脫硝聲波清灰器

    目前，占主流地位的煙氣脫硝技術(shù)是選擇性催化還原法（簡(jiǎn)稱(chēng)SCR），具有對爐膛影響小、脫硝效率高、氨逃逸率低等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)上得到了廣泛應用，也是目前用于固定源NOx治理的一種的脫硝工藝。

    由于SCR脫硝反應器一般布置在電除塵器之前，因此煙氣中的飛灰含量是比較高的。對SCR脫硝反應器積灰的清除，國外歐美等發(fā)達國家已普遍采用聲波清灰技術(shù)，近年來(lái)，我國一些脫硝項目也開(kāi)始采用聲波清灰這一先進(jìn)技術(shù)，取得了理想的效果。

    SCR脫硝反應器聲波清灰器可用于反應器進(jìn)出口及催化劑表面或內部鋼構件表面積灰的清除，延長(cháng)SCR中催化劑活性和使用壽命，同時(shí)降低系統中壓力阻力，清除飛灰過(guò)分波動(dòng)對后續除塵器的影響，并可減少每年用于維修的人力及材料費用，縮短生產(chǎn)停工周期，以及延長(cháng)兩次檢修之間的運行時(shí)間等。

    由于SCR脫硝反應器內的煙氣溫度為300℃—400℃，煙氣干燥且具有一定的輻射空間，聲波清灰器完夠滿(mǎn)足SCR脫硝反應器的清灰需要。從設備投資成本、運行成本、維護成本以及安全性、可靠性的角度等多方面考慮，聲波清灰都是SCR脫硝反應器的清灰技術(shù)。

一、主要脫硝方法及SCR反應器布置方式

火電廠(chǎng)的脫硝控制技術(shù)方式一般有燃燒控制脫硝和煙氣脫硝等。煙氣脫硝技術(shù)按其作用原理不同，可分為吸收、吸附和催化還原等三類(lèi)。

催化還原法是利用催化劑或高溫等條件來(lái)提高、加速煙氣中NOx物與還原劑的還原反應，還原成無(wú)污染的氮氣和水，從而達到凈化NOx物。由于脫硝效率高、投資運行成本相對較低，目前催化還原法占主流地位。

SCR反應器布置方式為：

   將SCR反應器布置在省煤器和空氣預熱器之間，從省煤器來(lái)的煙氣溫度一般在300℃～400℃。這個(gè)溫度范圍內多數催化劑具有足夠的活性，煙氣在進(jìn)入催化反應器之前不需要再熱就可獲得好的脫硝效果。目前，絕大多數燃煤電廠(chǎng)SCR裝置都是采用這一方式布置的，也因此使得進(jìn)入SCR反應器內的煙氣灰分含量特別高。

二、脫硝催化劑清灰問(wèn)題

脫硝催化劑是SCR脫硝工藝中的核心技術(shù)，也是整個(gè)脫硝裝置中zui關(guān)鍵的部件，催化劑的使用效果及壽命是保證整個(gè)SCR系統脫硝性能的基礎。目前火電機組脫硝裝置應用zui多的SCR催化劑主要分為蜂窩式、板式、波紋板式三種。

由于燃煤電廠(chǎng)煙氣中的飛灰含量普遍較高，煙氣進(jìn)入SCR反應器后，在反應器的進(jìn)出口、催化劑表面、內部鋼結構表面會(huì )產(chǎn)生不同程度的積灰。

積灰的危害主要表現在降低催化劑效能、阻滯煙氣流通、增加反應器重量以及系統阻力等。

    ◆飛灰附著(zhù)在催化劑的表面，飛灰中的CaO與SO3反應生成CaSO4，催化劑表面被CaSO4包圍，將催化劑與煙氣隔絕開(kāi)，阻止了反應物向催化劑表面及內部擴散，使催化劑的效能下降。

