第三章火電廠脫硝技術(shù)

1第三章火電廠脫硝技術(shù)第一節(jié)氮氧化物控制技術(shù)概述第二節(jié)低氮氧化物燃燒技術(shù)第三節(jié)選擇性催化還原脫硝技術(shù)第四節(jié)其他脫硝技術(shù)2第一節(jié)氮氧化物控制技術(shù)概述氮氧化物（NOx）的定義和組成：NOx≈NO+NO2+N2O

還包括N2O2

、N2O3

、N2O4

、N2O5等燃燒源中NO+NO2占90％以上，流化床鍋爐及應用SNCR除外煤粉鍋爐排出的煙氣中：NO>90%?

NO2=5~10%,

N2O≈1%3一、燃燒過程中NOx的生成機理（1）熱力型NOx，它是空氣中的氮氣在高溫下氧化而生成的NOx（2）燃料型NOx，它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化而生成的NOx；（3）快速型NOx，它是燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫原子團如CH等反應生成的NOx(先通過燃料產(chǎn)生的CH原子團撞擊N2分子，生成CN類化合物，再進一步被氧化生成NO)煤粉爐正常燃燒條件下，煤中有機氮轉(zhuǎn)化為燃料型NOx的轉(zhuǎn)化率為25~40%。在煤粉燃燒生成NOx產(chǎn)物中占60~80％。4NOx類型與溫度關(guān)系5由圖可見，煤粉燃燒所生成的NOx中，燃料型NOx是最主要的，它占NOx總生成量的60%～80%以上；熱力型NOx的生成和燃燒溫度的關(guān)系很大，在溫度足夠高時，熱力型NOx的生成量可占到NOx總量的20%；快速型NOx在煤燃燒過程中的生成量很小。因此，控制和減少煤燃燒產(chǎn)生的NOx主要是控制燃料型NOx的生成，其次是熱力型NOx。61．熱力型NOx溫度對熱力型NOx的生成量影響十分明顯，如圖所示。隨著溫度的升高，NOx的生成量急劇升高。在實際燃燒過程中，由于燃燒室內(nèi)的溫度分布是不均勻的，如果有局部的高溫區(qū)，則在這些區(qū)域會生成較多的NOx，它可能會對整個燃燒室內(nèi)的NOx生成起關(guān)鍵性的作用。因此，在實際過程中應盡量避免產(chǎn)生局部高溫區(qū)。過剩空氣系數(shù)對熱力型NOx生成的影響也十分明顯，熱力型NOx生成量與氧濃度的平方根成正比，即氧濃度增大，在較高的溫度下會使氧分子分解所得的氧原子濃度增加，使熱力型NOx的生成量也增加。實際操作中過剩空氣系數(shù)增加，一方面增加了氧濃度，另一方面會使火焰溫度降低。從總的趨勢來看，隨著過剩空氣系數(shù)的增加，NOx生成量先增加，到一個極值后會下降。圖示出了NOx生成量隨過剩空氣系數(shù)的變化規(guī)律。71－t＝0.01s；2－t＝0.1s；3－t＝1s；4－t＝10s；5－t＝100s8氣體在高溫區(qū)的停留時間對NOx生成也將產(chǎn)生較大影響。從圖中可以看出，在停留時間較短時，NOx濃度隨著停留時間的延長而增大；但當停留時間達到一定值后，停留時間的增加對NOx濃度不再產(chǎn)生影響。92．快速型NOx快速型NOx在CHx類原子團較多、氧氣濃度相對較低的富燃料燃燒時產(chǎn)生，多發(fā)生在內(nèi)燃機的燃燒過程中?？焖傩蚇Ox的生成對溫度的依賴性很弱。對于燃煤鍋爐，快速型NOx與燃料型及熱力型NOx相比，其生成量要少得多，一般占總NOx的5％以下。通常情況下，在不含氮的碳氫燃料低溫燃燒時，才重點考慮快速型NOx。3．燃料型NOx燃料型NOx的生成機理非常復雜，大致有以下規(guī)律：（1）在一般燃燒條件下，燃料中的氮有機化合物首先被熱分解成氰(HCN)、氨(NH3)、CN或熱解焦油等中間產(chǎn)物，它們隨揮發(fā)分一起從燃料中析出，稱為揮發(fā)分N，其生成的NOx占燃料型NO的60％～80％。揮發(fā)分N析出后仍殘留在焦炭中的氮化合物，稱為焦炭N。10揮發(fā)份N/焦炭N的比例與熱解溫度、加熱速率、煤種有關(guān)。事實上由于揮發(fā)份析出處在煤粉燃燒的前期，通常處于局部富燃的還原氣氛，加上先進的低NOx燃燒技術(shù)的應用，更加強了揮發(fā)份燃燒階段的還原性氣氛，使揮發(fā)份N轉(zhuǎn)化成NO的比例降到很低的水平;而對于焦炭氮，由于燃燒后期焦炭燃盡的需要，二次空氣的補充使焦炭氮的析出基本處于氧化性的氣氛下，所以從前的研究者一般都認為焦炭氮幾乎100%轉(zhuǎn)化成NO。KiP1nine總結(jié)說，煤粉燃燒時，焦炭氮轉(zhuǎn)化成NO的比例在20%到80%之間，而且轉(zhuǎn)化比例主要是由煤種決定的，而與燃燒的過量空氣系數(shù)和燃燒溫度的關(guān)系相對比較小。Jones等從低NOx燃燒器中焦炭NOx占總的NOx生成的比例分析，焦炭NOx占總的NOx排放的60%以上。Willimas也認為，煤粉燃燒器產(chǎn)生的NOx大約80%是來自焦炭氮，在現(xiàn)代的低NOx燃燒器技術(shù)應用條件下，焦炭NOx是主要的NOx來源。11(2)燃料型NOx的生成途徑不是非常依賴于溫度，但卻非常依賴于空氣/燃料比。燃料型NOx的生成量和過量空氣系數(shù)的關(guān)系很大，其轉(zhuǎn)換率隨過量空氣系數(shù)的增加而增加。在過量空氣系數(shù)α<l時，其轉(zhuǎn)換率會顯著降低;當α=0.7時，其轉(zhuǎn)換率接近于零。12(3)揮發(fā)分N中最主要的氮化合物是HCN和NH3，在揮發(fā)分N中HCN和NH3所占的比例不僅取決于煤種及其揮發(fā)分的性質(zhì)，而且與氮和煤的碳氫化合物的結(jié)合狀態(tài)等化學性質(zhì)有關(guān)，同時還與燃燒條件如溫度等有關(guān)。(4)揮發(fā)分N中HCN被氧化的主要反應途徑如下：揮發(fā)分N中的HCN氧化成NCO后，可能有兩條反應，取決于NCO進一步所遇到的反應條件。在氧化性氣氛中，NCO會進一步氧化成NO，成為NO的生成源。同時，又能與已生成的NO進行還原反應，使NO還原成N2，成為NO的還原劑。(5)揮發(fā)分N中NH3被氧化的主要反應途徑如下：NH3可能作為NO的生成源，也可能成為NO的還原劑。13二、煤燃燒生成的NOx的控制控制氮氧化物排放的方法有十余種，這些方法大體上可以分為兩大類：一級污染預防措施＿低NOx燃燒技術(shù)二級污染預防措施＿煙氣脫硝技術(shù)

