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硫酸氫氨在煙氣脫硝中的危害及其解決方案
硫酸氫氨在煙氣脫硝中的危害及其解決方案
選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝技術(shù)是國(guó)內(nèi)外煙氣脫硝領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的技術(shù)。SCR脫硝裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、脫硝效率高、運(yùn)行可靠、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。但是,在煙氣脫硝的同時(shí),催化劑還可以使部分煙氣中SO2氧化生成SO3,SO3與SCR脫硝過程中未反應(yīng)的氨(逃逸的氨)反應(yīng)生成硫酸氫銨。硫酸氫銨是一種粘性很強(qiáng)的物質(zhì),會(huì)對(duì)催化劑床層和換熱器造成極大危害,進(jìn)而嚴(yán)重影響其使用壽命、增加運(yùn)行成本。因此,研究硫酸氫銨的形成機(jī)理以及控制方法對(duì)消除或減輕SCR脫硝過程硫酸氫銨的不良影響具有重要意義。
1.SCR反應(yīng)機(jī)理
pH做為基本的污水指標(biāo),勢(shì)必成為供求的熱點(diǎn),這對(duì)廣大的E-1312 pH電極制造商,比如美國(guó)BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國(guó)BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商,必將為中國(guó)的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國(guó)BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用,質(zhì)量可靠,測(cè)試準(zhǔn)確,廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測(cè)以及污水處理過程。
SCR法是指在催化劑的作用下,還原劑(NH3或尿素等)有選擇性地與煙氣中的NOx反應(yīng)并生成環(huán)境友好的N2和H2O。在以氨為還原劑的典型SCR反應(yīng)條件下,其主要反應(yīng)為:
2.硫酸氫氨生成機(jī)理
由于脫硝反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的氨逃逸,實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中,脫硝煙氣中部分SO2在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為SO3,SO3和氨發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)2SO4和NH4HSO4。NH4HSO4是一種易冷凝沉積在空器換熱元件表面的高粘性液態(tài)物質(zhì),極易粘附煙氣中的飛灰顆粒,堵塞換熱元件通道,增加空預(yù)器阻力并影響換熱效果。
反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
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當(dāng)煙氣中的SO3濃度高于氨逃逸濃度(通常要求SCR出口不大于3ppm)時(shí),主要生成硫酸氫氨(ABS)。
3.硫酸銨鹽特性
硫酸銨為無色透明斜方晶系結(jié)晶固體,熔點(diǎn)為230-280℃,加熱到513℃以上*分解成氨氣、氮?dú)狻⒍趸蚣八?。因而,在低溫催化劑?span>GGH換熱器工作溫度區(qū)間內(nèi)硫酸銨主要為固體,硫酸銨對(duì)脫硝過程危害不大。
硫酸氫氨則是一種粘度*的物質(zhì),熔點(diǎn)為147℃,沸點(diǎn)為350℃,在此溫度區(qū)間內(nèi),為硫酸氫氨的熔融狀態(tài),處于液態(tài)的硫酸氫氨具有很強(qiáng)的粘性,當(dāng)溫度降至185℃以下時(shí),煙氣中已生成的氣態(tài)硫酸氫銨會(huì)在空預(yù)器冷段的傳熱元件上凝固下來,造成空預(yù)器冷段積鹽與結(jié)垢,進(jìn)而影響空預(yù)器的正常運(yùn)行。
4.硫酸氫氨的危害
催化劑及空預(yù)器堵塞物中主要是NH4HSO4為主的混合物,在空預(yù)器冷端結(jié)露生產(chǎn)具腐蝕性、粘粘性的液體,這種狀態(tài)下煙氣中的飛灰極易被NH4HSO4捕捉,積累在空預(yù)器蓄熱片上,煙氣中飛灰會(huì)進(jìn)一步被吸附流通,形成惡性循環(huán),經(jīng)分析火電廠脫硝系統(tǒng)的投運(yùn)是產(chǎn)生NH4HSO4的主要來源。
此外,除了空預(yù)器流通阻力大幅增加外,積灰中NH4HSO4具有很強(qiáng)的吸潮性,在空預(yù)器低溫段會(huì)吸附大量的水蒸汽和硫酸,在蓄熱元件的表面形成酸洗環(huán)境,對(duì)空預(yù)器造成嚴(yán)重的腐蝕,從而形成惡性循環(huán),加劇空預(yù)器的堵塞情況。空預(yù)器是煙氣與一、二次風(fēng)的換熱元件,即煙、風(fēng)的共同通道,一旦空預(yù)器蓄熱元件發(fā)生堵塞,輕則加大空預(yù)器的漏風(fēng)率,增加引、送、一次風(fēng)機(jī)的電耗;重則堵塞風(fēng)道,擾動(dòng)爐膛負(fù)壓及燃燒工況,威脅機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。