電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測工作及其氨逃逸量檢測研究

吳磊，蔣莉

（江蘇方天電力技術有限公司，江蘇南京211100）

電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測工作及其氨逃逸量檢測研究

吳磊，蔣莉

（江蘇方天電力技術有限公司，江蘇南京211100）

探討了電廠煙氣脫硫脫硝檢測技術發(fā)展現(xiàn)狀，研究分析了電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析和氨逃逸量檢測。

電廠；煙氣；脫硫脫硝檢測

引言

隨著生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，各個國家分別提出了建設綠色家園的口號，而火力發(fā)電因為所帶來的污染比較大，因此成為了國家節(jié)能減排的重點。國家的相關文件中對二氧化硫和氮氧化合物的減排量確定了具體的目標，這無疑推動了我國火電廠煙氣脫硫脫硝工程的快速發(fā)展，與此同時也促進了火電廠脫硫脫硝檢測行業(yè)的發(fā)展。我國火電廠的脫硫脫硝監(jiān)測工作也早已經(jīng)啟動，并且成為了社會上關注的熱點。

1 電廠煙氣脫硫脫硝檢測技術發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 電廠煙氣脫硫技術

脫硫的方法需要根據(jù)脫硫產(chǎn)物形態(tài)進行劃分，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，也是當前世界各國使用最多的脫硫技術，在我國有85%左右的電廠選擇此種脫硫技術。

1.2 電廠煙氣脫硝技術

爐內脫硝和煙氣脫硝是當前很多的電廠所采用的脫硝技術，而煙氣脫硝的技術主要是指SCR，即選擇性催化還原技術[2]。20世紀70年代，SCR已經(jīng)在國外進入到了商業(yè)化應用的范圍之內。而我國是從2003年之后才對火電廠的氮氧化物排放進行有效控制。SCR脫硝技術主要是將氨氣等相關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變?yōu)榈獨夂退?/p>

SCR技術的裝備一般是選擇放在燃煤鍋爐的空氣預熱器和省煤器之間。剛進入反應器的煙氣溫度一般都是在320～420℃之間。脫硝過程中主要檢測的物質為氧、氮氧化物等參數(shù)，SCR的脫硝效率通常情況下可以達到70%～90%。另外為了對鍋爐設備進行保護以及控制脫硝過程中氨氣的使用，需要對氨逃逸量進行檢測。

1.3 國內外電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測技術應用現(xiàn)狀

當前CEMS和微量氨檢測技術在國外應用已經(jīng)十分廣泛和成熟。國內雖然在煙氣脫硫CEMS在線分析方面的技術已經(jīng)應用比較成熟，但是由于脫硝CEMS的檢測主要是應用在高溫和高塵的階段，所以應用難度比較大。在對SCR反應器出口的氨逃逸量進行檢測的時候難度比較大，現(xiàn)在國外常用的檢測方式為可調諧激光，國內也有相應的產(chǎn)品應用。

2 電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析和氨逃逸量檢測分析

2.1 電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析

脫硫技術所使用的煙氣排放檢測系統(tǒng)主要是對煙氣排放的SO2以及氧、煙塵和氮氧化物等進行檢測。監(jiān)測煙氣脫硫裝置及FGD對進口和出口的二氧化硫含量進行檢測，以此為基礎可以計算出脫硫的效率。經(jīng)過FGD脫硫的凈煙氣二氧化硫質量濃度已經(jīng)達到了50～200mg/m3，二氧化硫的濃度比較低，但是含水量卻比較高，監(jiān)測的難度比較大，對于含水煙氣比較高的可以采用多級除濕技術，比如選擇兩級的壓縮機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到99%，一般情況在為90%～95%。