14從熱力型、燃料型和快速型三種NOx生成機理可以得出抑制NOx生成和促使破壞NOx的途徑，圖中還原氣氛箭頭所指即抑制和促使NOx破壞的途徑15161718第二節(jié)低氮氧化物燃燒技術(shù)一、燃燒運行優(yōu)化＿低NOx調(diào)整二、燃燒系統(tǒng)低NOx改造19201.低氧燃燒（低過?？諝庀禂?shù)運行）21222.優(yōu)化配風方式（如倒寶塔型）23

3.優(yōu)化燃料和空氣的分布

從控制熱力型和燃料型NOx的角度出發(fā)，避免產(chǎn)生局部高溫、高氧區(qū)，是減少NOx排放的重要方法。同時，準確的風量測量和風門開度控制也是實現(xiàn)低NOx燃燒的關(guān)鍵，飛灰未燃盡碳和高CO通常是由于對各個燃燒器的燃料和風量分配不均勻造成的。平衡煤粉管的煤粉流量以及墻燃爐中平衡各個燃燒器的二次風量能夠減少燃料和風量分配不均勻，減少由于部分燃燒器貧氧富燃引起的CO和未燃盡碳損失、另一部分燃燒器高氧貧燃引起的NOx排放增大，同時也給予運行人員以更大的低NOx燃燒調(diào)整的余地。優(yōu)化燃料和空氣的分布的方法可以降低10％左右的NOx。244.降低燃燒溫度、空氣預熱溫度2526272829第二節(jié)低氮氧化物燃燒技術(shù)一、燃燒運行優(yōu)化＿低NOx調(diào)整二、燃燒系統(tǒng)低NOx改造30313233

1.空氣分級燃燒技術(shù)（爐膛高度方向整體分級）3435結(jié)渣和腐蝕的防止在采用空氣分級燃燒時，由于在第一級燃燒區(qū)內(nèi)是富燃料燃燒，氧的濃度比較低，產(chǎn)生還原性氣氛。在還原性氣氛中煤的灰熔點會比在氧化性氣氛中降低100℃～120℃，因而容易引起爐膛受熱面的結(jié)渣，同時還原性氣氛還會導致受熱面的腐蝕。因此，應采取措施防止高溫還原性煙氣與爐壁接觸，其中一項有效的技術(shù)是采用“邊界風”系統(tǒng)，其具體措施是在煤粉爐底冷灰斗和側(cè)墻上布置許多空氣槽口，以很低的流速通過這些槽口向爐內(nèi)送入一層稱為“邊界風”的空氣流，“邊界風”的總流量約占燃燒所需總空氣量的5％，“邊界風”進入爐內(nèi)后沿著爐墻四壁上升，使水冷壁表面保持氧化性氣氛，可以有效地防止爐膛水冷壁的腐蝕或結(jié)渣。36邊界風系統(tǒng)示意圖3738一般，采用燃料分級可使NOx的排放濃度降低50%以上。在再燃區(qū)的上面還需布置“火上風”噴口，形成第三級燃燒區(qū)（燃盡區(qū)），以保證再燃區(qū)中生成的未完全燃燒產(chǎn)物的燃盡。燃料分級燃燒時所使用的二次燃料可以是和一次燃料相同的燃料，例如煤粉爐可以利用煤粉作為二次燃料。但目前煤粉爐更多采用碳氫類氣體或液體燃料作為二次燃料，這是因為和空氣分級燃燒相比，燃料分級燃燒在爐膛內(nèi)需要有三級燃燒區(qū)，這會使燃料和煙氣在再燃區(qū)內(nèi)的停留時間相對較短，所以二次燃料即使要選用煤粉作為二次燃料，也要采用高揮發(fā)分易燃的煤種，而且要磨得更細。在采用燃料分級燃燒時，為了有效地降低NOx排放，再燃區(qū)是關(guān)鍵。因此需要研究在再燃區(qū)中影響NOx濃度值的因素。394041424.1濃淡燃燒型低NOx燃燒器

雙旋風煤粉濃淡燃燒器其主要工作原理是：一次風粉混合物首先進入燃燒器的入口管，然后由入口管進入均分器，風粉混合物從均分器出來分為兩股分別進入兩個旋風分離器的筒體，一為順時針旋轉(zhuǎn)，另一為逆時針旋轉(zhuǎn)。風粉混合物以一定的速度進入分離器，煤粉顆粒在離心力作用下被甩到分離器的周邊，而在中心部分是煤粉濃度很稀、顆粒更細的混合物(呈貧燃區(qū))，稱為乏氣，乏氣通過乏氣管引入到乏氣噴口。風粉混合物由于乏氣的引出，使煤粉主氣流濃度提高(呈富燃區(qū))。由于兩者都偏離了理論空氣量，因此使燃燒溫度降低，較好地抑制了NOx的生成。在實際應用中還發(fā)現(xiàn)，采用此種濃淡燃燒技術(shù)還有良好的穩(wěn)燃作用。434.2空氣分級低NOx旋流燃燒器444.3直流燃燒器高度方向空氣分級454.4濃淡燃燒型低NOx燃燒器46第三節(jié)選擇性催化還原脫硝技術(shù)一、SCR工藝選擇性催化還原(SCR)煙氣脫硝：利用氨(NH3)對NOx的還原功能，在一定條件下將NOx還原為對大氣沒有多大影響的N2和水?！斑x擇性”在這里是指在催化劑的存在下NH3優(yōu)先選擇NOx進行還原。471．選擇性催化還原(SCR)法的工作原理將氨噴入煙道，與煙氣均勻混合，流過安放有催化劑的反應器，在催化劑的作用下完成還原反應。482．SCR催化反應器的布置49高溫高灰布置（高塵布置)此段煙氣溫度一般在300～500℃之間，多數(shù)催化劑在此溫度范圍內(nèi)有足夠的活性。但催化劑需要承受高濃度飛灰的碰撞、磨損、堵塞、毒化2．SCR催化反應器的布置50高溫低灰布置（低塵布置)可防止煙氣中的飛灰對催化劑的污染和對反應器的磨損與堵塞，但大部分電除塵器在300～400℃的高溫下無法正常運行。2．SCR催化反應器的布置51低溫低灰布置(尾部布置)煙氣溫度低于催化條件下NH3與NO反應的合適溫度，需要加裝煙氣加熱器，造成經(jīng)濟性的下降。2．SCR催化反應器的布置52

