锅炉烟气脱硝系统影响氨法脱硫运行总结

锅炉烟气脱硝系统影响氨法脱硫运行总结

马印宏

(中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司内蒙古鄂尔多斯017209)

摘要：自产合成氨的煤化工装置锅炉烟气通常采用“SNCR烟气脱硝+氨法脱硫”工艺组合，氨法脱硫系统运行中硫酸铵浓缩结晶恶化是较为严重的事故。本文介绍了一起由脱硝系统引起的脱硫系统硫酸铵结晶恶化事故，分析其发生原因，并提出了防控措施。

关键词：锅炉；烟气；脱硝系统；氨法脱硫；运行

1锅炉脱硫脱硝系统运行概况

在进行烟气脱硫的整体运行中，其需要对烟气SO2浓度≤50mg/Nm3。其整体的脱硫系统需要采用SNCＲ脱硝工艺进行多方面的处理，在保证其相应的锅炉脱硫效果全面的情况下，其需要对还原剂的整体情况进行全面性的分析，同时在NOX排放的过程中，其相应的浓度体系也在逐渐地改变。因此，在锅炉的全面运营中，其相应的浓度不大于100mg/Nm3，SNCＲ脱硝效率同样也需要进行较为明确的信息分析，其应当不低于80%。在进行SO2和NOX指标合格的控制中，其相应的合格率也在全面的控制中具有不同的控制效果。从整体的发展趋势上来看，其相应的合格率及合格等级也在逐渐性的降低。

2脱硫系统存在的问题

2.1脱硫岛系统水量不平衡的问题

在整体的脱硫系统的控制中，其经常会出现脱硫系统不平衡的情况。因此，为了能够使得其相应的脱硫控制效果更加显著。在进行浓缩段位液体的控制中，其系统水量一般需要保持在一个较为平衡的状态。其在持续性控制中，相应的水位高度为10m～11m(注:各电厂的烟气处理量不同，吸收塔液位高度也有差异)。这种高水位频繁溢流，导致塔压在液体水位的波动中同样会发生相应的改变。在整体的水位运行中，其相应的脱硫循环也会发生等层次的改变。因此，在进行离心泵机封冲洗水25t/h排向地坑回收系统进入脱硫塔的过程中，其相应的脱硫水量也在系统工艺的设计中容易出现水量的变化控制不明确的情况，当系统水量不平衡的时候，其相应的除雾器冲洗水总用量53t/h～60t/h。在烟气携带蒸发量的控制中，其相应的蒸发量在每小时多2t～8t水，这在很大程度上使得脱硫岛系统的运行不够明确。

2.2硫酸铵结晶效果差，浆液在分离控制效果并不明显

在进行锅炉除尘的整体处理中，其需要结合布袋除尘器的整体变化情况进行锅炉布袋的体系层控制，并且在进行硫酸铵的固定值方面，其通常需要将其密度数量值固定在1．258g/L～1．262g/L左右。从粉尘颗粒及硫酸核氨酸的变化上，其相应的小分子物质都是采用限量的单分子物质进行硫酸铵的整体处理。并且在进行晶核的靠拢中，其相应的离心分离的控制层效果也不够显著。其单层次的结晶抗体的效果也会不够明确。在进行离心机的分离中，需要对核氨酸的物质进行最小质量的控制。在进行SO2超标值的控制中，其需要对硫酸铵体系结构进行全面性的控制。

3应对措施

为防止今后再次出现类似结晶恶化事故，采取了如下防范措施。（1）水汽车间热电总控加强对脱硝系统的监控，根据锅炉工况及时调节，在确保进脱硫烟气NOx不超指标的前提下尽量降低稀氨水加入量。（2）生产调度室在尿素稀氨水浓度可能发生较大变化的工况下（如停车、停蒸发系统、高压系统排放、液氨或甲铵液较大量排放等），及时通知水汽热电总控，热电总控尽快调整并联系质检中心做稀氨水浓度临时分析。（3）水汽车间脱硫岗位加强系统工况监控，当浓缩段pH值超过3.5或结晶恶化、沉淀缓慢时，及时告知车间和调度。如系统其它参数无异常，及时通知热电总控确认脱硝系统工况。（4）热电锅炉脱硝系统稀氨水调节阀调节线性差，波动大，将氨水泵改为变频调节，避免稀氨水量的大幅波动。

