脫硝效率?能否達到環(huán)保要求。
氨逃逸率?是否在允許范圍內(nèi)（保護下游設備）。
還原劑消耗量?即運行成本。
系統(tǒng)運行的可靠性與穩(wěn)定性，避免堵塞、磨損和腐蝕。
因此，在選擇和設計脫硝噴射系統(tǒng)時，必須進行嚴謹?shù)哪M計算和詳細的工程設計，以確保其長期穩(wěn)定高效運行。
]]>催化劑堵塞：原因包括吹灰不力、長時間低溫運行生成銨鹽、大顆?；页练e等。對策是優(yōu)化吹灰、避免低溫噴氨、檢查省煤器是否泄漏等。
催化劑中毒：
堿金屬中毒：可逆性差，需嚴格控制燃料或煙氣中的堿金屬含量。
砷中毒：來自燃料，會堵塞催化劑孔道。
鈣中毒：飛灰中的CaO與SO?反應生成CaSO?，覆蓋在催化劑表面。
SO?/SO?轉化率升高：催化劑中的活性組分在催化脫硝反應的同時，也會催化SO?氧化為SO?。過高的SO?會與氨生成銨鹽，并提高酸露點，造成腐蝕。需選擇合適的低轉化率催化劑。
SCR脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行是一個系統(tǒng)工程，關鍵在于：
精細：精細化的設計、精細化的操作和精細化的調(diào)整。
協(xié)同：與整個鍋爐系統(tǒng)及上下游環(huán)保設施協(xié)同運行。
預防：以預防性維護為主，通過定期檢查和分析，提前發(fā)現(xiàn)并解決問題。
安全：始終將氨區(qū)的安全運行放在首位。
遵循這些注意事項，可以有效保障SCR系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行，實現(xiàn)環(huán)保達標與經(jīng)濟運行的平衡。
]]>催化劑的管理與維護：
定期吹灰：嚴格執(zhí)行吹灰程序，防止催化劑通道被飛灰堵塞。吹灰介質(zhì)（蒸汽或聲波）的選擇和吹灰頻率要根據(jù)實際積灰情況確定。
性能檢測：定期分析出口NOx、SO?/SO?轉化率、氨逃逸等數(shù)據(jù)，評估催化劑活性下降情況。
檢查與測試：每次停爐檢修時，必須進入反應器檢查催化劑模塊是否存在堵塞、磨損、沖蝕、塌陷等情況，并取樣進行實驗室活性測試。
壽命管理：根據(jù)性能檢測和檢查結果，制定催化劑的再生或更換計劃。再生活性通常不能恢復到100%，且有一定比例損耗。
氨系統(tǒng)安全維護：
定期對氨區(qū)的設備、管道、閥門進行泄漏檢測和安全閥校驗。
確保所有安全防護設施（噴淋、吸收裝置）處于良好備用狀態(tài)。
對操作人員進行定期的安全培訓和應急演練。
儀表與控制的維護：
NOx/O?分析儀：定期進行標定和校驗，確保測量準確，這是控制噴氨的基礎。
氨逃逸監(jiān)測：氨逃逸在線監(jiān)測儀表精度高、維護量大，需要精心維護以保證其可靠性。也可以采用定期取樣離線分析的方法進行比對。
流量與壓力儀表：確保所有參與控制的儀表準確可靠。
]]>溫度控制：
嚴格在溫度窗口內(nèi)運行：啟動和低負荷運行時，尤其要監(jiān)控煙氣溫度。當溫度低于催化劑允許的最低溫度時，應停止噴氨，防止硫酸氫銨（ABS）生成，堵塞和腐蝕下游設備（如空預器）。
避免高溫超溫：鍋爐異常運行（如滅火再點火）可能導致煙氣溫度瞬間超高，造成催化劑永久性燒結失活。
氨逃逸控制：
