劉根水 阮燕

摘 要：SCR脫硝尿素?zé)峤庀到y(tǒng)中，稀釋風(fēng)機(jī)是一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，為了節(jié)能需要，目前的SCR脫硝尿素?zé)峤夤に囍邢♂岋L(fēng)均利用電廠(chǎng)的熱一次風(fēng)，但由于回轉(zhuǎn)式空預(yù)熱器漏風(fēng)等原因，熱一次風(fēng)內(nèi)含塵量一般較高，對(duì)稀釋風(fēng)機(jī)的磨損以及對(duì)后續(xù)的尿素?zé)峤夥磻?yīng)產(chǎn)生不利影響。

關(guān)鍵詞：多管除塵器；熱一次風(fēng)；稀釋風(fēng)機(jī)

1 前言

煙氣脫硝按還原劑性質(zhì)分為兩種：一種選擇性催化還原法（SCR）脫硝，另一種選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝。與SNCRS相比較，SCR最大的優(yōu)勢(shì)在于NOX去除率高，因此電廠(chǎng)煙氣脫硝大部分均采用SCR脫硝。SCR脫硝反應(yīng)的主要原理：是在一定的溫度和催化劑的作用下，還原劑有選擇地把煙氣中的NOX還原為無(wú)毒無(wú)污染的N2和H20。在工業(yè)應(yīng)用中SCR脫硝還原劑主要分為3種：液氨、氨水、尿素，還原劑為尿素時(shí)在運(yùn)輸過(guò)程中相對(duì)安全，這對(duì)日趨嚴(yán)重的道路運(yùn)輸安全至關(guān)重要。在還原劑采用尿素時(shí)，尿素制氨的工藝路線(xiàn)分為兩種：一種為尿素水解法，一種為尿素?zé)峤夥?，其中又以尿素?zé)峤夥橹髁鳌?/p>

2 尿素?zé)峤夥磻?yīng)原理

尿素?zé)峤夥⊿CR脫硝主要反應(yīng)原理是把尿素和去離子水進(jìn)行配比成尿素溶液，再通過(guò)泵和噴槍輸送至尿素?zé)峤鉅t中與稀釋風(fēng)進(jìn)行稀釋和尿素?zé)峤夥磻?yīng)，產(chǎn)生稀釋后的氨氣，再經(jīng)過(guò)噴氨格柵噴入煙道內(nèi)與煙氣進(jìn)行混合，再進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)與催化劑進(jìn)行反應(yīng)，以達(dá)到脫除煙氣中NOX的目的。這個(gè)過(guò)程中稀釋風(fēng)機(jī)是一個(gè)重要的設(shè)備，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中該設(shè)備卻一直有一個(gè)比較難解決的磨損問(wèn)題。

3 方案簡(jiǎn)介

一般尿素?zé)峤夥磻?yīng)溫度大約需要為450～550℃左右，這么高的溫度就需要一些技術(shù)手段來(lái)加熱熱解反應(yīng)入口風(fēng)量。在尿素?zé)峤膺@種工藝成型的最初階段，尿素?zé)峤馑璧臒犸L(fēng)主要采用電廠(chǎng)的輔助蒸汽加熱大氣至150℃左右，再通過(guò)燃油燃燒加熱的方式來(lái)達(dá)到熱解爐所需的反應(yīng)溫度。這種方式能耗較大，同時(shí)燃油燃燒產(chǎn)生的廢氣排放并不環(huán)保，為了進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能、環(huán)保降耗的要求。經(jīng)過(guò)實(shí)踐摸索，尿素?zé)峤夤に嚢l(fā)生了變化，將熱解反應(yīng)入口風(fēng)量改為采用空預(yù)熱器出口熱一次風(fēng)。熱一次風(fēng)出口溫度一般在溫度210℃左右、壓力2kPa左右，再通過(guò)稀釋風(fēng)機(jī)增壓及電加熱器加熱的方式來(lái)達(dá)到尿素?zé)峤夥磻?yīng)所需的溫度，從而達(dá)到更加節(jié)能、環(huán)保目的。但由于回轉(zhuǎn)式空預(yù)熱器漏風(fēng)等原因，熱一次風(fēng)內(nèi)含塵量較高，對(duì)之后的稀釋風(fēng)機(jī)設(shè)備磨損和尿素?zé)峤夥磻?yīng)產(chǎn)生許多不利的影響。普通的稀釋風(fēng)機(jī)葉輪、外殼在這種高溫及高含塵情況下，磨損嚴(yán)重、使用壽命極短，對(duì)整個(gè)脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行極為不利。

