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干貨|燃煤電廠超低排放改造后煙道氯化銨結晶原因分析及對策

2018-08-20 16:48:18 《熱力發電》  點擊量: 評論 (0)
燃煤電廠超低排放改造之后,由于污染物排放限值的降低和治理設備運行壓力的增加,機組煙氣凈化設備出現了新問題。部分電廠除塵器凈煙室、引

燃煤電廠超低排放改造之后,由于污染物排放限值的降低和治理設備運行壓力的增加,機組煙氣凈化設備出現了新問題。部分電廠除塵器凈煙室、引風機風道、脫硫系統入口煙道等位置集中出現大量白色結晶物,實驗室化驗分析得知該結晶物主要成分90%以上為氯化銨,對氯化銨結晶反應的機理進行了研究和計算。結果表明:煙道內氯化銨開始發生結晶的溫度為75~115℃,即空氣預熱器出口至脫硫系統入口之間的區域,該區域包含除塵器、引風機、或氣氣再熱器(GGH)等重要輔機設備;氯化銨結晶不但會堵塞設備,還會嚴重腐蝕煙道壁面等部位;提出日常運行過程中的預防和控制措施,以及控制煙氣中逃逸氛質量濃度和氯化氫質量濃度等建議。

近年來,隨著我國經濟的高速發展,環境問題日益突出,其中化石燃料的燃燒和利用是造成環境污染的主要原因。作為我國的煤炭消耗大戶,燃煤電廠要在2020年前全面實施超低排放和節能改造,東、中部地區要提前至2017年和2018年達標。超低排放改造后的燃煤電廠,在運行過程中出現了一系列新的問題。例如由于脫硝系統出口氮氧化物排放質量濃度限值的降低,對噴氨系統的運行狀態提出了更高的要求,也增加了后續設備穩定運行的難度。

部分燃煤電廠在超低排放改造后的停機檢查中發現,選擇性催化還原(SCR)脫硝系統之后除空氣預熱器(空預器)、除塵器等設備發生硫酸氫銨的板結與堵塞外,在除塵器、引風機、脫硫系統入口等煙道處還發生了大量氯化銨晶體的沉積與板結,脫硝系統后續設備的運行狀況較超低排放改造前嚴重惡化。本文從燃煤電廠煙道內氯化銨結晶的實際情況出發,通過實驗室化驗、結晶機理研究、現場運行控制等對氯化銨結晶問題進行全面分析與研究,為燃煤電廠的安全穩定運行提供理論依據。

1氯化銨結晶情況

圖1為白色結晶物照片。該結晶物為長度3mm左右的細長桿狀多面體晶體結構,多層晶體密集堆積并板結在一起,厚度可達10mm以上。在除塵器凈煙室和出口煙道附近存在大量白色結晶物,說明有相當一部分結晶物通過濾袋之后析出并沉積下來,導致除塵器對結晶物的去除效果下降。圖1b)中引風機輪毅表面的結晶物底層呈黃色,并附著一層黑色腐蝕產物,表明結晶物對煙道表面產生了一定的腐蝕。

圖1白色結晶物照片

2氯化銨結晶實驗室分析

2.1引風機輪毅表面結晶物

取某電廠引風機輪毅表面的結晶物進行實驗室分析,結果見表1。由表1可見:引風機輪毅表面結晶物中91.10%均為氯化銨;結晶物450℃下的灼燒減量高達99.49%,而900℃下灼燒減量僅增加0.20%。根據DL/T1151.22-2012[6]對引風機輪毅表面結晶物900℃灼燒產物進行分析,結果見表2。由表2可以看出:結晶物灼燒產物的主要成分為三氧化二鐵,占67.10%,其主要是引風機輪毅表面的腐蝕產物;灼燒產物中含有二氧化硅等成分,表明結晶物中含有部分煙塵等煙氣顆粒物。

表1引風機輪毅表面結晶物主要成分

表2引風機輪毅表面結晶物900℃灼燒產物主要成分

2.2袋式除塵器凈煙室壁面結晶物

取另一家燃煤電廠袋式除塵器凈煙室壁面結晶物進行成分分析,結果見表3。由表3可見:袋式除塵器凈煙室壁面結晶物中氯化銨的質量分數為95.56%;結晶物在450℃時的灼燒減量高達99.05%。

表3袋式除塵器凈煙室壁面結晶物主要成分

根據DL/T1151.22-2012對袋式除塵器凈煙室壁面結晶物在900℃下的灼燒產物進行成分分析,結果見表4。由表4可以看出,結晶物灼燒產物主要成分為二氧化硅,占53.27%。可見,900℃下結晶物灼燒產物主要成分為煙塵等煙氣顆粒物。

表4袋式除塵器凈煙室壁面結晶物900℃灼燒產物主要成分

由實驗室分析結果可以得知:部分電廠除塵器凈煙室壁面或引風機輪毅表面發生的結晶物主要成分為氯化銨;煙氣通過除塵器附近的溫度區間時,其中的氯化銨大量沉積。

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責任編輯:售電小陳

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