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1、脱硝系统氨逃逸形成的原因与控制措施一、概述某锅炉设计产汽能力220t/h，产出的9.80MPa （G）、540 C的过热蒸汽，2014年3月新建联合脱硝系统，包括 低氮燃烧系统，SNCR和SCR系统，通过SCR后NOx W 100mg/Nm3 ,氨逃逸W 5ppm，因环保要求日益严格，控制 NOxW65mg/Nm3，造成氨逃逸高于设计指标，严重影响锅炉 健康运行，因氨逃逸高，影响电场放电，造成锅炉输灰不 畅，停炉期间检查锅炉空预器有不同程度腐蚀和堵塞。二、氨逃逸高的原因氨逃逸是影响SCR系统运行的一项重要参数，实际生产过程中通常是多于理论量的氨到达反应器，反应后在烟 气下游多余的氨称为氨逃逸，
2、氨逃逸是通过单位体积内氨 含量来表示的。为了达到环保要求，往往需要一定过量的 氨，所以也对应着会有一个合适的氨逃逸值，该值设计为 不大于5ppm，但是往往实际运行中偏大，主要有以下因素：（1）每只氨喷枪喷氨流量分布不均，烟气中存在氨水局部分布不均，烟气流速不均匀，各喷枪出口的喷氨量差异较大，浓度高的地方氨逃逸相对高一些。（2）烟气温度，反应温度过低，NOx与氨的反应速率降低， 会造成NH3的大量逃逸，但是，反应温度过高，氨又会额外 生成NO，所以，NH3存在最佳的反应温度，在 SNCR氨的最佳反应温度800-1100 C； SCR反应器是以活性成分为 W03 和V205为催化剂蜂窝装模块，还原
3、剂为来自上游SNCR系统的氨逃逸作为还原剂，在催化剂的作用下，氨水与NOx在315380 C的温度区间内反应，生成氮气和水，达到脱 硝的目的，如果温度过高过低达不到反应效果，势必增加 氨逃逸。(3) 催化剂堵塞，脱硝效率下降，为了保持环保参数不超 标，会喷更多的氨，这将引起恶性循环，催化剂局部堵塞、 性能老化，导致催化剂各处催化效率不同，为了控制出口 参数，只能增加喷氨量，从而导致局部氨逃逸升高。(4) 雾化风量偏小，喷枪雾化不好，氨水与烟气不能充分 混合，将产生大量的氨逃逸。(5) 氨水浓度，氨水浓度配置，浓度高低无法受控，凭着 感觉配置，就目前 C锅炉而言，基本上氨水浓度高，氨水 调阀开度
4、过小，雾化不好易自关，导致氨逃逸高，操作难 度大。(6) 燃烧波动时，SNCR入口烟气中的NOX浓度大幅波动， 往往会加大喷氨量，机械地实现“达标排放”，过量的氨水，可导致氨逃逸增加，直接 危及炉后设备和系统安全运 行。三氨逃逸的控制(1) 对于喷氨流量分布不均造成的氨逃逸偏差，可以通过 调整氨水喷枪前的球阀控制，在平时操作中尽可能使旋转 喷枪枪头朝下，增加反应时间，每只枪喷氨分布均匀(其操作看压力降)，NH3与NO充分反应，降低NH3/NO摩尔比， 从而降低氨逃逸，达到脱硝效率与运行费用的平衡。 氨逃逸浓度增加还与氨水喷枪喷嘴密切相关，当氨水喷枪 喷嘴堵塞时将加剧逃逸氨的产生，应在锅炉运行过
5、程中检 查氨水喷枪，及时疏通或更换，确保氨水喷枪正常投运。(2) 烟气温度决定着SNCR和SCR的反应效果，进而影响氨逃逸的大小。烟气温度变化幅度大，在低负荷时，烟温 下降，局部烟温太低，会引起催化剂活性下降，从而引起 氨逃逸升高，本脱硝所选用的催化剂在315380 C范围为最佳，所以要根据锅炉负荷和燃烧情况在满足的条件下维 持烟气温度在最佳范围内。煤粉专烧时，SCR反应器温度达到345 C左右，能很好满足氮氧化物与氨水反应条件，SCR反应器反应效率提高，SCR反应器出口氮氧化物及氨逃 逸浓度偏低，氮氧化物浓度平均达到60mg/m3，氨逃逸浓度平均达到2.8ppm ；煤气混烧时，SCR反应器温
6、度只有300 C 左右，此时通过锅炉配风调节提高锅炉火焰中心位置或通 过增加上层燃气枪燃气量提高SCR反应器温度的方法，降低SCR反应器出口氮氧化物及氨逃逸浓度。（3）催化剂存在着使用寿命，一旦使用时间过长老化，催 化效果就会变差，脱硝反应也会变差，为保证环保合格的 情况下大量喷氨就会造成氨逃逸增加，所以当催化剂老化 时要及时在停炉大小修时进行更换，保证氨逃逸合格的同 时，也能更好做好环保。（4）燃煤锅炉，脱硝反应区处在高灰尘区，会在反应区积累灰尘，积灰将会使反应变差，氨逃逸增加。锅炉运行过 程中SCR反应器每周至少吹灰一次，清除SCR反应器积灰提高SCR反应器效率，降低氨逃逸浓度。（5）雾化
7、风对于脱硝反应明显，也直接决定着氨逃逸，而 氨水能否充分的雾化与风量成正比关系，为提高氨枪雾化 效果，需提高压缩空气压力在 350kpa以上。（6 ）当锅炉燃烧扰动时要及时根据脱硝反应器入口的NOx含量对氨水进行调整分配，防止氨逃逸过大或两侧偏差大， 甚至因为调整不到位带来的环保超标问题。锅炉负荷变化 会导致锅炉烟气量、烟气温度及SCR入口浓度变化。当锅炉负荷降低时，烟气量减少，烟气中氮氧化物含量降低使 得SCR反应器内流速降低，烟气在催化剂上停留时间增加， 提高了脱硝效率，从而降低了氨逃逸浓度。（7）其他影响因素及防范锅炉烟气在SCR反应器停留时间为 0.10.2s，为使锅炉 烟气中残留氨水
8、与烟气中的氮氧化物在催化剂作用下有足够反应时间，降低锅炉SCR反应器出口氮氧化物、氨逃逸浓度，通常选择降低锅炉炉膛负压的方式进行，锅炉运行 过程中锅炉炉膛负压控制在 -30-50Pa之间，锅炉燃烧稳 定，在SCR反应器出口氮氧化物达标排放前提下、氨逃逸 浓度能有效控制。当氨逃逸过大不好好控制的话会生成的 硫酸氢铵，不仅会造成催化剂层的失效和空预器堵塞，更 会造成更大的严重问题，腐蚀设备降低寿命。总之，合理控制锅炉 SCR出口氨逃逸浓度能有效预防 锅炉空预器堵塞及减轻氨水对下游设备的腐蚀，SCR脱硝装置在运行过程中应对氨逃逸应予以高度重视。鉴于此， 有必要加强SNCR、SCR运行阶段科学调控，将 SCR装置的 氨逃逸率控制到3ppm左右，甚至以下，减轻氨逃逸后硫酸 铵或硫酸氢铵生成对炉后设备的影响。
脱硝系统氨逃逸形成的原因与控制措施