核心監(jiān)控參數(shù)：氨逃逸是SCR運行最重要的指標之一。過高的氨逃逸會導致：
空預器堵塞和腐蝕：與SO?反應生成硫酸氫銨，該物質(zhì)在150-230℃溫度區(qū)間為粘稠狀，會粘附粉塵，堵塞空預器換熱元件，并造成腐蝕。
飛灰污染：氨與飛灰結合，影響飛灰品質(zhì)，不利于綜合利用。
優(yōu)化噴氨：根據(jù)出口NOx濃度和氨逃逸儀的反饋，精細調(diào)整AIG各噴口的流量，實現(xiàn)“精準噴氨”，在保證脫硝效率的同時最小化氨逃逸。
噴氨優(yōu)化調(diào)整：
定期進行噴氨優(yōu)化調(diào)整試驗，通過測量催化劑入口截面的流速、NOx濃度和NH?濃度分布，調(diào)整AIG閥門開度，使流場和摩爾比分布達到最優(yōu)。這不是一勞永逸的工作，應在大修后或性能下降時進行。
與上下游工藝的協(xié)同：
與燃燒調(diào)整協(xié)同：首先通過低氮燃燒技術降低入口NOx濃度，減輕SCR系統(tǒng)的負擔，降低噴氨量和運行成本。
與脫硫、除塵系統(tǒng)協(xié)同：關注SCR運行對下游空預器、除塵器、脫硫系統(tǒng)的影響。例如，控制氨逃逸就是為了保護空預器；脫硫系統(tǒng)的廢水有時可以用于沖洗空預器。
]]>催化劑選型與設計：
催化劑類型：根據(jù)煙氣成分（如SO?、粉塵、堿金屬含量）、溫度窗口、脫硝效率要求等，選擇合適的催化劑類型（如釩鈦系、沸石系等）。
空速與催化劑體積：合理設計煙氣空速和催化劑體積，確保在規(guī)定的壽命期內(nèi)達到脫硝效率?？账龠^高會導致脫硝效率下降和氨逃逸升高。
層數(shù)設計：通常設計2+1或3+1層（即初始安裝2或3層，預留1層備用），為未來環(huán)保要求提高或催化劑失活預留空間。
反應器與流場設計：
流場均勻性：反應器入口前的煙道和導流板設計必須保證煙氣在催化劑截面速度分布均勻、溫度分布均勻、NH?/NOx摩爾比分布均勻。這是防止局部磨損、堵塞和氨逃逸過高的關鍵。
溫度控制：SCR催化劑有最佳反應溫度窗口（通常為300-400℃）。設計必須確保煙氣溫度穩(wěn)定在此窗口內(nèi)，避免過高（導致催化劑燒結）或過低（導致銨鹽沉積和堵塞）。
氨/還原劑系統(tǒng)：
噴射系統(tǒng)：氨噴射格柵（AIG）的設計應確保氨氣與煙氣充分、均勻混合。每個噴嘴應有獨立的流量調(diào)節(jié)閥，以便在實際運行中進行精確調(diào)整。
安全設計：氨區(qū)（液氨儲罐）屬于重大危險源，必須嚴格遵守防火、防爆、防泄漏規(guī)范，設置噴淋、圍堰、氣體檢測報警和應急處理設施。使用尿素制氨方案安全性更高，但系統(tǒng)更復雜。
]]>高塵布置：位于鍋爐省煤器之后、空氣預熱器和除塵器之前。
優(yōu)點：煙氣溫度高，適合催化劑反應，無需再加熱，投資和運行成本較低。
缺點：煙氣含塵量高，催化劑磨損和堵塞嚴重，飛灰中的有害物質(zhì)（如砷）可能使催化劑中毒。這是最常用的布置方式。
低塵布置：位于除塵器之后、脫硫塔之前。
優(yōu)點：煙氣含塵量大幅降低，減輕了催化劑的磨損和堵塞，延長了催化劑壽命。
缺點：煙氣溫度有所降低，可能需要換熱器來升溫，系統(tǒng)相對復雜。
尾端布置：位于整個煙氣處理系統(tǒng)的最末端（脫硫塔之后）。
優(yōu)點：煙氣最“干凈”，粉塵和SO?含量極低，催化劑壽命最長。