我國普遍采用高溫高灰布置，工藝流程如下；5354SAH：蒸氣式空氣預熱器(暖風器)SAH系列暖風器是利用汽輪機低壓抽汽作為熱源來加熱空氣的，電站鍋爐的空氣預熱器入口端采用暖風器后，可以避免在空氣預熱器金屬表面造成的氧腐蝕和硫酸腐蝕，使金屬壁的積灰大為減輕，不致因堵灰造成引風阻力的增加，從而大大延長空氣預熱器的使用壽命，確保機組的安全運行。55SCR工藝學習內(nèi)容能解釋SCR工藝能寫出主要化學反應式正確理解影響脫硝效率的因素正確分析工藝系統(tǒng)及主要操作關(guān)鍵問題及解決方法初步具有處理常見故障的能力難點重點重點重點難點難點56二、SCR工藝的基本原理1．選擇性還原過程主反應：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O4NH3+6NO→5N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O氧化副反應：4NH3+5O2→4NO+6H2O2NH3→N2+3H2

4NH3+3O2→2N2+6H2O進一步提高反應溫度，氧化反應變得更為重要，結(jié)果使得NOx脫除效率降低57其他反應：SO2+1/2O2→SO32NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4NH3+SO3+H2O→NH4HSO4SO3+H2O→H2SO4硫酸銨和硫酸氫銨是非常細的顆粒，在溫度降低到230℃以下時會凝結(jié)黏附，導致以下幾個問題：（1）空氣預熱器換熱面的堵塞和腐蝕；（2）飛灰污染；（3）催化劑的堵塞；（4）環(huán)境污染。58反應主要是在催化劑表面進行的，催化劑的外表面積和微孔特性很大程度上決定了催化劑反應活性反應機理示意2．593.還原劑60根據(jù)國外應用的情況和我國國情，可將無水液氨法作為主選方案，但液氨屬于危險品，需十分注意安全防護；尿素運輸便利、安全，但制氨、儲存等問題較多，可以作為次選方案；氨水運輸成本高、且運輸不安全，國內(nèi)尚無工程應用，故本標準中沒有規(guī)定氨水SCR的技術(shù)要求。61液氨性質(zhì)氨氣溶點-77.7℃，沸點-33.5℃，自燃點651℃，常溫飽和蒸汽壓下的密度為0.59g/cm3。氨氣無色有強烈刺激性氣味，有毒，空氣中最高允許濃度為30mg/Nm3。液氨的氣化熱值較高，氣化熱值達到23.35kJ/mol，可以作為工業(yè)制冷劑使用；氨具有親水性，親脂性；氨氣容易壓縮：20℃條件下，加壓到8.71倍的大氣壓，就可以液化。62液氨的危害主要有：爆炸危險化學爆炸：氨氣在空氣混合物中體積含量超過16~25%，就會形成爆炸混合物，遇有明火就會發(fā)生爆炸。物理爆炸：物理爆炸主要是指氨儲存罐發(fā)生爆炸。由于液氨極易氣化，而且罐體內(nèi)的壓力與罐體溫度不是正比關(guān)系，溫度由20升高到25℃，壓力會從8.71升高到92.72標準大氣壓。所以過量充裝是物理爆炸的首要原因；其次是控制液氨罐的罐體溫度及壓力，當液氨罐溫度高于33℃，壓力大于1.45Mpa時，就必須開啟冷卻水閥，進行降溫、降壓處理。63液氨的危害主要有：人員傷害危險皮膚傷害：液氨的氣化熱值較高，人員直接接觸液氨，就會造成人員皮膚低溫灼傷。呼吸道傷害：見下表眼睛傷害：由于氨氣具有十分強烈的親水性，親脂性、滲透性、腐蝕性。一旦進入眼睛，就會因刺激而流淚，高濃度的氨，還可能使視力減退，甚至失明

64濃度mg/m3時間癥狀3500-700030立即死亡1750-400030危及生命70030立即咳嗽553

強烈刺激175-35028鼻眼刺激，呼吸脈搏加速140-21028明顯不適，尚可工作14030眼呼吸不適惡心70-14030可以工作67.245鼻咽刺激感9.845無刺激作用<3.545可以識別氣味0.745感覺到氣味65急救措施如下：吸入。迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持呼吸道通暢，如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止，立即進行人工呼吸。眼睛接觸。眼睛污染后立即用流動清水或涼開水沖洗；皮膚接觸。皮膚污染時立即脫去污染的衣著，用流動清水沖洗，然后以3%～5%硼酸、乙酸或檸檬酸溶液濕敷。嚴重時應該送醫(yī)院治療或搶救。安全要求選用合適的材料滿足抗腐蝕要求、氨氣泄漏檢測報警系統(tǒng)、備有氮氣吹掃系統(tǒng)、安裝緊急噴淋系統(tǒng)、設置洗眼淋浴站664.SCR催化劑活性組分為V2O5，載體為TiO2，WO3或MoO3作助催劑。助催化劑本身沒有活性或活性很小，但卻能顯著地改善催化劑性能。如熱穩(wěn)定性、催化劑的活性、選擇性和機械強度。除此以外，MoO3還可以增強催化劑的抗As2O3中毒能力。載體主要起到支撐、分散、穩(wěn)定催化活性物質(zhì)的作用，同時TiO2本身也有微弱的催化能力。選用銳鈦礦型的TiO2作為SCR催化劑的載體，與其他氧化物(如Al2O3、ZrO2)載體相比，TiO2抑制SO2氧化的能力強，能很好的分散表面的釩物種和TiO2的半導體本質(zhì)。

67催化劑成分比例(％)主要原材料TiO278WO39MoO30.5～1活性劑V2O50～3纖維(機械穩(wěn)定性)SiO27.5Al2O31.5CaO1Na2O＋K2O0.1典型催化劑的成分及比例

68對SCR催化劑的要求(1)活性高(2)選擇性強(3)機械性能好(4)抗毒性強(5)其他（SCR催化劑對SO2的氧化率低，良好的化學、機械和熱穩(wěn)定性，較大的比表面積和良好的孔結(jié)構(gòu)，壓降低、價格低、壽命長。此外，還要求SCR催化劑結(jié)構(gòu)簡單、占地省、易于拆卸或裝填）69催化劑類型70711.催化劑的影響催化劑是SCR工藝的核心，催化劑對脫除率的影響與催化劑的活性、類型、結(jié)構(gòu)、表面積等特性有關(guān)。其中催化劑的活性是對NOx的脫除率產(chǎn)生影響的最重要因素。三、NOx脫除效率的影響因素722.反應溫度的影響其最佳的操作溫度為250～427℃。通常最低連續(xù)運行煙溫為310℃，最高連續(xù)運行煙溫為405℃。三、NOx脫除效率的影響因素733.n(NH3)/n(NOx)對NOx脫除率的影響

