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    声波清灰技术在SCR脱硝反应器中的应

      发布时间:2018-03-20 15:51

      摘 要:本文介绍了声波清灰技术在SCR脱硝反应器中的应用,声波清灰技术解决了SCR脱硝催化剂的清灰问题,有效保证了SCR脱硝效率。

      我国是以煤炭为主要能源的发展中国家,燃煤发电占电力总量的75%以上,随着电力需求不断增加,烟气脱硝已成为继脱硫之后我国控制火电厂污染物排放的又一个重点领域。

      目前,占主流地位的烟气脱硝技术是选择性催化还原法(简称SCR),由于SCR脱硝反应器一般布置在电除尘器之前,因此烟气中的飞灰含量是比较高的。对SCR脱硝反应器积灰的清除,国外欧美等发达国家已普遍采用声波清灰技术,近年来,我国一些脱硝项目也开始采用声波清灰这一技术,取得了理想的效果。

      由于燃煤电厂烟气中的飞灰含量普遍较高,烟气进入SCR反应器后,在反应器的进出口、催化剂表面、内部钢结构表面会产生不同程度的积灰。

      1.1飞灰附着在催化剂的表面,飞灰中的CaO与SO3反应生成CaSO4,催化剂表面被CaSO4包围,将催化剂与烟气隔绝开,阻止了反应物向催化剂表面及内部扩散,使催化剂的效能下降。

      1.2飞灰附着在反应器内部的结构上,时间久了结为块状,降落在催化剂上,会堵塞催化剂表面的小孔,引起催化剂钝化,同样影响催化剂效能的发挥,同时阻碍了烟气的流通。

      1.3 SCR反应器内积灰会增加反应器重量及系统中压力阻力,系统阻力增大对后续空预器及除尘器将产生不利影响,使除尘器运行阻力相应增大,风机功耗增大。

      1.4 积灰的清除耗费不必要的维修人力及材料费用,造成生产停工周期延长,以及两次检修之间的运行时间缩短等问题。

      声波清灰技术是国际和国内清灰领域的一项成熟技术,它以0.5Mpa的压缩空气为动力源,使声能器内部的高强度钛合金膜片自激振荡,并在谐振腔内产生振动,将压缩空气的势能转换成低频声能,发出低频、高能的声波,通过扩声筒放大,由空气介质把声能传递到相应的积灰点,直接作用于灰尘的分子结构内,使灰尘分子间积聚力由紧密变为疏松,在重力或流体介质媒体的作用下脱离附着体表面,达到有效清灰的目的。

      针对脱硝反应器开发的专用声波清灰器可使堆积在催化剂表面的粉尘松脱,这样气流就可以将粉尘带走。其声波频率远高于设备结构的共振频率,也不会损害催化剂,经常开启声波清灰装置,可以使催化剂免于堵塞,通过合理安排声波清灰的周期,灰量处于稳定的低水平。其技术特点如下;

      2.1声波清灰是预防性的清灰方式,阻止灰渣在催化剂表面形成堆积,保持催化剂的连续清洁,最大限度、最好的利用催化剂对脱硝反应的催化活性。

      2.2声波清灰对催化剂没有任何的毒副作用,长期的运行不会影响催化剂失效,且没有对催化剂发生腐蚀和堵塞的危险。

      2.3声波清灰器是非接触式的清灰方式,对催化剂没有磨损,可有效延长催化剂使用寿命,并降低SCR的维护成本。

      2.4设备结构简单,声波一旦进入SCR反应器内,通过反射、绕射、透射、折射作用能自动地传播到需要除灰的空间部位,无需庞大复杂的伸缩、旋转机构,所以设备成本远低于传统的除灰器。

      2.5运行维护费用低。声波清灰器没有旋转部件,设备本体为不锈钢材质,使用寿命在10年以上,发声器的钛金属膜片使用寿命一般都在2年以上。

      2.6对设备和健康安全无伤害。声波频率段避开了SCR反应器设备结构的固有震动频率,因声波激励而产生的设备结构震动很小;不会产生机械磨损。

      由于需依靠声音能量使反应器内灰尘颗粒产生振动而清灰,必须采用特定频率的某些声强,较低的频率意味着有更大的清洁区域,具有更低频率的声波清灰装置可提供更大的有效清灰范围。具体参数如下:

      产品采用国外通用的膜片式发声原理,设计、生产、制造已实现模具化、标准化,制造成本较国外产品已有大幅度降低,脱硝专用声波发声膜片为进口材料,根据用户需要可配置进口的电磁阀。由于脱硝烟气中含有腐蚀性气体成分,声波清灰器扩声筒C段是直接与脱硝反应器中烟气接触的部分,为保证使用寿命,采用304材质。

      北方联合电力包头第三热电厂2×300MW机组烟气脱硝项目共选用声波清灰器36台,2013年安装并投入运行,声波清灰系统有效保证了脱硝装置中催化剂的清洁,从而保证了整个脱硝系统的正常运行和脱硝效率。

      声波清灰技术可用于脱硝反应器进出口及催化剂表面或内部钢构件表面积灰的清除,延长SCR中催化剂活性和使用寿命,同时降低系统中压力阻力,清除飞灰过分波动对后续除尘器的影响,并可减少每年用于维修的人力及材料费用,缩短生产停工周期,以及延长两次检修之间的运行时间等。从设备投资成本、运行成本、维护成本以及安全性、可靠性的角度等多方面考虑,声波清灰都是SCR脱硝反应器最适合的清灰技术。

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