燃煤锅炉烟气脱硝空预器阻塞原因分析及其解决

:为满足超低排放改造要求，国内燃煤电厂在脱硝反应器内更换或加装了新催化剂。在脱硝装置投运初期，部分出现了空预器堵塞的情况，并且有愈发严重的趋势，通过某电厂实际案例，分析得出：过量喷氨和喷氨不均匀会生成过量的硫酸氢铵（ABS），从而导致硫酸氢铵和飞灰混合，粘附在空预器元件表面，堵塞空预器。对此，结合实际情况，采取一些措施如：减少喷氨，流场优化试验，加强空预器清灰，有效解决了空预器的阻塞问题。

选择性催化还原（SCR，Selective Catalytic Reduction）技术在20世纪70年代后期先由日本应用在工业锅炉和电厂锅炉上，欧洲从1985年开始引进。美国从1959年就开始研究SCR技术，直到80年代后期才发展到工业应用上来。

SCR技术的原理是通过还原剂（例如NH3），在适当的温度，并有催化剂存在的条件下把NOx转化为空气中天然含有的氮气（N2）和水（H2O）由于技术的成熟和较高的脱硝率，SCR技术已经成为国际上电厂的主流技术。随着国家对环保要求的日益提高，SCR技术在我国已逐步开始大规模推广应用。

2015年12月，国务院下达了一项治理雾霾的“硬任务”：在2020年前，对燃煤机组全面实施超低排放和节能改造，对落后产能和不符合相关强制性标准要求的，要坚决淘汰关停。

超低排放是通过多污染物高效协同控制技术，使燃煤机组的大气主要污染物排放标准低于我国现行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）这一法定标准，而接近或达到天然气燃气机组的排放标准。

表1 超低排放改造要求

1硫酸氢铵的生成机理

在SCR系统脱硝过程中，烟气再通过SCR催化剂时，将进一步强化SO2→SO3的转化，形成更多的SO3。在脱硝过程中，由于NH3的逃逸是客观存在的，它在空气预热器中下层处形成硫酸氢铵。运行经验和热力学分析都表明，硫酸氢铵（Ammonium bisulfate）的形成取决于反应物的浓度和它们的比例。

主要反应式如下：

硫酸氢铵的形成量随着NH3浓度的增加而增加，高SO3/NH3摩尔比将促进硫酸氢铵的形成及其在空预器上的沉积。硫酸氢铵在不同的温度下分别呈现气态、液态、颗粒状。对于燃煤机组，烟气中飞灰含量较高，硫酸氢铵在146-207℃温度范围内为液态。

液态硫酸氢铵的形成同时依赖于温度，当烟气中温度略低于液态硫酸氢铵的初始形成温度时，即开始形成。气态或颗粒状硫酸氢铵会随着烟气流经空气预热器，不会对预热器有影响，而液态硫酸氢铵捕捉飞灰能力强，会与烟气中的烟尘粒子结合，附着于预热器传热元件上形成熔盐状的机会，造成预热器堵灰、腐蚀等，空预器流通截面减小、阻力增加、换热元件的换热效率下降，进而影响预热器的换热及机组的正常运行。硫酸氢铵的反应速率主要与温度、烟气中的NH3、SO3及H2O浓度有关。