若摩爾比

>1，副反應速率將增大，降低NOx脫除率，增加了未轉(zhuǎn)化NH3的排放濃度，造成二次污染。一般需將氨的排放濃度控制在3ppm以下，實際操作的化學計量比一般≤1。希望安裝運行穩(wěn)定、價格適宜的在線氨氣檢測儀的產(chǎn)品。74SCR正常運行下，飛灰中含氨量控制在50mg/kg以下時，可有效控制氨逃逸率在安全運行范圍之內(nèi)。754.接觸時間對NOx脫除率的影響76此外，影響脫硝效率還有煙氣流動狀態(tài)、煙氣中的含氧量、催化劑進口NOx的濃度、燃料種類及特性、催化劑反應器的設計等因素。77小結(jié)解釋SCR工藝SCR工藝布置方式能寫出主要化學反應式正確理解影響脫硝效率的因素78四、SCR工藝系統(tǒng)SCR工藝主要由以下幾部分組成，即：(一)煙氣系統(tǒng)(二)脫硝反應系統(tǒng)(三)還原劑儲存及供應系統(tǒng)(四)控制系統(tǒng)對于某些布置方式還有煙氣再熱系統(tǒng)等附屬設施。7980煙氣系統(tǒng)包含導流板、煙道支吊架、人孔門、擋板、膨脹節(jié)等所有部件。煙道布置要求簡潔、流場通順、煙氣阻力小；煙道內(nèi)布置混合器和導流板等均流裝置。有的省煤器口設置大截面灰斗和除灰格柵脫硝系統(tǒng)設置省煤器旁路，其主要作用是機組在低負荷運行時，保證SCR入口煙氣溫度能達到脫硝反應溫度。脫硝系統(tǒng)設置反應器旁路的作用是用來在鍋爐啟動和停運期間或緊急狀況下隔離SCR反應器，使催化劑不受到損害，機組在長期不脫硝時隔離SCR裝置，以節(jié)約引風機的電耗。81脫硝系統(tǒng)設置旁路的缺點主要為：系統(tǒng)復雜，增加了控制的復雜性；需要設置旁路煙道和擋板門，從而增加了投資；旁路擋板門需要配備密封風機，增加了廠用電，并且對系統(tǒng)控制和場地面積等提出了更高的要求。隨著催化劑技術(shù)的改進及SCR系統(tǒng)的完善，很多脫硝系統(tǒng)逐漸取消了旁路的設置。82(二)脫硝反應系統(tǒng)為全封閉的鋼結(jié)構(gòu)設備反應器的設計參數(shù)為脫硝效率、最大NH3逃逸量、煙氣量及煙氣成分、煙氣溫度、要求的催化劑壽命。通常每臺鍋爐配兩套反應器，每套反應器處理煙氣總量的1/2。脫硝反應器831．反應器內(nèi)部結(jié)構(gòu)SCR反應器由反應器殼體、流場優(yōu)化裝置、進氣和排空罩、整流裝置，催化劑模塊、吊裝設備、支撐框架、密封裝置、吹灰器以及在線分析監(jiān)測裝置等組成。其中，催化劑是SCR系統(tǒng)的關(guān)鍵。反應器有水平和垂直氣流兩種布置方式，在燃煤鍋爐中，煙氣中的含塵量很高，一般采用垂直氣流布置方式

安穩(wěn)電廠SCR反應器催化劑層數(shù)按3＋1模式布置，初裝3層預留1層。脫硝反應器84↓→單體模塊反應器單孔脫硝反應器85模塊化的催化反應器模塊化設計86

在處理催化劑時，需要采取下列防護措施：防止催化劑受潮；帶手套；戴安全眼鏡；戴安全面具；在操作催化劑時，不能吃東西、喝飲料和吸煙；處理完成后要漱口、洗手和洗臉。脫硝反應器87

若催化劑操作未采取以上防護措施，由于催化劑粉塵或催化劑成份（如V2O5）可能引起如下不適或傷害：眼睛和黏膜的不適；通過吸入破壞健康；目前未知的生理破壞；如果大量的V2O5進入湖泊和河流，將危害魚類和浮游生物。脫硝反應器88

催化劑存放的注意事項

(1)催化劑模塊應放在集裝箱或木箱中儲存，催化劑單體應平放。

(2)催化劑模塊的堆放層數(shù)不能超過三層，并且地面必須鋪墊方木網(wǎng)格，用來支撐催化劑模塊。

(3)避免催化劑模塊的機械損傷。

(4)催化劑一般存放在干燥處。脫硝反應器89

催化劑安裝注意事項

(1)建議從上到下安裝，否則最下層催化劑用防水的油布或鋼板來保護。

(2)催化劑安裝完畢后，反應器、煙氣通道和催化劑層必須保證清潔，以防催化劑污染和堵塞。

(3)建議在調(diào)試實驗前安裝催化劑模塊，安裝后盡早初次運行反應器，也就是說，試運行前的時間越短越好。脫硝反應器90反應器殼外部設有加固肋及保溫層，在反應器側(cè)壁對應催化劑部位應設置催化劑裝載門和人孔，前者用于將催化劑模塊裝入或更換，后者用于機組停運時進入檢查或檢測催化劑模塊。催化劑模塊裝入鋼箱便于運輸、安裝和起吊，防止催化劑的破損。催化劑模塊與箱體外殼之間以及箱體與箱體頂部間隙之間都裝有密封裝置，以防止未處理煙氣的泄漏以及外部振動的影響。箱體底部有一個用于固定的支撐格柵，箱體頂部設有不銹鋼保護格柵，避免外來物磨損催化劑。

脫硝反應器912．SCR催化劑層的布置及更換方案催化劑層通常采用2+1或3+1的布置方案，初期運行時只填裝2層(或3層)催化劑，運行中催化劑活性逐漸衰減，當脫硝效率不能滿足設計要求時，填裝預留層，以后逐層更換催化劑

這種布置及更換方案增加脫硝效率，有效延長催化劑的壽命，節(jié)省SCR運行費用。

脫硝反應器923．吹灰器聲波和蒸汽兩種吹灰技術(shù)脫硝反應器939495吹灰器耙式蒸汽吹灰器的工作原理：將一定壓力和一定干度的蒸汽，從吹灰器噴口(從伸縮桿的耙上噴嘴中)高速噴出，對積灰的受熱面進行吹掃，以達到清除積灰的目的。蒸汽吹灰的動力壓力決定了清灰的有效性。聲波吹灰器工作原理：利用金屬膜片在壓縮空氣的作用下彎曲震動產(chǎn)生低頻、高能聲波，通過擴聲筒將聲波放大，由空氣介質(zhì)把聲能傳遞到相應的積灰點，產(chǎn)生共振清除設備上的堆積灰塵，再由重力或氣流將灰塵帶走

