電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)與氨逃逸量檢測(cè)分析

盛青

（蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院江蘇蘇州215000）

電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)與氨逃逸量檢測(cè)分析

盛青

（蘇州科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院江蘇蘇州215000）

當(dāng)前人們對(duì)于電力需求依然很大，而火力發(fā)電仍然是我國(guó)現(xiàn)如今最常見(jiàn)的發(fā)電形式。但火力發(fā)電給環(huán)境帶來(lái)的污染不可忽視。國(guó)家制定專門的節(jié)能減排目標(biāo)，不但使我國(guó)的脫硝工程得到了快速的發(fā)展，而且也使在線監(jiān)測(cè)技術(shù)得到了發(fā)展。本文重點(diǎn)對(duì)電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)及氨逃逸量分析。

電廠；煙氣；脫硫脫硝；氨逃逸量

國(guó)家的相關(guān)文件中將二氧化硫和氮氧化合物的減排量確定了具體的目標(biāo)，這無(wú)疑是推動(dòng)了我國(guó)火電廠煙氣脫硫脫硝工程的快速發(fā)展，與此同時(shí)也促進(jìn)了火電廠脫硫脫硝檢測(cè)行業(yè)的發(fā)展。我國(guó)火電廠的脫硫脫硝監(jiān)測(cè)工作也早已經(jīng)啟動(dòng)，并且成為了社會(huì)上關(guān)注的熱點(diǎn)。

1 電廠煙氣的脫硫脫硝監(jiān)測(cè)技術(shù)

1.1 電廠煙氣脫硫技術(shù)

脫硫的方法需要根據(jù)脫硫產(chǎn)物形態(tài)進(jìn)行劃分，將其分為干法、濕法和半干法等[1]。選擇石灰石/石膏脫硫工藝的為濕法脫硫；也是當(dāng)前世界各國(guó)使用最多的脫硫技術(shù)，而在我國(guó)有85%左右的電廠選擇此種脫硫技術(shù)。

1.2 電廠煙氣脫硝技術(shù)

爐內(nèi)脫硝和煙氣脫硝是當(dāng)前很多的電廠所采用的脫硝技術(shù)，而煙氣脫硝的技術(shù)主要是指SCR，即選擇性催化還原技術(shù)[2]。20世紀(jì)70年代，SCR已經(jīng)在國(guó)外進(jìn)入到了商業(yè)化應(yīng)用的范圍之內(nèi)。而我國(guó)是從2003年之后才對(duì)火電廠的氮氧化物排放進(jìn)行有效的控制。SCR脫硝技術(shù)主要是將氨氣等相關(guān)的還原劑噴在催化劑的上游。然后在催化劑的作用下把煙氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)夂退?/p>

SCR技術(shù)的裝備一般是選擇放在燃煤鍋爐的空氣預(yù)熱器和省煤器之間。剛進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣溫度一般都是在320～420℃之間。脫硝過(guò)程中主要檢測(cè)的物質(zhì)為氧、氮氧化物等參數(shù)，SCR的脫硝效率通常情況下可以達(dá)到70%～90%。另外為了對(duì)鍋爐設(shè)備進(jìn)行保護(hù)以及控制脫硝過(guò)程中氨氣的使用，是需要對(duì)氨逃逸量進(jìn)行檢測(cè)的。

2 電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)及氨逃逸量檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)分析

脫硫技術(shù)所使用的煙氣排放檢測(cè)系統(tǒng)也主要是對(duì)煙氣排放的SO2以及氧、煙塵和氮氧化物等進(jìn)行檢測(cè)。監(jiān)測(cè)煙氣脫硫裝置及FGD對(duì)進(jìn)口和出口的二氧化硫含量，進(jìn)行檢測(cè)，以此為基礎(chǔ)可以計(jì)算出脫硫的效率。經(jīng)過(guò)FGD脫硫的凈煙氣二氧化硫濃度已經(jīng)達(dá)到了50～200mg/Nm3，二氧化硫的濃度比較低，但是含水量卻比較高，監(jiān)測(cè)的難度比較大，對(duì)于含水煙氣比較高的可以采用多級(jí)除濕技術(shù)，比如選擇兩級(jí)的壓縮機(jī)制冷或者是電子制冷除濕。采用濕法的煙氣脫硫裝置最高的脫硫率甚至可以達(dá)到99%，一般情況在為90%-95%。

