火电厂脱硝逃逸氨对脱硫系统及环境影响分析研究

时间：2019-11-27 14:04

来源：成都锐思环保

作者：马文杰孙道华

通过由脱硝系统产生的逃逸氨对脱硫系统(WFCG)及环境产生的影响进行分析和研究，结果表明：在脱硫系统运行条件下和氨逃逸率均会影响排入大气的烟气中的氨含量和脱硫废水中的氨氮含量；特别是氨逃逸率对其影响最大。在正常操作条件下，当氨逃逸率超过0.85mg/Nm3，即在标准状态下1m3烟气(干基)中所含氨量超过0.85mg时，烟囱的排放处不满足恶臭气体排放标准；脱硫塔排出的废水中的氨含量超标，需经过处理后才能满足排放标准。因此氨逃逸使得脱硫系统排放的烟气会对环境产生影响。

引言

为了保证排放的烟气中NOx的含量符合国家排放标准，火电厂通常采用烟气脱硝工艺来控制。在烟气脱硝工艺中，通常采用具有良好选择性，较高效率和稳定性的SCR脱硝工艺，即将NOx与还原剂发生氧化还原反应，从而转化为无害的N2和水。

实际的应用过程中，为维持较高的脱硝效率，加入的氨量超过了与NOx等摩尔反应的理论值，导致过量的氨未能反应且随烟气“逃出”脱硝反应器，这种现象被称为“氨逃逸”。

由于受粉尘、振动以及工程中在线仪表(CEMS)在测量氨逃逸方面的偏差，以及测量环境的恶劣导致难以对氨逃逸量准确测定。当氨逃逸较高时，会导致运行成本增加以及对锅炉烟气净化系统产生影响。逃逸的氨少部分以硫酸氢铵的形式沉积在空预器和被飞灰带走，大部分的进入脱硫系统，因此以逃逸氨对脱硫塔以及脱硫废水处理系统及环境是否会产生影响进行了分析。

1火力发电厂锅炉尾部烟气典型工艺流程及氨逃逸量

脱硝反应器的逃逸氨会随烟气进入后续系统，会对后续空气预热器、除尘器、脱硫塔等设备和脱硫废水处理工艺产生不同程度的影响。设计规定氨逃逸率小于2.5mg/m3；但实际操作运行中，过量喷氨导致氨的逃逸率增大。研究以1000MW机组的烟气数据为基础，对不同的氨逃逸率和脱硫系统的操作条件对环境的影响进行了分析。不计入烟气中部分逃逸氨沉积在预热器和飞灰对其吸附的影响。进入脱硫系统的烟气的数据见表1。

表11000MW机组烟气数据

2石灰石湿法脱硫工艺简介

石灰石-石膏湿法因适用煤种广，脱硫效率高，系统运行可靠，是现阶段实用的烟气脱硫工艺。其如图1所示。从图1可以看出，进入吸收塔的氨主要来自原烟气和工艺水。

图1脱硫系统氨平衡

3脱硫塔系统氨平衡分析计算

进入脱硫塔中的氨：烟气带入的逃逸氨和工艺水带入；其中逃逸氨量以氨逃逸浓度(氨逃逸率)计，即烟气(干基)在标准状态下1m3中所含氨的毫克量，单位为mg/Nm3。由于脱硫塔的吸收液大部分在塔内循环，因此进入脱硫塔系统的氨在脱硫系统内形成氨平衡分布体系。

进入脱硫系统的物质有：烟气、氧化空气、工艺水和石灰石浆液，其数据见表2和表3。出脱硫系统的物料有脱硫后的烟气、脱硫废水和石膏。

表2福建石狮热电厂的脱硫系统的进料情况

表3脱硫系统气相中各组

进入脱硫塔系统的工艺水，某些项目会采用城市中水回用水和凝结水精处理氨化运行下的处理排放水；回用水的水质标准要符合再生水利用于工业水标准，其控制氨含量为≤10mg/L；而凝结水精处理出水的pH值为9.0~9.5，pH值随氨含量变化，其氨质量浓度为≤3mg/L。因此进入脱硫系统的工艺水的氨质量浓度可取最大设计值10mg/L。

3.1脱硫系统的各物料平衡

先建立出入脱硫系统的各物料的平衡：