焦化SCR低温脱硝声波清灰技术

焦化SCR低温脱硝声波清灰技术1、行业背景1.1焦化厂焦炉烟气的特点（1）焦炉烟道气温度相对较低。相对火力发电烟气温度在300～400°C之间而言，炼焦化学焦炉烟道废气温度较低，一般在270℃左右。(2)烟气含水量大，一般在12%～18%(v%)。(3)燃料不同，导致焦炉烟气中NO含量高低不一，一般在300—1800mS/Nm。(4)不同焦化厂，SO：含量差别较大。焦炉烟气中SO：含量一般在50～1000mg/Nm。（5）粉尘含量不高，一般在20～50ms/Nm。1.2脱硝工艺的选择：在众多的脱硝技术中，选择性催化还原法（SCR）是脱硝效率较高，应用最广，相对成熟的脱硝技术。但是，炼焦化学焦炉烟道废气温度较低，一般在270℃左右。在SCR系统设计中，烟气温度是选择催化剂的重要运行参数。SCR技术需要高温条件(320-400度)，催化反应只能在一定的温度范围内进行，同时存在催化的最佳温度，这是每种催化剂特有的性质，因此烟气温度直接影响反应的进程。所以，焦化厂烟气的脱硝需采用低温SCR脱硝技术。1.3关于烟气先脱硫还是先脱硝先脱硫后脱硝最明显的优点就是烟气经脱硫后，烟气中的SO2浓度降低，减少了脱硝反应过程中硫酸铵、硫酸氢铵杂质的形成，保护了脱硝催化剂的活性，延长其使用寿命。建议在条件允许的情况下，先脱硫，再脱硝，避免和减缓对催化剂的污染。这种工艺缺点是不能采用湿法脱硫。即使是干法脱硫，也存在10度-20度温降，不利于脱硝反应的顺利进行，需要安装烟气加热系统，余热利用率不高，最主要的是干法脱硫设备成本及运行成本都比较高。2、焦化烟气SCR脱硝的吹灰器选型方案2.1、焦化烟气SCR脱硝催化剂的积灰特性（1）积灰机理：SCR的飞灰沉积过程是一个复杂的物理化学过程，涉及传热、传质、飞灰颗粒在反应器的运动以及飞灰颗粒结构间的黏附等复杂过程。SCR的积灰有两种情况：一种是松散型的，形成原因是飞灰颗粒随烟气漂浮到催化剂表面，细小的灰粒在层流装下聚集于SCR反应器上游部位，凝聚并落到催化剂表面，形成搭桥、堵塞。松散型的积灰主要受重力、范德华力、表面张力的作用，不受化学力的作用，这种灰较易被清除。另一种属于酸蒸汽和水蒸气在低温壁面上的凝结，也能和灰力粘结聚集成积灰。特别是S0X与喷入的氨水产生反应生成粘稠的硫酸氢铵，会使灰层加厚，且碱金属浓度高，引起催化剂中毒。这种沉积物除了物理外，还收到化学力的作用，不容易被吹灰器吹除。（2）积灰对催化剂的影响：灰分对催化剂的影响包括化学中毒和物理中毒两种情况。化学中毒指催化剂的活性位对一些成份吸附导致其活性损失。灰分中的碱金属如钠和钾，可直接同催化剂活性组分发生反应，使之失去活性。催化剂受飞灰磨损以及在催化剂中的搭桥、堵塞等属于物理中毒。烟气中飞灰会磨损催化剂应会面甚至内壁，减少催化剂活性表面积，影响催化剂活性。而积灰阻塞催化剂通向活性位的通道，减小催化剂的有效体积，也会导致催化剂活性严重损失。（3）焦炉烟气SCR脱硝催化剂积灰的特性：如前所述，焦化的烟气在进入SCR之前已经进行了脱硫，所以产生硫酸氢铵的几率和比例都会比较小，大部分属于第一种松散型的积灰。但是焦炉煤器成分比较复杂，而且也不排除会有焦油泄露到烟气中，也会存在部分第二种粘结性灰的存在，但一般比例会比较小。2.2吹灰器的选型目前，SCR装置中主要有2种清灰方式，一种是蒸汽吹灰，一种是声波清灰。蒸汽吹灰器一般为耙式吹灰器，由电机带动可伸缩，介质为高压蒸汽。声波清灰是通过发射低频、高能声波，在清灰过程中产生振动力，清除设备积灰。蒸汽吹灰器吹灰力度大，吹灰效果好。但是对催化剂有吹损，而低温催化剂又价格昂贵，长期使用会影响催化剂使用寿命，不建议作为日常吹灰方式。声波清灰器因声波传递基本无方向性，有效范围广，吹灰无死角，且对催化剂没有吹损，完全不影响催化剂使用寿命，对一般的浮灰具有很好的清灰效果。