二、除尘滤袋糊袋的影响
除尘滤袋糊袋后,会使得滤料的有效过滤面积大幅减小,滤袋的透气量急剧下降,运行阻力大大增加,使得引风机的负荷增加造成能耗上升,严重的甚至会导致引风机不堪重负而无法运转。同时,除尘滤袋的压降居高不下使得在线清灰系统频繁清灰,不但消耗大量的压缩空气,还会造成滤料机械强度的损失,使用寿命大大缩短。
三、氨逃逸原因分析
氨逃逸率是影响SCR系统运行的重要参数,一般来说,为SCR脱硝工艺出口未参与还原反应的NH3与出口烟气总量的体积占比。在SCR脱硝工艺过程中,氨逃逸率高的原因主要有:
①脱硝烟流场不均匀、造成局部喷氨量过大引起的氨逃逸率偏高;
②催化剂中毒后,催化剂反应活性下降,使得脱硝过程中喷氨过量;
③机组长时间低负荷运行,SCR系统入口温度偏低,导致反应转化比例偏低,氨消耗量偏大。四、除尘滤袋糊袋控制措施
4.1、SCR脱硝工艺优化
通过对SCR脱硝工艺进行优化,减少NH3的用量是从源头上控制除尘滤袋糊袋的重要措施,其中主要包括:
①根据检测省煤器出口NOx的分布特性,合理组织燃烧使得SCR入口NOx分布均匀;
②优化进入SCR催化剂表面的烟气流场均匀分布及氨、烟气的混合效果;
③充分挖掘锅炉低氮燃烧气的潜能,降低SCR入口NOx的浓度,降低喷氨量;
④定期停炉检查催化剂表面及空隙的积灰情况,及时清灰、疏通孔道,同时要定期评估催化剂的剩余活性,防止因催化剂的利用率低或活性低导致的氨逃逸增加。
 4.2、除尘滤袋失效预警管理
除尘滤袋失效预警管理通过对滤袋使用工况和性能进行实时跟踪可以对滤袋糊袋现象做出预警,做到糊袋早发现,早处理。除尘滤袋失效预警管理,即指跟踪滤袋的劣化趋势,评估滤袋的性能,预测滤袋的使用寿命。通过定期收集除尘器喷吹间隔时间、压差、烟气温度等数据,绘制劣化曲线,进行劣化分析,找出劣化曲线的拐点及劣化曲线与寿命极限线的交点,从而预测除尘滤袋的寿命,最终为滤袋的检修或更换决策提供依据。在滤袋劣化倾向管理过程中,需分析除尘滤袋劣化原因并提出改善措施,以提高除尘滤袋的寿命。
4.3、提高滤料易清灰性能
ABS由于本身粘性较大,当其与滤料纤维接触时,分子间作用力较强。普通的滤料在使用过程中,含ABS的粉尘颗粒容易进入到滤料内部,由于吸引力较大,导致正常的清灰无法完全清除,导致粉尘越积越多,直到将孔隙堵死,不能继续使用。因此可以选择清灰性能较好的PTFE表面覆膜滤料,PTFE光滑特性且耐化性能优秀,将其涂覆到滤料的表层,可以起到一次性粉尘层的作用,ABS粉尘通过表面过滤,更容易从膜表面清除清灰效果好,从而提高了滤料的使用寿命,降低了产品的运行成本。
4.4、强力清灰
当除尘滤袋糊袋后,为避免耗时费力可以通过强力清灰代替换袋处理,但需对滤袋强力清灰后透气性的恢复能力进行预先评估,以判断强力清灰的可行性。

综上所述,为了减少氨逃逸造成的除尘滤袋糊袋现象,应当从源头上进行SCR工艺的优化,减少NH3的使用量,选择PTFE表面覆膜滤料清灰性能效果较好的滤料可改善料表面糊袋的效果,同时应当建立除尘滤袋劣化失效管理体系,对除尘滤袋使用工况和性能进行实时跟踪可以对除尘滤袋糊袋现象做出预警。此外,如果除尘滤袋已经产生糊袋,应当进行强力清灰的预评估,评估可行后立即进行强力清灰,以恢复除尘滤袋的透气性能和清灰性能,实现节能减排和经济运行。

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