缺點：煙氣溫度已降至露點以下，必須重新加熱到反應溫度，能耗和運行成本最高。通常用于改造項目或特定工況。
在討論脫硝技術之前，必須了解熱風爐煙氣的特殊性，這與電站鍋爐有很大不同：
溫度波動大：熱風爐通常采用“蓄熱式”工作，周期性地在“燃燒期”和“送風期”之間切換。
燃燒期：煙氣溫度較高，通常在?300~450℃?之間。
送風期：沒有煙氣排出。
這種周期性的溫度變化對脫硝技術的穩(wěn)定運行提出了挑戰(zhàn)。
NOx濃度中等：熱風爐的NOx濃度通常在中低水平，范圍大約在?200~500 mg/m3（約100~250 ppm），但一些老舊或運行不佳的爐子可能更高。
氧含量高：為了保證煤氣完全燃燒，熱風爐通常會在過剩空氣下運行，導致煙氣中氧含量較高，通常在?10%~15%?甚至更高。
污染物相對單一：主要污染物是NOx和粉塵，SOx濃度通常較低（取決于燃料）。
針對熱風爐的特點，目前主流且可行的脫硝技術主要有以下：
這是目前應用最廣泛、最成熟、效率最高的脫硝技術。
原理：在催化劑作用下，向煙氣中噴入還原劑（通常是氨水或尿素），在特定溫度窗口內(nèi)（通常是300-420℃），將NOx選擇性還原為無害的N?和H?O。
在熱風爐上的應用關鍵點：
溫度窗口匹配：SCR催化劑需要在最佳溫度范圍內(nèi)工作。幸運的是，熱風爐燃燒期的煙氣溫度（300~450℃）正好落在中溫催化劑的活性窗口內(nèi)，這是SCR技術能成功應用于熱風爐的根本原因。
應對溫度波動：由于送風期沒有煙氣，SCR系統(tǒng)需要設置旁路和保溫措施，以防止催化劑在非運行期間溫度過低或受到?jīng)_擊。系統(tǒng)設計需要能夠適應這種間歇性運行。
高氧含量的優(yōu)勢：SCR反應需要氧氣，熱風爐的高氧環(huán)境反而有利于反應的進行。
布置方式：通常采用高塵布置，即SCR反應器位于熱風爐本體和余熱回收系統(tǒng)（如換熱器）之間。這樣可以充分利用煙氣熱量，避免煙氣再加熱的巨大能耗。
原理：在不使用催化劑的情況下，將還原劑（通常是氨水或尿素）噴入高溫煙氣中（通常在850~1100℃），在此溫度下，還原劑與NOx發(fā)生反應，生成N?和H?O。
在熱風爐上的應用關鍵點：
溫度窗口難以匹配：SNCR所需的反應溫度窗口非常高（850~1100℃）。這個溫度區(qū)域通常位于熱風爐的燃燒室內(nèi)。要實現(xiàn)有效脫硝，必須找到并精準地將還原劑噴射到這個高溫區(qū)域。
脫硝效率較低：SNCR的脫硝效率通常只有?30%~50%，遠低于SCR的80%~90%以上。
氨逃逸問題：如果噴氨點溫度不合適或混合不充分，容易導致未反應的氨氣（氨逃逸）排入大氣，造成二次污染。
應用場景：SNCR更多用于對脫硝效率要求不高、場地受限或投資預算較低的改造項目。對于新建項目，SCR是更主流的選擇。
這是目前世界上技術最成熟、應用最廣泛的脫硫技術。它對燃燒后產(chǎn)生的煙氣進行凈化。根據(jù)脫硫產(chǎn)物的干濕狀態(tài)，可分為濕法、干法和半干法。
爐內(nèi)噴鈣：
將石灰石或消石灰直接噴入窯爐的高溫區(qū)。石灰石在高溫下分解成CaO，再與SO?反應。
優(yōu)點：系統(tǒng)最簡單。
缺點：反應條件苛刻，效率較低（40%-60%），通常作為初步脫硫。
尾部煙氣干法/半干法脫硫：