4氨逃逸对锅炉运行影响的处理措施

利用CFD模拟优化SNCR系统的设计，并通过实时监测的烟气中NOx的浓度及烟气中氨逃逸量作为控制参数，对NH3•H2O溶液浓度进行相应调节，并根据锅炉的不同运行负荷（负荷不同，烟气温度不同）运行相应的喷射层，满足不同负荷下还原剂与烟气中的NOx在最佳的反应温度窗口范围内进行还原反应，同时根据实际锅炉截面及烟气状况保证在每个喷射截面上均能达到最佳的覆盖率，这些设措施不仅提高了脱硝效率，同时也减少了大量的氨逃逸，从而有效防止下游空预器腐蚀和堵塞及烟气阻力的增加，降低锅炉排烟温度，维持锅炉热效率不下降。

5水循环系统的脱硫处理

在进行整体的脱硫处理的过程中，其需要对循环水的冷却系统进行精密性的控制。一般情况下，其需要对离心泵机封冲洗水25t/h进行多层次水量的控制分析。并在集中水量的控制中，对工艺水系统中的缺陷进行控制。优化除雾器冲洗水及烟道水量的变化控制。并在硫酸铵的管壁控制中，对其不同的硫酸铵的变化情况进行系统结构的调整。这样，在进行水循环系统的控制中，其相应的脱硫处理效果也会十分明显。可以将脱硝喷射系统十只喷枪安装在锅炉两侧进行烟道改造。在进行分离器的整体控制中，其同样需要对水量的排放指标进行相应的明确。尤其是在NOX排放指标由之前的200mg/Nm3左右，控

制在了60mg/Nm3～80mg/Nm3。同时，其相应的氨水耗量也稍有增加。因此，在进行合格率的指标控制中，其相应的稳定率也在逐渐地提高。最终使得锅炉的脱硫控制效率得到相应提升。

6对锅炉本体结构影响的处理措施

a)喷枪结构优化。根据多年的工程实践经验和CFD模拟及其相关理论，针对SNCR脱硝系统设计出了一套具有该公司特色的专利喷枪，其有别于传统的脱硝喷枪，它是一种三轴共射式喷枪，包括还原剂通道、压缩空气通道Rotamix风通道，整个Rotamix喷枪由固定法兰固定在炉膛水冷壁或水平烟道壁上，喷枪外侧加装Rotamix风套管，喷枪头部的喷嘴采用螺纹连接。还原剂经还原剂入口进入还原剂喷射筒，在喷嘴处雾化到一定颗粒度；压缩空气由压缩空气入口进入压缩空气管路，将雾化的还原剂颗粒进一步破碎，同时由于压缩空气是“裹着”还原剂溶液一道喷入炉膛，从而使烟气与喷嘴、还原剂溶液与水冷壁之间起到隔离效果，防止喷嘴磨损和液滴滴落到水冷壁或耐磨材料上造成水冷壁或耐磨材料腐蚀爆管。而Rotamix风由Rotamix风入口管道送入喷枪，可将雾化的还原剂推射到炉膛内预想达到的空间与烟气混合扰动，同时还能使还原剂溶液在喷嘴出口迅速喷射及扩散，不至于还原剂溶液以液滴的形式直接滴落到锅炉水冷壁及耐磨材料上，造成锅炉本体结构损坏。因此本喷枪的主要特点是加了两路独具本公司技术特色的压缩空气风和Rotamix风，这两路风都能起保护锅炉本体的作用；b)喷枪安装运行方式优化。目前，国内大部分SNCR脱硝厂家，由于喷枪结构和安装方式不当，导致还原剂溶液滴到水冷壁管上，造成腐蚀。如图3所示为某节能环保科技有限公司一款典型的喷枪安装示意图。

喷枪与固定在水冷壁上的固定套管2通过螺栓与现焊法兰3连接，而Rotamix风管4伸出水冷壁管的距离由现焊法兰3来调整，一般保证20mm～50mm距离，同时安装时喷枪水平角度一般保持在5°～8°左右，这样沿着Rotamix风管4遗落下来的还原剂液滴就可快速排出喷射出去，有效保护了水冷壁或耐磨材料的腐蚀风险。喷枪的安装数量、间距等充分考虑保证雾化后的面积覆盖住整个烟气流通断面，同时Rotamix风的运行风压风量等充分考虑射流出去的还原剂溶液不会冲刷对面水冷壁或耐磨材料。

结束语

锅炉脱硝系统由于加入稀氨水，在非正常工况下会导致脱硫系统结晶恶化、出料困难，必须引起重视并严加防范，防止造成严重后果。

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