电厂烟气脱硫脱硝监测与氨逃逸量检测分析

2017-01-22盛青

资源节约与环保 2017年4期

关键词：预热器氮氧化物火电厂

盛青

（苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215000）

电厂烟气脱硫脱硝监测与氨逃逸量检测分析

盛青

（苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215000）

当前人们对于电力需求依然很大，而火力发电仍然是我国现如今最常见的发电形式。但火力发电给环境带来的污染不可忽视。国家制定专门的节能减排目标，不但使我国的脱硝工程得到了快速的发展，而且也使在线监测技术得到了发展。本文重点对电厂烟气脱硫脱硝监测及氨逃逸量分析。

电厂；烟气；脱硫脱硝；氨逃逸量

国家的相关文件中将二氧化硫和氮氧化合物的减排量确定了具体的目标，这无疑是推动了我国火电厂烟气脱硫脱硝工程的快速发展，与此同时也促进了火电厂脱硫脱硝检测行业的发展。我国火电厂的脱硫脱硝监测工作也早已经启动，并且成为了社会上关注的热点。

1 电厂烟气的脱硫脱硝监测技术

1.1 电厂烟气脱硫技术

脱硫的方法需要根据脱硫产物形态进行划分，将其分为干法、湿法和半干法等[1]。选择石灰石/石膏脱硫工艺的为湿法脱硫；也是当前世界各国使用最多的脱硫技术，而在我国有85%左右的电厂选择此种脱硫技术。

1.2 电厂烟气脱硝技术

炉内脱硝和烟气脱硝是当前很多的电厂所采用的脱硝技术，而烟气脱硝的技术主要是指SCR，即选择性催化还原技术[2]。20世纪70年代，SCR已经在国外进入到了商业化应用的范围之内。而我国是从2003年之后才对火电厂的氮氧化物排放进行有效的控制。SCR脱硝技术主要是将氨气等相关的还原剂喷在催化剂的上游。然后在催化剂的作用下把烟气中的氮氧化物转变为氮气和水。

SCR技术的装备一般是选择放在燃煤锅炉的空气预热器和省煤器之间。刚进入反应器的烟气温度一般都是在320～420℃之间。脱硝过程中主要检测的物质为氧、氮氧化物等参数，SCR的脱硝效率通常情况下可以达到70%～90%。另外为了对锅炉设备进行保护以及控制脱硝过程中氨气的使用，是需要对氨逃逸量进行检测的。

2 电厂烟气脱硫脱硝监测及氨逃逸量检测技术的应用

2.1 电厂烟气脱硫脱硝监测分析

脱硫技术所使用的烟气排放检测系统也主要是对烟气排放的SO2以及氧、烟尘和氮氧化物等进行检测。监测烟气脱硫装置及FGD对进口和出口的二氧化硫含量，进行检测，以此为基础可以计算出脱硫的效率。经过FGD脱硫的净烟气二氧化硫浓度已经达到了50～200mg/Nm3，二氧化硫的浓度比较低，但是含水量却比较高，监测的难度比较大，对于含水烟气比较高的可以采用多级除湿技术，比如选择两级的压缩机制冷或者是电子制冷除湿。采用湿法的烟气脱硫装置最高的脱硫率甚至可以达到99%，一般情况在为90%-95%。

而脱硝技术运用的是SCR监测系统进行监测的，SCR反应器是处于锅炉尾部，这个位置本身就是属于高尘和高危阶段，当前SCR脱硝系统的有效率一般都达到了70%以上，而且在反应器出口的位置，氮氧化合物的浓度需要控制在100mg/Nm3。在对烟气进行脱硝过程中的氮氧化合物进行检测时，一般会选择直接抽取法CEMS，这种检测方法最大的问题就是需要应对高温和高湿度腐蚀等，会对取样的探头产生不利的影响，使探头出现腐蚀的现象。针对这个问题，最主要方法是使用多级除湿或者是气溶胶来进行有效的过滤和除雾。另外检测中遇到的问题就是在反应器的出口位置，NOX表现的不均匀，这就导致所检测出来的结果并不准确，造成这种现象产生的原因有：烟气流畅呈现出不均匀的特点或者是系统的入口处氨不均匀等。解决方法如下：在SCR系统的入口处要增加导流板，这样会是流场变得更加均匀，还可以对均匀性进行专门的测试实验，也可以进行多点的采样，然后把这些采集到的样本放进混合器混合均匀之后再进行分析。

2.2 电厂烟气氨逃逸量检测分析

在脱硝的过程中会使用到氨，因此需要对氨的注入量进行严格的控制，这必然会影响到最终氨逃逸量的检测效果。氨注入量一般是遵循一定的原则，比如它不但能够充分的和氮氧化物、氧进行相应的反应之外，而且还需要降低氮氧化物的排放量。氨的量也不能够过量，因为在脱硝过程中注入的氨不但会使催化剂的寿命缩短，而且会增加腐蚀的力度，对烟尘造成一定的污染，使得氨盐在空气预热器中不断的沉积，增加了大气中氨的排放量，尤其是形成氨盐。如果温度降低的话，ABS会将烟气中的水分吸收，进而产生一种具有腐蚀性的溶液，使催化剂被堵塞，降低其活性，甚至会失去活性。烟气在空气预热器的热交换表面会形成ABS，也会形成一定的沉积，使空气预热器的效率不断降低。根据相关资料显示，SCR出口的氨逃逸量需要控制在2×10-6至3×10-6之间，在这个范围内的话，催化剂的更换周期和空气预热器的检修周期都会延长。

采用抽取法检测的话，需要把NH3转化为NO，然后再采用化学荧光分析法来检测。采用抽取法分析，需要考虑到转换器的转换效率问题，而且在取样的过程中会出现水分吸收部分微量氨现象，对取样的准确性产生影响。如果是激光原位测量仪测量氨逃逸量的话，可以直接测量氨的浓度不用进行取样，而且也不用考虑到转换器的效率相关问题，因此后者的应用可行性更大。