脫硝反應器96如某廠蒸汽吹灰：每層裝3臺IK-525SL耙式吹灰器，由DCS進行運行控制。從上至下依次順序吹灰。吹灰蒸汽從鍋爐吹灰蒸汽管道減壓站之后引接。97如某廠聲波吹灰系統(tǒng)每臺SCR使用9個DC-75喇叭，第一層4個、第二層5個、第三層5個（預留）。清灰的順序為每次在一層上運行兩臺聲波喇叭，這一對喇叭或第9個喇叭每次運行十秒鐘，一循環(huán)的間隔為十分鐘。1、脫硝反應系統(tǒng)98關(guān)于吹灰器在美國，用于SCR的聲波吹灰器比例越來越高，有超過蒸汽的趨勢。新項目約有50%采用聲波。主要原因有：價格便宜，初投資便宜。運行成本低，Migrant電廠原來用蒸汽吹灰，每天的成本為40.5美元，而換聲波后，僅為3.75美元。吹灰性能較好。Drakesboro電廠進行了徹底的聲波與蒸汽吹灰器的比較：2號機組為蒸汽吹灰，而將1號就全部改成聲波吹灰，進行相同條件比較。結(jié)果就吹灰性能而言二者沒有顯著差異。于是做出決定用聲波替換蒸汽。系統(tǒng)簡單，維護方便。蒸汽系統(tǒng)涉及高溫管道閥門支吊架，系統(tǒng)較復雜，設計安裝維護費事。1、脫硝反應系統(tǒng)99聲波吹灰器和蒸汽吹灰器的技術(shù)特點比較：①蒸汽吹灰器使用蒸汽直接吹掃，吹灰強度大，對結(jié)渣性較強、灰熔點低、較粘的灰比較有效；聲波吹灰器利用聲能吹灰，吹灰強度不高，對于已結(jié)渣和粘性強的積灰作用不大。②聲波吹灰器安裝簡便，價格便宜，運行成本低，系統(tǒng)簡單，維護方便。③兩種吹灰方式在反應器內(nèi)的充滿度也有較大差異。蒸汽吹灰留有“死角”，聲波清灰不留死角，效率較高。④蒸汽吹灰方式引入蒸汽作為吹灰介質(zhì)，使煙氣濕度增加，不僅會提高煙氣露點，而且蒸汽的直接沖刷會磨損催化劑的表面，產(chǎn)生疲勞損傷。長期運行可使催化劑失效，甚至發(fā)生腐蝕和堵塞的危險。聲波吹灰器沒有引入其他吹灰介質(zhì)，是非接觸式的清灰方式，因此對催化劑沒有類似的副作用。⑤聲波吹灰器發(fā)出的聲波頻率如與管壁頻率相近，容易產(chǎn)生共振，破壞結(jié)構(gòu)。在一定頻率范圍內(nèi)，聲波吹灰器運作產(chǎn)生的噪音會對周圍的人體產(chǎn)生危害。

1、脫硝反應系統(tǒng)1004．采樣裝置進口處任意點的NOx濃度相同，NOx的濃度測試不采用多點抽氣采樣混合分析，而是直接進行在線分析。出口處采用多點抽氣采樣混合分析，因為在SCR反應器中的催化劑的作用下NOx被還原，由于催化劑的堵塞與否或噴氨量等的差異，在不同點處的NOx濃度可能差異較大。由于測試點較多，所需煙氣量較大，所以需要設置采樣風機。

101(三)還原劑儲存及供應系統(tǒng)

系統(tǒng)包括液氨卸料壓縮機、液氨儲罐、液氨蒸發(fā)器、氨氣緩沖槽、稀釋風機、混合器、氨氣稀釋槽、AIG(氨的噴射裝置)、廢水泵、廢水池及安全裝置等。102