    ◆飛灰附著(zhù)在反應器內部的其它結構上，時(shí)間久了結為塊狀，降落在催化劑上，會(huì )堵塞催化劑表面的小孔，引起催化劑鈍化，同樣影響催化劑效能的發(fā)揮，同時(shí)阻礙了煙氣的流通。

    ◆SCR反應器內積灰會(huì )增加反應器重量及系統中壓力阻力，系統阻力增大對后續空預器及除塵器將產(chǎn)生不利影響，使除塵器運行阻力相應增大，風(fēng)機功耗增大。

    ◆積灰的清除耗費不必要的維修人力及材料費用，造成生產(chǎn)停工周期延長(cháng)，以及兩次檢修之間的運行時(shí)間縮短等問(wèn)題。

因此，為防止SCR反應器內積灰，需采取有效的清灰方式。

    目前，SCR裝置中主要有2種清灰方式，一種是蒸汽吹灰，一種是聲波清灰。蒸汽吹灰器一般為耙式吹灰器，由電機帶動(dòng)可伸縮，介質(zhì)為高壓蒸汽。聲波清灰是通過(guò)發(fā)射低頻、高能聲波，在清灰過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)力，清除設備積灰。

三、脫硝聲波清灰技術(shù)工作原理

聲波清灰是以壓縮空氣作為聲波的能源，高強度的鈦金屬膜片在壓縮空氣氣源作用下自激振蕩，并在諧振腔內產(chǎn)生諧振，把壓縮空氣勢能轉換為低頻聲能，通過(guò)空氣介質(zhì)把聲能傳遞到相應的積灰點(diǎn)，使聲波對灰渣起到“聲致疲勞”的作用，由于聲波振蕩的反復作用，施加于灰、渣的擠壓循環(huán)變化的載荷，達到一定的循環(huán)應力次數時(shí)，灰、渣的結構因疲勞而破壞，然后因重力、或因流體介質(zhì)媒體將灰渣清除出附著(zhù)體表面，達到清灰的作用。

四、脫硝聲波清灰技術(shù)特點(diǎn)

針對脫硝反應器開(kāi)發(fā)的聲波清灰器可使堆積在催化劑表面的粉塵松脫，這樣氣流就可以將粉塵帶走。其聲波頻率遠高于設備結構的共振頻率，也不會(huì )損害催化劑，經(jīng)常開(kāi)啟聲波清灰裝置，可以使催化劑免于堵塞，通過(guò)合理安排聲波清灰的周期，灰量處于穩定的低水平，其技術(shù)特點(diǎn)如下;

1、聲波清灰是預防性的清灰方式，阻止灰渣在催化劑表面形成堆積，保持催化劑的連續清潔，zui大限度、的利用催化劑對脫硝反應的催化活性。

2、聲波清灰對催化劑沒(méi)有任何的毒副作用，長(cháng)期的運行不會(huì )對影響催化劑失效，且沒(méi)有對催化劑發(fā)生腐蝕和堵塞的危險。

3、聲波清灰器是非接觸式的清灰方式，對催化劑沒(méi)有磨損，可有效延長(cháng)催化劑使用壽命，并降低SCR的維護成本。

4、設備結構簡(jiǎn)單，聲波一旦進(jìn)入SCR反應器內，通過(guò)反射、繞射、透射、折射作用能自動(dòng)地傳播到需要除灰的空間部位，無(wú)需龐大復雜的伸縮、旋轉機構，所以設備成本遠低于傳統的除灰器。

5、運行維護費用低。聲波清灰器沒(méi)有旋轉部件，設備本體為不銹鋼材質(zhì)，使用壽命在30年以上，發(fā)聲器的鈦金屬膜片使用壽命一般都在5年以上。

6、對設備和人體健康安全無(wú)傷害。聲波頻率段避開(kāi)了SCR反應器設備結構的固有震動(dòng)頻率，因聲波激勵而產(chǎn)生的設備結構震動(dòng)很??；不會(huì )產(chǎn)生機械磨損。