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空氣預熱器腐蝕積灰問題探討

目前國內形勢下，對燃煤電站的環保排放要求越來越嚴格，為了達到氮氧化物的排放標準，燃煤電站大量采用在煙道中噴入液氨或尿素等還原劑的方式以降低氮氧化物的排放量，在此過程中氨氣發生揮發而后隨著煙氣的排放而排放，造成氨逃逸現象。煙氣經過 SCR 裝置時，部分 SO2在催化劑的作用下發生氧化反應生成 SO3，SO3與逃逸的 NH3及水蒸氣發生化學反應生成 NH4HSO4和(NH4)2SO4。其中較多地生成 NH4HSO4，而(NH4)2SO4產生量很少，且為粉末狀，處于積灰中，對空氣預熱器幾乎無影響。而 NH4HSO4的沸點為 350 ℃，熔點為147 ℃ ， 空 預 器 的 冷 端 溫 度 較 低 ， 溫 度 區 間 處 于NH4HSO4熔點溫度范圍內，此時NH4HSO4的黏性很大，容易黏附煙氣中帶入的飛灰顆粒，將其吸附在空預器的冷端管壁上，造成管壁的腐蝕和積灰，增加了空預器阻力的同時降低了空預器的傳熱能力。不同煤種中硫元素含量的不同對空預器腐蝕的影響程度也不同，含硫量越高的煤種其煙氣中 SO3的濃度越大，生成的NH4HSO4越多，空預器的腐蝕積灰越嚴重。

對空預器的改造

脫硝系統中當氨的逃逸量為 1 μL/L 以下時，煙氣中的氨含量很少，NH4HSO4生成量也很少，此時空預器的堵塞現象較輕；當氨逃逸量增加到 2 μL/L時，空預器正常運行 0.5 年后發生明顯的堵塞現象；當氨逃逸量增加到 3 μL/L 時，空預器正常運行 0.5年堵塞現象嚴重。因此，控制氨逃逸量是保證空預器性能的關鍵。脫硝系統實際運行過程中，造成氨逃逸率高的原因主要是催化劑活性降低、NOx和NH3濃度場分布不均勻以及氨過噴。NOx和 NH3濃度場分布不均勻可通過調整噴氨的各閥門開關程度調整濃度場分布。SCR 催化劑的使用壽命一般為3 年。在催化劑使用 15 000～20 000 h 后，其活性通常約降低 1/3。此時如果要提高 NOx轉化率，需要增大催化劑的注入量，但這又會造成 NH3逃逸水平的 （＞5 μL/L）。因此，工程中采用通過預留催化劑將來層的方法來控制 NH3逃逸率，即在 SCR 投運的初始階段，使用 2 層或 3 層催化劑；2 年后，新增 l 層催化劑；3 年后，更換已到使用壽命的催化劑，確保 NH3逃逸率始終控制在 3 μL/L 以下。

合成氨工業中上、下行煤氣的余熱回收

合成氨是一項基礎化學工業，在化學工業中占有很重要的地位。合成氨生產從造氣開始直到氨的合成都伴隨著熱的過程。合理的利用和控制合成氨生產過程中放出的熱量，不僅可以節約生產中的能源消耗，降低生產成本，而且可以提高CO變換率及氨的合成率，前者屬于余熱利用，而后者屬于化學反應的熱控制，熱管技術在這兩方面都存在很大的開發潛力。