SCR系統(tǒng)原則性工藝流程圖103(1)液氨卸料壓縮機氨壓縮機的作用造成氣體壓差輸送液氨和將殘余氨氣回凝

還原劑儲存及供應104靠壓差輸送液氨卸氨時液氨貯罐與液氨槽車罐之間用液相管和氣相管相連。通常情況下，管道打開，液氨流動到兩罐液位高度相同時自行停止。此時如果對液氨槽車罐加壓，并使壓力足以克服連接管道阻力和兩罐之間的液位差，則液氨會從槽車罐迅速流入貯氨罐。氨壓縮機可以完成此項工作。氨壓縮機將貯氨罐氣相空間的氨氣抽到槽車罐氣相空間，使槽車罐內(nèi)壓力增加，貯氨罐內(nèi)壓力降低，促使液氨從槽車罐通過液相罐流入貯氨罐。在壓縮過程中，液氨氣體溫度升高，使槽車罐內(nèi)壓力在增高，加速液氨流入貯氨罐。還原劑儲存及供應105殘余氨氣回凝液化流程1-底部剩余氣體；2-氣體管道；3-液體管道(在氨氣重新冷凝時關(guān)閉)；4-液氨106殘余氨氣回凝殘余氨氣回凝液化工藝與液氨輸送的工藝相反。當槽車罐內(nèi)液氨卸完，僅剩有殘余液氨時，便會氣化占據(jù)整個空間。此時卸氨時從貯氨罐壓縮來的氨氣也充滿槽車罐并使其具有一定壓力。為了充分利用這部分氨氣，通常在卸氨過程結(jié)束時，將氨壓縮機的四通閥反向，在不改變氨壓縮機轉(zhuǎn)向的情況下，再把槽車罐內(nèi)的氨氣抽到貯氨罐液相之中，使被壓縮的過程氨氣回凝液化。還原劑儲存及供應107圖氨壓縮機組示意1-氨液分離器；2-液位控制開關(guān)；3-四通閥；4-止回閥；5-進氣壓力表；6-出氣壓力表；7-油尺；8-機油壓力表；9-過濾器；10-泄流閥；11-底座；12-電機108下表氨壓縮機主要故障109故障名稱故障原因生產(chǎn)效率低閥門折斷或漏氣，活塞環(huán)磨損，進氣過濾器堵塞，四通閥潤滑不良機器過熱閥門漏氣，活塞環(huán)磨損，過濾器堵塞，進氣或環(huán)境溫度過高，壓縮比過大，負荷不均衡，散熱片臟污敲擊等不正常聲響閥門折斷，皮帶過松，連桿銷套磨損嚴重，連桿軸承磨損，負荷不均衡，活塞或密封松動機器內(nèi)有油推桿密封磨損，活塞或密封磨損間隙過大活塞環(huán)磨損不正常過濾器堵塞，進氣或氣溫高，壓縮比過大負荷不均衡，活塞或密封緊固松動，推桿密封損壞還原劑儲存及供應110故障名稱故障原因油軸室排氣孔排氣推桿密封磨損嚴重，活塞或密封磨損底座四周漏油曲軸室油帶進汽缸、油封損壞無油壓曲軸室無油，齒輪泵工作不正常震動過大閥門折斷，皮帶松弛，飛輪松動，連桿銷套磨損嚴重，連桿軸承磨損，負荷不均衡，壓縮機及底座安裝不良，電機軸承磨損電機過熱或啟動器自動跳閘電壓低，電機連線錯誤，壓縮機超負荷，電機短路，電機軸承磨損，啟動器熱阻絲型號不符還原劑儲存及供應111(2)液氨儲罐工程共設計2個儲罐，一個液氨儲罐可供應一套SCR機組脫硝反應所需還原劑一周左右。安穩(wěn)電廠：在設計條件下，每天運行24小時，連續(xù)運行5天的消耗量考慮。儲罐上安裝緊急關(guān)斷閥和安全閥做為儲罐液氨泄漏保護所用。儲罐還裝有溫度計、壓力表、液位計和相應的變送器將信號送到主體機組DCS控制系統(tǒng)，當儲罐內(nèi)溫度或壓力高時開啟冷卻水。當儲罐罐體溫度高時報警，當壓力高時開啟廢水箱上氣動閥。還原劑儲存及供應112(3)液氨蒸發(fā)器液氨蒸發(fā)所需要的熱量可采用電加熱器或蒸汽加熱的方式來提供。蒸汽加熱器的控制系統(tǒng)較電加熱復雜，采用蒸汽加熱比采用電加熱的投資大；從運行費用上講電加熱器的電耗高，加熱元件易損，運行費用高。還原劑儲存及供應113如某廠蒸汽蒸發(fā)器液氨蒸發(fā)器為螺旋盤管（1.4m)式。管內(nèi)為液氨，管外為溫水浴，以蒸氣直接噴入水中加熱至40℃，再以溫水將液氨氣化，并加熱至常溫。蒸氣流量受蒸發(fā)器本身水浴溫度控制調(diào)節(jié)。當水的溫度過高時報警，超過最高值時則切斷蒸汽來源，并在控制室DCS上報警顯示。在氨氣出口管線上裝有溫度檢測器，當溫度低于10℃時切斷液氨進料，使氨氣至氨氣罐維持適當溫度及壓力。與蒸發(fā)器連通的氣氨罐上裝有壓力控制閥將氣氨壓力控制在2.1kg/cm2。當出口壓力達到3.8kg/cm2時，則切斷液氨進料。還原劑儲存及供應114如某廠電加熱蒸發(fā)器設備采用電加熱乙二醇水溶液而間接加熱液氨來使用液氨蒸發(fā)，從而提供符合要求的氨氣。本設備由外加熱容器、電加熱管及內(nèi)容器組成。液氨蒸發(fā)量：設計366.6kg/h,最大401kg/h，最小94.2kg/h；加熱溶液：30%（wt）乙二醇水溶液，操作溫度：≤80℃，操作壓力：常壓；還原劑儲存及供應安穩(wěn)電廠采用蒸汽加熱的方式來提供熱量。115116(4)氨氣緩沖槽(氣氨罐)從蒸發(fā)器蒸發(fā)的氣氨流進氣氨罐，通過調(diào)壓閥減壓成2.1kg/cm2，再通過氣氨輸送管線送到鍋爐側(cè)的脫硝系統(tǒng)。氣氨罐的作用即在穩(wěn)定氣氨的供應，避免受蒸發(fā)器操作不穩(wěn)定所影響。氣氨罐上也有安全閥（啟跳壓力為0.8MPa)可保護設備。當停蒸發(fā)系統(tǒng)時氣氨罐中的氨留在罐中，使下次啟動可快速達到要求壓力。還原劑儲存及供應117(5)稀釋風機系統(tǒng)稀釋風機系統(tǒng)每爐各設置二臺高壓風機，并互為備用。在風機進口設有氣動風門，用于自控的啟動和切換。為了防止風機切換時空氣倒流，在風管并流之前設置止回閥。為了監(jiān)視二個反應器噴氨稀釋風運行情況，在風道上設置流量計。還原劑儲存及供應118