而脫硝技術(shù)運(yùn)用的是SCR監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的，SCR反應(yīng)器是處于鍋爐尾部，這個(gè)位置本身就是屬于高塵和高危階段，當(dāng)前SCR脫硝系統(tǒng)的有效率一般都達(dá)到了70%以上，而且在反應(yīng)器出口的位置，氮氧化合物的濃度需要控制在100mg/Nm3。在對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝過(guò)程中的氮氧化合物進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般會(huì)選擇直接抽取法CEMS，這種檢測(cè)方法最大的問(wèn)題就是需要應(yīng)對(duì)高溫和高濕度腐蝕等，會(huì)對(duì)取樣的探頭產(chǎn)生不利的影響，使探頭出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，最主要方法是使用多級(jí)除濕或者是氣溶膠來(lái)進(jìn)行有效的過(guò)濾和除霧。另外檢測(cè)中遇到的問(wèn)題就是在反應(yīng)器的出口位置，NOX表現(xiàn)的不均勻，這就導(dǎo)致所檢測(cè)出來(lái)的結(jié)果并不準(zhǔn)確，造成這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因有：煙氣流暢呈現(xiàn)出不均勻的特點(diǎn)或者是系統(tǒng)的入口處氨不均勻等。解決方法如下：在SCR系統(tǒng)的入口處要增加導(dǎo)流板，這樣會(huì)是流場(chǎng)變得更加均勻，還可以對(duì)均勻性進(jìn)行專門的測(cè)試實(shí)驗(yàn)，也可以進(jìn)行多點(diǎn)的采樣，然后把這些采集到的樣本放進(jìn)混合器混合均勻之后再進(jìn)行分析。

2.2 電廠煙氣氨逃逸量檢測(cè)分析

在脫硝的過(guò)程中會(huì)使用到氨，因此需要對(duì)氨的注入量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，這必然會(huì)影響到最終氨逃逸量的檢測(cè)效果。氨注入量一般是遵循一定的原則，比如它不但能夠充分的和氮氧化物、氧進(jìn)行相應(yīng)的反應(yīng)之外，而且還需要降低氮氧化物的排放量。氨的量也不能夠過(guò)量，因?yàn)樵诿撓踹^(guò)程中注入的氨不但會(huì)使催化劑的壽命縮短，而且會(huì)增加腐蝕的力度，對(duì)煙塵造成一定的污染，使得氨鹽在空氣預(yù)熱器中不斷的沉積，增加了大氣中氨的排放量，尤其是形成氨鹽。如果溫度降低的話，ABS會(huì)將煙氣中的水分吸收，進(jìn)而產(chǎn)生一種具有腐蝕性的溶液，使催化劑被堵塞，降低其活性，甚至?xí)セ钚?。煙氣在空氣預(yù)熱器的熱交換表面會(huì)形成ABS，也會(huì)形成一定的沉積，使空氣預(yù)熱器的效率不斷降低。根據(jù)相關(guān)資料顯示，SCR出口的氨逃逸量需要控制在2×10-6至3×10-6之間，在這個(gè)范圍內(nèi)的話，催化劑的更換周期和空氣預(yù)熱器的檢修周期都會(huì)延長(zhǎng)。

采用抽取法檢測(cè)的話，需要把NH3轉(zhuǎn)化為NO，然后再采用化學(xué)熒光分析法來(lái)檢測(cè)。采用抽取法分析，需要考慮到轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題，而且在取樣的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)水分吸收部分微量氨現(xiàn)象，對(duì)取樣的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。如果是激光原位測(cè)量?jī)x測(cè)量氨逃逸量的話，可以直接測(cè)量氨的濃度不用進(jìn)行取樣，而且也不用考慮到轉(zhuǎn)換器的效率相關(guān)問(wèn)題，因此后者的應(yīng)用可行性更大。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)人們生活水平提高，對(duì)電力的需求量不斷增長(zhǎng)。但是我國(guó)的發(fā)電形式依然以火力發(fā)電為主，火電廠的作用十分重要。本文筆者詳細(xì)了分析火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)工作和氨逃逸量檢測(cè)的方法，旨在為以后的具體應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

[1]朱衛(wèi)東.火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)分析及氨逃逸量檢測(cè)[J].分析儀器,2010,(1)：88-94.

[2]張文杰.火電廠煙氣脫硫脫硝系統(tǒng)監(jiān)測(cè)分析及氨逃逸量探索構(gòu)架[J].中國(guó)科技信息,2014,(24)：54-55.