項(xiàng)目實(shí)踐中考慮過(guò)將稀釋風(fēng)機(jī)葉輪、外殼及等磨損的部位均更換成合金材質(zhì)，但這樣一來(lái)設(shè)備的使用成本及造價(jià)太高，同時(shí)更換了稀釋風(fēng)機(jī)的材質(zhì)只解決了稀釋風(fēng)機(jī)設(shè)備的磨損問(wèn)題，而熱一次風(fēng)含塵量高影響尿素?zé)峤夥磻?yīng)的問(wèn)題并沒(méi)有得到解決?；谝陨蠁?wèn)題，最終方案采用在熱一次風(fēng)接口位置處加裝一套多管旋風(fēng)除塵器裝置，降低熱一次風(fēng)中的含塵量。

4 多管旋風(fēng)除塵器

多管旋風(fēng)除塵器原理是利用離心分離的原理進(jìn)行工作，當(dāng)含塵氣體經(jīng)除塵器入口進(jìn)入按等高排列的旋流子的切口入口，顆粒在旋流子內(nèi)受離心力的作用被分離出來(lái)，經(jīng)灰斗排出，被凈化的氣體經(jīng)芯管排出，達(dá)到凈化煙氣的目的。

多管除塵器除塵過(guò)程可分為3個(gè)步驟如下：

4.1 階式分流

由于壓差不同和流動(dòng)阻力的存在，煙氣經(jīng)管道進(jìn)入除塵體內(nèi)，必須經(jīng)過(guò)分流，保證每個(gè)旋流子進(jìn)氣均衡，才能確保均列分布的每個(gè)除塵旋流子達(dá)到合理、均衡的除塵效果。多管除塵器采用內(nèi)部臺(tái)階式分布導(dǎo)流板的設(shè)計(jì)方式，使靠近進(jìn)氣口的旋流子獲得更大的進(jìn)氣空間，以此平衡該處煙氣較小的流動(dòng)能力。

4.2 慣性、重力除塵

旋流子進(jìn)氣口由4個(gè)與軸向成一定角度的螺旋型導(dǎo)流片組成。進(jìn)入旋流子的煙氣將以螺旋向下方式沿內(nèi)壁高速旋轉(zhuǎn)，截面流速控制在3～5m/s之間，作用于煙塵粒子上的離心力是重力的數(shù)十倍。煙氣在強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的離心力會(huì)將密度遠(yuǎn)大于氣體的煙塵顆粒甩向旋風(fēng)子筒壁，塵粒一旦與內(nèi)壁接觸碰撞，便失去慣性力而靠入口速度的動(dòng)量和自身的重力沿內(nèi)壁面下落進(jìn)入灰斗；同時(shí)旋轉(zhuǎn)下行的氣體在到達(dá)旋流子圓錐形底部后，沿軸心線(xiàn)向上折返，形成上升的內(nèi)旋氣流經(jīng)由旋流子的上出氣口排出。

4.3 次級(jí)除塵

煙氣在經(jīng)過(guò)上述分離除塵后，考慮到高速氣流還將攜有部分細(xì)微的顆粒，特別在氣流渦流區(qū)設(shè)置了三層慣性錐形柵格環(huán)，對(duì)細(xì)微顆粒進(jìn)行二次捕集，細(xì)小粉塵漂動(dòng)至旋流子管芯附近時(shí)，因慣性力作用碰撞在錐形柵格環(huán)上，瞬間能量減小，隨氣流反彈至旋風(fēng)子錐形筒壁周?chē)c下降中氣流落入一同灰斗，使除塵效率進(jìn)一步得以提高。另外，每個(gè)旋流子圓錐形底部出口相互隔離，從而保證每個(gè)旋流子獨(dú)立除塵，氣流不互相竄擾，進(jìn)而使除塵效率提高。

多管旋風(fēng)除塵器由支腿、灰斗、本體、旋流子4部分組成。旋流子是該設(shè)備的重要組成部件，旋流子由耐酸陶瓷燒制而成。其內(nèi)壁光滑，除塵效率高；另外耐酸陶瓷具有較高的耐磨、耐腐蝕性能。

5 結(jié)論和建議

通過(guò)多管除塵器在稀釋風(fēng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，解決了稀釋風(fēng)機(jī)本體及葉輪的磨損問(wèn)題，也解決了熱一次風(fēng)含塵量高對(duì)尿素?zé)峤夥磻?yīng)的影響，并且多管除塵器的造價(jià)成本遠(yuǎn)低于改造稀釋風(fēng)機(jī)材質(zhì)變更為合金材質(zhì)的費(fèi)用。同時(shí)增加了稀釋風(fēng)系統(tǒng)中各設(shè)備的使用受命，減少了稀釋風(fēng)系統(tǒng)中關(guān)鍵設(shè)備備件的更換次數(shù)，降低了使用成本達(dá)到了經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的目的。多管除塵器的使用操作簡(jiǎn)單，只需設(shè)置電動(dòng)鎖氣的運(yùn)行開(kāi)關(guān)頻率，即可達(dá)到自動(dòng)排灰、自動(dòng)運(yùn)行控制的目的，實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化控制。

參考文獻(xiàn)

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[2]張強(qiáng)著.燃煤電站SCR煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

（作者單位：浙江浙大網(wǎng)新機(jī)電工程有限公司）