氨注射裝置(AIG)主要由噴射格柵、噴嘴和靜態(tài)混合器組成氨和NOx的混合程度對提高SCR工藝的脫硝效率具有極大的影響。①噴嘴流量可手動調(diào)節(jié)，建立與NOx的通量剖面相一致的氨的噴入劑量。②氨噴射格柵和噴射點的密度是影響混合均勻度的另一個重要因素。如某電廠：24個噴嘴均布煙道截面，噴嘴流量可手動調(diào)節(jié)（試運時）119噴射格柵和噴嘴120121122還原劑儲存及供應123氨/空氣混合器124(6)廢水箱廢水箱為立式水箱，水箱上部設有2米長的噴淋塔，水箱的液位由溢流管線維持，廢水箱設計連結(jié)由箱頂淋水和箱側(cè)進水。液氨系統(tǒng)各排放處所排出的氣氨由管線匯集后從廢水箱底部進入。通過分散管將氣氨分散入廢水箱水中，利用大量水來吸收安全閥、檢修排放的氣氨。還原劑儲存及供應125(7)排放系統(tǒng)系統(tǒng)緊急排放的氣氨則排放至廢水箱中，經(jīng)水的吸收排入廢水坑，再經(jīng)由廢水泵送至廢水處理廠處理。當夏季溫度達到33℃以上，氨儲罐上冷卻水系統(tǒng)啟動，冷卻噴淋水經(jīng)地面坡度進地溝，由地溝進廢水坑。冷卻水集中至地坑時，可開啟廢水泵，通過DN15管道進噴淋管補充部分噴淋水，即時通往污水處理閥手動關(guān)閉，通往噴淋管閥手動開啟，旁路閥手動開啟。消防監(jiān)控系統(tǒng)與自動噴淋系統(tǒng)聯(lián)鎖，噴淋水同樣進廢水坑。還原劑儲存及供應126(8)安全裝置液氨具有一定的腐蝕性，注意選用合適的材料滿足抗腐蝕要求。氨氣泄漏檢測報警系統(tǒng)備有氮氣吹掃系統(tǒng)安裝緊急噴淋系統(tǒng)。在貯罐區(qū)域，卸載區(qū)域和氨蒸發(fā)區(qū)域，安裝噴水系統(tǒng)用于在泄漏時吸收氨氣。設置洗眼淋浴站。氨站區(qū)域貯罐區(qū)內(nèi)外各布置有一套洗眼淋浴裝置，其水源由廠區(qū)自來水系統(tǒng)供給，用于在事故時就地操作人員與氨接觸后及時用水沖洗以保護眼睛和身體。還原劑儲存及供應127氣氨泄漏檢測器氨液易泄漏處及氨罐區(qū)域裝有氨氣泄漏檢測報警系統(tǒng)，并在控制室顯示大氣中氨的濃度，操作員可在控制室內(nèi)監(jiān)視氨區(qū)情況。當檢測器測得大氣中氨濃度過高時，在機組控制室會發(fā)出警報，并啟動消防聯(lián)動系統(tǒng)，打開雨淋閥在設備四周水霧噴淋。通過大量水噴淋使溢出氨在短時間內(nèi)被吸收。消除火災隱患。如某廠液氨儲存及供應系統(tǒng)周邊設有六只氣氨檢測器還原劑儲存及供應128備有氮氣吹掃系統(tǒng)脫硝工程中氨管，如卸料壓縮機、液氨儲槽、蒸發(fā)器、氣氨罐等都備有氮氣吹掃管線。在液氨卸料或系統(tǒng)閥門儀表檢修之前通過氮氣吹掃管線對以上設備分別要進行嚴格的系統(tǒng)嚴密性檢查和氮氣吹掃，防止氣氨泄漏和與系統(tǒng)中殘余的空氣混合造成危險。每次卸氨后要將閥門前管道中的氨用氮氣趕入廢水箱噴淋吸收，防止氨溢出。還原劑儲存及供應129130尿素制氨系統(tǒng)典型系統(tǒng)流程制氨系統(tǒng)有水解和熱解兩種方式：a)尿素水解制氨系統(tǒng)；b)尿素熱解制氨系統(tǒng)131典型尿素水解制氨氣系統(tǒng)工藝流程圖132尿素水解制氨氣的典型系統(tǒng)流程包括：a）運送至現(xiàn)場的顆粒尿素送入尿素顆粒儲倉，經(jīng)尿素計量罐加入尿素溶解罐中，于工藝冷凝水（或按比例補充的新鮮除鹽水）中充分溶解，以配制一定濃度的尿素溶液。溶解罐中工藝冷凝水（或除鹽水）通過蒸汽加熱維持在40℃左右，溶解罐設置有攪拌器。溶解罐中的尿素溶液通過尿素溶液泵送入尿素溶液儲罐中；b）供給泵將尿素溶液儲罐中的尿素溶液送入水解反應器；133c）尿素溶液在水解反應器中通過蒸汽加熱后產(chǎn)生水解，轉(zhuǎn)化為氨氣和二氧化碳，水解后的殘留液體盡可能回收至系統(tǒng)設備中重復利用，以減少系統(tǒng)熱損失。水解反應器的設計應保證溶液有足夠的停留時間，加熱蒸汽一般由汽機抽汽作為汽源；d）尿素水解后生成的氨氣/二氧化碳進入緩沖罐，再由緩沖罐送至氨和空氣混合器中與稀釋空氣混合后供應至鍋爐SCR氨噴射系統(tǒng)，氨氣供應管道加裝電動流量調(diào)節(jié)閥門，以控制氨氣供應量。134典型尿素熱解制氨氣系統(tǒng)工藝流程圖135a）尿素粉末儲存于儲倉，由螺旋給料機輸送到溶解罐里，用除鹽水將固體尿素溶解成40～50％（質(zhì)量分數(shù)）的尿素溶液，通過尿素溶液給料泵輸送到尿素溶液儲罐；b）尿素溶液經(jīng)由供液泵、計量與分配裝置、霧化噴嘴等進入絕熱分解室，稀釋空氣經(jīng)燃料加熱后也進入分解室，霧化后的尿素液滴在絕熱分解室內(nèi)分解；c）經(jīng)稀釋風降溫后的分解產(chǎn)物溫度約為260～350℃，經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進入SCR反應器。136(四)控制系統(tǒng)分為供氨控制系統(tǒng)和SCR控制系統(tǒng)。供氨控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)氨的卸載、儲罐的轉(zhuǎn)運，提供反應器所需的氨蒸氣以及儲罐各工藝參數(shù)的監(jiān)視及事故狀況下的應急處理，其主要的控制對象為氨壓縮機系統(tǒng)、儲罐、污水坑泵、氨蒸發(fā)器、氨卸載控制盤等。SCR控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)NOx脫除效率的控制及反應器各工況的監(jiān)視和吹灰控制，其主要控制對象為稀釋空氣風機、吹灰器、氨流量控制(脫硝效率、氨逃逸率)等1371.氨流量控制：常用的SCR控制系統(tǒng)是基于一個簡單的前饋環(huán)(帶反饋調(diào)整)。這個前饋環(huán)的基礎是煙道NOx排放量與隨負荷而變的所需氨注入量的試驗曲線。通過進口NOx濃度和煙氣流量的乘積來產(chǎn)生NOx流量信號，此信號乘上所需NH3/NOx摩爾比就是基本氨氣流量信號，同時將反應器出口NOx濃度與規(guī)定的NOx值進行比較，用反饋信號來修正噴氨量，一般不用氨逃逸量或脫硝效率作為反饋信號。1382．氨逃逸量的控制反應器出口控制氨逃逸濃度宜小于2.5mg/m3(SCR反應器出口煙氣中氨的質(zhì)量與煙氣體積之比。通常電廠控制在3ppm以內(nèi))，當氨逃逸濃度大于2.5mg/m3時，增大反應器出口NOx含量設定值，以降低脫硝率，減少噴氨量，維持氨逃逸濃度小于3ppm1393．脫硝效率的控制脫硝效率控制在80%，當鍋爐工況發(fā)生變化時，若實測的進、出口NOx濃度通過計算脫硝效率未達到80%時，減小反應器出口NOx含量設定值，以增大脫硝率；若脫硝效率大于80%時，增大反應器出口NOx含量設定值，以降低脫硝率。1404．催化劑反應器保護單元(1)反應器入口溫度太低將使脫硝效率降低，進而造成過高的氨逃逸率，氨與煙氣中水蒸汽、SO3反應生成硫酸氫銨(NH4HSO4)，故當溫度低于310℃后即關(guān)閉控制閥，停止噴氨并發(fā)出報警信號。(2)反應器入口溫度太高溫度過高，將引起催化劑燒結(jié)。故當溫度超過430℃后，催化劑反應器保護單元即關(guān)閉控制閥，停止噴氨并發(fā)出報警信號。(3)反應器壓差過高當催化劑床層壓差超過設定值時，發(fā)出報警信號1415．吹灰系統(tǒng)控制(1)吹灰器的所有控制和順序功能均由DCS實現(xiàn)。每臺反應器的吹灰器按從上至下的催化劑層依次運行，保證每臺反應器每次總是只有一臺吹灰器運行。為保證吹灰效果，吹灰蒸汽從鍋爐屏式過熱器蒸汽管道減壓站之后的一根主管引出，再由支管分別引入反應器的每個催化劑層吹灰器入口的本體控制閥。每臺吹灰器配有兩個限位開關(guān)，當吹灰器耙子完全伸出和完全收回時觸發(fā)。每臺吹灰器配有一對就地按鈕，保證在遠控失靈的情況下用于就地投退吹灰器。在運行過程中，嚴格控制吹灰汽源壓力(1.5～2.5MPa)和溫度，防止壓力和溫度過高損壞催化劑。(2)聲波吹灰系統(tǒng)控制。對SCR使用的聲波吹灰器，通過時間定時器功能進行設置，以便每層吹灰器按設定順序循環(huán)動作。142五、關(guān)鍵問題及解決方法催化劑失活還原劑的安全性煙氣旁路空預器的影響與改造脫硝系統(tǒng)與鍋爐主體的關(guān)系幾個重要參數(shù)的選擇（NH3的逃逸率和SO2/SO3轉(zhuǎn)化率）1431.催化劑失活(1)催化劑的燒結(jié)在鈦基釩類商用催化劑配方中加入鎢會最大限度地減少催化劑的燒結(jié)。SCR反應器在正常運行溫度工作時，燒結(jié)現(xiàn)象可以忽略。