而脫硝技術運用的是SCR監(jiān)測系統(tǒng)進行監(jiān)測，SCR反應器是處于鍋爐尾部，這個位置本身屬于高塵和高危階段，當前SCR脫硝系統(tǒng)的有效率一般都達到了70%以上，而且在反應器出口的位置，氮氧化合物的質量濃度需要控制在100mg/m3。在對煙氣進行脫硝過程中的氮氧化合物進行檢測時，一般會選擇直接抽取法CEMS,這種檢測方法最大的問題就是需要應對高溫和高濕度腐蝕等，會對取樣的探頭產(chǎn)生不利影響，使探頭出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。針對這個問題，最主要方法是使用多級除濕或者是氣溶膠來進行有效過濾和除霧。另外檢測中遇到的問題就在反應器的出口位置，NOx表現(xiàn)不均勻，導致所檢測出來的結果并不準確，造成這種現(xiàn)象的原因有：煙氣流暢呈現(xiàn)出不均勻的特點或者是系統(tǒng)的入口處氨不均勻等。解決方法如下：在SCR系統(tǒng)的入口處要增加導流板，使流場變得更加均勻，還可以對均勻性進行專門測試實驗，也可以進行多點采樣，然后把這些采集到的樣本放進混合器混合均勻之后再進行分析。

2.2 電廠煙氣氨逃逸量檢測分析

在脫硝的過程中會使用到氨，因此需要對氨的注入量進行嚴格控制，這必然會影響到最終氨逃逸量的檢測效果。氨注入量一般是遵循一定的原則，比如它不但能夠充分和氮氧化物、氧進行相應的反應之外，而且還需要降低氮氧化物的排放量。氨的注入量也不能夠過量，因為在脫硝過程中注入的氨不但會使催化劑的壽命縮短，而且會增加腐蝕的力度，對煙塵造成一定污染，使得氨鹽在空氣預熱器中不斷沉積，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會將煙氣中的水分吸收，進而產(chǎn)生一種具有腐蝕性的溶液，使催化劑被堵塞，降低其活性，甚至會失去活性。煙氣在空氣預熱器的熱交換表面會形成ABS，也會形成一定的沉積，使空氣預熱器的效率不斷降低。根據(jù)相關資料顯示，SCR出口的氨逃逸量（質量分數(shù)）需要控制在2×10-6至3×10-6之間，在這個范圍內的話，催化劑的更換周期和空氣預熱器的檢修周期都會延長。

采用抽取法檢測的話，需要把NH3轉化為NO，然后再采用化學熒光分析法來檢測。采用抽取法分析，需要考慮到轉換器的轉換效率問題，而且在取樣的過程中會出現(xiàn)水分吸收部分微量氨現(xiàn)象，對取樣的準確性產(chǎn)生影響。如果是激光原位測量儀測量氨逃逸量的話，可以直接測量氨的濃度不用進行取樣，而且也不用考慮到轉換器的效率相關問題，因此后者的應用可行性更大。

3 結語

當前人們對于電力需求依然很大，而火力發(fā)電仍然是我國現(xiàn)如今最常見的發(fā)電形式。但火力發(fā)電給環(huán)境帶來的污染不可忽視。國家制定專門的節(jié)能減排目標，不但使我國的脫硝工程得到了快速發(fā)展，而且也使在線監(jiān)測技術得到了發(fā)展。

[1]朱衛(wèi)東.火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析及氨逃逸量檢測[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)測分析及氨逃逸量探索構架[J].中國科技信息,2014(24):54-55.

（編輯：王璐）

M onitoring Study of Flue Gas Desulfurization and Denitrification Detection of Slip Quantity of Ammonia in Power Plant

W u Lei,Jiang Li
(Jiangsu Fangtian Electric Technology Co.,Ltd.,Nanjing Jiangsu 211100)

This paper discusses the development status of flue gas desulfurization and denitrification detection technology,researches and analyzes flue gas desulfurization and denitrificationmonitoring analysis in power plantand slip quantity of ammonia detection.

power plant;flue gas;desulfurization and denitrification detection

X773

A

2095-0748(2016)23-0030-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.23.14

2016-11-29

吳磊（1988—），男，江蘇徐州人，大專，畢業(yè)于南京信息職業(yè)技術學院，助理工程師，研究方向：電子信息工程。