這是在窯爐出口、除塵器之前的煙道上實施的脫硫系統(tǒng)，是當前的主流技術。上述工藝流程描述的就是這種技術。
根據(jù)反應器的形式，可分為噴霧干燥法?和循環(huán)流化床法。
SDA：利用旋轉霧化器將石灰漿液霧化成極細的液滴，與煙氣接觸后水分迅速蒸發(fā)，形成干粉副產(chǎn)品。它介于干法和濕法之間，但副產(chǎn)品是干態(tài)的。
CFB-FGD：在反應塔內(nèi)，煙氣與大量循環(huán)的脫硫劑顆粒形成流化床狀態(tài)，劇烈湍流，混合極好，脫硫效率高（可達95%以上），鈣硫比低。
對于窯爐而言，干法/半干法脫硫是一種非常實用且經(jīng)濟的選擇。它通過在煙氣中噴入消石灰粉并輔以精確的增濕活化，在干燥狀態(tài)下高效地去除SO?。盡管其絕對脫硫效率可能略低于濕法，但其無廢水、系統(tǒng)簡單、投資運行成本低的核心優(yōu)勢，使其在水泥、石灰、鋼鐵、陶瓷等行業(yè)的窯爐煙氣治理中占據(jù)了主導地位。在選擇時，需要根據(jù)具體的排放標準、場地條件、投資預算和運行成本進行綜合權衡。
]]>脫硫劑制備與儲存系統(tǒng)：
外購的粉狀消石灰儲存在倉罐中。
通過定量給料機和輸送設備，將消石灰送入后續(xù)系統(tǒng)。
反應系統(tǒng)：
噴射系統(tǒng)：利用羅茨風機提供的壓縮空氣，通過專用的噴槍將消石灰粉末均勻、高速地噴射到煙道或反應器中。
反應器/增濕塔：這是核心反應場所。在這里，噴入的消石灰與煙氣充分混合。同時，通過高壓水泵和雙流體噴嘴，向反應器中噴入精細霧化的水珠，對煙氣進行“增濕降溫活化”。
除塵系統(tǒng)：
反應后的煙氣攜帶大量固態(tài)副產(chǎn)物和未反應的脫硫劑，進入袋式除塵器。
在除塵器濾袋表面，未反應的脫硫劑會形成一層“濾餅”，可以繼續(xù)與穿透的SO?反應，實現(xiàn)“二次脫硫”，進一步提高脫硫效率。
灰循環(huán)與排放系統(tǒng)：
為了節(jié)約脫硫劑，從除塵器收集下來的部分灰渣可以通過循環(huán)輸送系統(tǒng)，再次送回反應器入口進行再利用。
剩余的副產(chǎn)物作為固體廢物排出，外運處理。
優(yōu)勢：
系統(tǒng)簡單，占地小：特別適合現(xiàn)有窯爐的環(huán)保改造，對場地要求不高。
投資和運行成本低：相對于濕法脫硫，設備和土建投資都較小，運行維護簡單。
無廢水排放：整個過程是干態(tài)的，避免了廢水處理難題。
對窯況適應性強：啟?？焖?，能適應窯爐負荷的變化。
副產(chǎn)品為干態(tài)：易于處理和運輸，在水泥廠中有時可與原料一并處理。
挑戰(zhàn)與局限性：
脫硫效率相對有限：常規(guī)干法脫硫效率通常在80%-90%左右，難以達到濕法（>98%）的水平。但對于許多排放標準不是極端嚴格的窯爐來說已經(jīng)足夠。
脫硫劑消耗量大：由于氣固反應效率問題，鈣硫比（Ca/S）通常較高（1.5以上），導致消石灰消耗量較大。
對操作要求高：噴水量和噴粉量的控制非常關鍵。水少了，反應效率低；水多了，可能導致物料粘壁、堵塞，甚至腐蝕設備。
副產(chǎn)物價值低：產(chǎn)生的亞硫酸鈣和硫酸鈣混合物利用價值不高，通常作為固廢填埋。
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