144(2)煙氣中飛灰(煙塵)催化劑表面沉積的飛灰主要是一些粒徑小于5μm的顆粒，與煙氣中的飛灰相比，硫酸鹽化的顆粒數(shù)目明顯增加，As和Na等元素更容易在小顆粒上富集。為減少飛灰對催化劑的影響，可采取以下措施：①設置預除塵裝置以及在省煤器出口設置大截面灰斗和除灰格柵；②合理吹灰，降低飛灰在催化劑表面的沉積；③合適的煙氣均布措施；④選擇合適的催化劑類型及性能參數(shù)。如防止蜂窩狀催化劑堵塞應選用合適的催化劑節(jié)距和蜂窩尺寸；⑤選擇合適的催化劑量，增加催化劑的體積和表面積；⑥通過適當?shù)闹苽涔に?，增加催化劑表面的光滑度，減緩飛灰在催化劑表面的沉積。145(3)煙塵中堿金屬、堿土金屬、As一般指K、Na，其含量一般比Ca、Mg少得多。堿金屬可以直接與催化劑的活性位反應導致活性位喪失，主要是造成催化劑中V—OH的氫鍵被替換，催化劑的酸性下降，從而使催化劑失活。堿金屬與活性位的結(jié)合程度相對不是很大，但如果在有冷凝水存在的情況下，催化劑的失活性可能會成倍增加，因為這時它們更易于流動并滲入到催化劑材料的內(nèi)部。為了避免催化劑的堿金屬中毒，催化劑應該盡量避免潮濕環(huán)境，并且應使用蜂窩狀催化劑以減少堿金屬的影響。

146(3)煙塵中堿金屬、堿土金屬、As燃煤中CaO過高，催化劑活性將被削弱。我國煤中CaO含量相對較高，如電廠廣泛使用的神華煤灰分為9%～24%，而灰中CaO含量質(zhì)量分數(shù)為13%～30%。一般認為，CaO的堿性使催化劑酸性下降，但并不會造成催化劑活性的大幅下降。催化劑性能下降的主要原因是飛灰中的CaO與SO3反應，在催化劑表面形成一層CaSO4，并覆蓋住催化劑的活性位，阻止反應物擴散進入催化劑進行脫硝反應。147(3)煙塵中堿金屬、堿土金屬、AsSCR催化劑的砷中毒是由氣態(tài)砷的化合物不斷積聚，堵塞進入催化劑活性位的通道造成的。煙氣中氣態(tài)砷的主要形態(tài)為As2O3，主要沉積并堵塞催化劑的中孔，即孔徑在0.1μm到1μm之間的孔。當煙氣中存在大量的CaO時，As2O3會和CaO及煙氣中的O2發(fā)生反應，生成一種熱穩(wěn)定性非常高的化合物Ca3(AsO4)2，并且不會導致催化劑失活，所以當CaO和As2O3同時存在時，兩種物質(zhì)對于催化劑的影響會被大大削弱，但通常情況下，燃煤鍋爐排放的As2O3濃度會遠遠高于CaO。通過改變催化劑的微孔結(jié)構(gòu)和微孔分布可以有效地預防砷中毒，這一措施已經(jīng)被許多催化劑生產(chǎn)商采用。148(4)煙氣中SO3燃燒過程中將產(chǎn)生SO3

在催化劑中增加氧化釩的比例可以提高催化劑的脫硝活性，但同時也增加了SO2向SO3的轉(zhuǎn)化量，從而增加了煙氣中SO3的濃度。溫度對SO2向SO3的轉(zhuǎn)化有很大的作用，即使在低氧化釩含量甚至無氧化釩含量的催化劑中，仍然有部分SO2轉(zhuǎn)化成SO3。溫度較低時，煙氣中SO3與NH3反應產(chǎn)生硫酸銨和硫酸氫銨。硫酸銨和硫酸氫銨是細小的黏性顆粒149(4)煙氣中SO3防止銨鹽沉積采取的措施有①設計合理的催化劑配方，降低SO2的轉(zhuǎn)化率；②減少氨氣的逃逸量。如選擇合適的NH3/NOx摩爾比、合適的催化劑體積，以及合理的系統(tǒng)設計，特別是混合裝置的設計，使催化劑表面煙氣濃度達到均勻分布；③在低負荷情況下，當溫度達不到要求時停止噴氨。銨鹽的沉積只有在鍋爐低負荷運行，溫度低于銨鹽的凝結(jié)溫度時才有可能發(fā)生。150銨鹽沉積引起的催化劑堵塞，可以通過加熱的方式分解硫酸銨，恢復催化劑的部分活性，但長期高于允許溫度會使催化劑活性發(fā)生不可逆的變化。對空氣預熱器進行沖洗可以清除銨鹽沉積。151(5)催化劑的磨損磨損主要是由飛灰對催化劑表面的沖擊引起的。催化劑的磨損是氣速、飛灰特性、沖擊角度及催化劑特性的函數(shù)，因此高的煙氣流速和顆粒物濃度會加速這種磨損。除了高溫煙氣的沖刷，SCR系統(tǒng)中吹灰器的運行也會產(chǎn)生明顯的磨損現(xiàn)象。防止催化劑磨損采取的措施有：合理設計催化劑；選用合適的煙氣速度；應盡可能地除去煙氣中磨損性較強的大顆粒飛灰。在催化劑設計方面主要采取的措施有：①頂端硬化。②增加整體催化劑的壁厚，提高磨損裕量，以延長催化劑的機械壽命。此舉還有利于催化劑的清洗和再生。③使用均質(zhì)催化劑結(jié)構(gòu)152催化劑產(chǎn)生化學中毒后，活性失效，無法再生。一般由催化劑供貨商回收，對催化劑的基材處理后再次利用制作新的催化劑。失效催化劑回收處理流程為：分解催化劑模塊→拆分→模塊框金屬材料→廢料→失效催化劑→粉碎→工藝處理→回收。催化劑中毒1532.還原劑的安全性3.煙氣旁路

SCR反應器旁路增加SCR反應器旁路系統(tǒng)主要是因為當鍋爐處于低負荷運行的時候，反應器入口的溫度可能會下降到低于催化劑的最佳反應溫度區(qū)間，此外在鍋爐的停機以及開機運行期間，其溫度也會產(chǎn)生很大的波動，因此需要SCR反應器的旁路使煙氣繞過反應器，以避免在非活性溫度區(qū)間內(nèi)使