SCR脫硝和SNCR脫硝技術中稀釋水流量不穩是一個常見的問題,其原因主要涉及到多個方面,包括工藝參數、設備性能、控制系統等。下面將詳細分析導致這一問題的具體因素:
1. 工藝參數影響
溫度控制:在SCR和SNCR脫硝過程中,反應溫度對整個系統的性能有著重要影響。SCR的最佳反應溫度范圍為230~450 ℃,而SNCR的反應溫度一般在850-1100℃之間。如果溫度波動較大,會影響催化劑的活性和還原劑的反應效率,進而導致稀釋水流量不穩定。
摩爾比控制:NH3與NOx的摩爾比是決定脫硝效率的關鍵參數之一。理論上,當NH3/NOx摩爾比接近1時,脫硝效果最佳。如果這個比例失衡,會導致未反應的氨氣量增加,從而引起稀釋水流量的波動。
還原劑選擇:SCR一般使用氨氣或尿素作為還原劑,而SNCR則多用氨水或尿素溶液。還原劑的選擇及其品質直接影響到稀釋水流量的穩定性。
2. 設備性能問題
噴氨系統:在SCR和SNCR系統中,噴氨系統負責將還原劑均勻分布在煙氣中。如果噴嘴堵塞或損壞,會導致還原劑分布不均,從而影響稀釋水流量的穩定性。
催化劑老化:催化劑在長期使用過程中會逐漸老化,活性下降。老化的催化劑無法有效促進NOx的還原反應,可能導致流量波動。
混合系統:還原劑與煙氣的混合均勻性對脫硝效率至關重要。如果混合系統設計不合理或者出現故障,會導致部分區域還原劑濃度過高或過低,進而影響水流量的穩定性。
3. 控制系統失效
傳感器故障:流量和溫度傳感器是SCR和SNCR系統中的重要監測元件。一旦這些傳感器出現故障,會導致反饋給控制系統的信息不準確,從而使稀釋水流量調節失常。
控制系統設計缺陷:如果控制系統設計不夠完善或者算法不合理,會導致對流量的調控不及時或不精確,引發流量波動。
執行機構響應慢:調節閥門等執行機構的響應時間如果過長,無法及時調整流量,也會引發流量不穩定現象。
4. 運行環境變化
煙氣成分變化:煙氣中的SO2、粉塵等成分會對催化劑產生毒化作用,影響其活性。此外,成分的變化還可能影響還原劑與NOx的反應速率,從而影響水流量的穩定性。
鍋爐負荷波動:鍋爐負荷的波動會導致煙氣流量和溫度發生變化,間接影響脫硝系統的穩定運行。
外部氣溫變化:外部環境溫度的變化也會影響系統的溫度控制,尤其是在室外安裝的設備,受季節溫差影響更大。
5. 人為操作因素
誤操作:操作人員對系統參數的設置錯誤或誤操作,例如錯誤的摩爾比設定、不當的溫度控制目標等,都可能導致稀釋水流量不穩定。
維護不及時:定期維護對于保持系統穩定運行至關重要。如果噴氨系統、催化劑、傳感器等關鍵部件未能及時得到清潔和檢修,會導致性能下降,從而影響流量穩定性。
培訓不足:操作人員對脫硝系統的理解和操作技能不足,可能會導致操作失誤,進而引發流量波動問題。
6. 系統設計缺陷
系統布局不合理:如果脫硝系統的設備布局和管道設計不合理,會導致流體動力學性能不佳,從而影響稀釋水流量的穩定性。
缺乏靈活性:系統設計中缺乏應對突發事件和條件變化的靈活性,例如沒有考慮鍋爐負荷波動、季節溫差等因素,會導致流量調控困難。
材料選擇不當:材料選擇不當會導致關鍵部件腐蝕或損壞,例如催化劑載體、管道材料等,這也會間接影響水流量的穩定性。
7. 耦合脫硝技術
聯合應用問題:在某些情況下,SCR和SNCR技術會聯合應用,如宜興項目采用的SNCR+SCR耦合脫硝技術。這種組合需要更精細的調控和協調,否則容易導致稀釋水流量不穩。
傳熱與傳質問題:耦合技術中,傳熱和傳質效率的變化會顯著影響整體脫硝效率和水流量的穩定性。
系統復雜性增加:耦合技術增加了系統的復雜性,對控制系統和操作人員的要求更高,任何小的失誤都可能引發流量波動問題。
8. 外部影響因素
電網波動:供電不穩定或電網波動可能導致脫硝系統中的電子設備和控制系統運行異常,進而影響稀釋水流量的控制。
環境法規變化:環保法規的變化可能導致企業調整排放標準和工藝參數,這些調整如果不精準,也可能引發流量波動問題。
氣候影響:極端天氣和氣候變化會對室外設備的性能產生影響,例如溫度、濕度的變化會間接影響脫硝系統的穩定運行。
在選擇脫硝技術時,應充分考慮工藝需求、成本預算、設施規模以及特定工況條件,以確保達到最佳脫硝效果和經濟效益。企業和環保部門應制定有效的排放控制策略,以應對日益嚴峻的環境挑戰。