如前所述，焦化烟气积灰以松散型浮灰为主所以可以用声波清灰器作为日常吹灰的主要设备。但是，声波清灰器又对粘性灰，附着力大的物质清灰效果有限。如果烟气成分比较复杂或者焦炉烟气SOx浓度大，脱硫放在脱硝之后的工况，建议用蒸汽吹灰器作为声波吹灰器的补充，根据运行工况，比如差压的变化，脱硝效率的变化，用蒸汽吹灰器清除附着力较强的物质，减少蒸汽吹灰器的使用次数，保证催化剂的使用寿命。在这里，我们以常规为例，积灰中没有生成硫酸氢铵等特殊粘稠物的工况，只需设计声波清灰器即可。3、SCR脱硝专用声波清灰技术工作原理声波清灰是以压缩空气作为声波的能源，高强度的钛金属膜片在压缩空气气源作用下自激振荡，并在谐振腔内产生谐振，把压缩空气势能转换为低频声能，通过空气介质把声能传递到相应的积灰点，使声波对灰渣起到“声致疲劳”的作用，由于声波振荡的反复作用，施加于灰、渣的挤压循环变化的载荷，达到一定的循环应力次数时，灰、渣的结构因疲劳而破坏，然后因重力、或因流体介质媒体将灰渣清除出附着体表面，达到清灰的作用。◆声波清灰器发声原理图◆声波清灰作用示意图4、诚毅脱硝专用声波清灰技术特点针对脱硝反应器开发的专用声波清灰器可使堆积在催化剂表面的粉尘松脱，这样气流就可以将粉尘带走。其声波频率远高于设备结构的共振频率，也不会损害催化剂，经常开启声波清灰装置，可以使催化剂免于堵塞，通过合理安排声波清灰的周期，灰量处于稳定的低水平，其技术特点如下;1、声波清灰是预防性的清灰方式，阻止灰渣在催化剂表面形成堆积，保持催化剂的连续清洁，最大限度、最好的利用催化剂对脱硝反应的催化活性。2、声波清灰对催化剂没有任何的毒副作用，长期的运行不会对影响催化剂失效，且没有对催化剂发生腐蚀和堵塞的危险。3、声波清灰器是非接触式的清灰方式，对催化剂没有磨损，可有效延长催化剂使用寿命，并降低SCR的维护成本。4、设备结构简单，声波一旦进入SCR反应器内，通过反射、绕射、透射、折射作用能自动地传播到需要除灰的空间部位，无需庞大复杂的伸缩、旋转机构，所以设备成本远低于传统的除灰器。5、运行维护费用低。声波清灰器没有旋转部件，设备本体为不锈钢材质，使用寿命在30年以上，发声器的钛金属膜片使用寿命一般都在2-5年以上。6、对设备和人体健康安全无伤害。声波频率段避开了SCR反应器设备结构的固有震动频率，因声波激励而产生的设备结构震动很小；不会产生机械磨损。5、诚毅SCR专用声波清灰器布置设计原则：1、声波清灰器C段喇叭套筒下沿，距离催化剂上表面100-200mm。2、每层催化剂布置一层吹灰器，同一层声波清灰器间距建议在3-3.5米左右。3、气控阀组尽量离声波发生器近一些，直接用软管相连。4、电控箱根据需要布置，也可以不用我司提供的电控箱，直接接到DCS集中控制。5、气源距离较远时，现场近距离布置一台空气罐，罐容积视设备数量而定。7、气源母管用DN80，支管用DN25，支管尽量短。6、诚毅脱硝专用声波清灰器规格、技术参数◆型号、参数序号项目名称数据1吹灰器本体1.1吹灰器型式膜片式声波清灰器1.2吹灰器型号CYSQ-801.3声波频率75HZ1.4声波强度≧147db(自由场)1.5一台声波吹灰器的吹灰范围D≤4-6m，长度L≤10-12M1.6喇叭材质AB段碳钢，C段304不锈钢1.7膜片材质钛合金1.8声波吹灰器入口压缩空气压力0.4-0.6Mpa1.9瞬时最大空气耗量，Nm3/min2-2.82管路系统2.1主气管DN802.2支气管DN25开孔尺寸声波清灰器型号开孔尺寸备注CYSQ-80470mm推荐形式，详见附图。CYSQ-80Z-410420mm开孔空间小时使用。详见附图CYSQ-80Z-219230mm开孔空间小时使用。详见附图7、诚毅SCR专用声波清灰器安装图（1）CYSQ-80声波清灰器（2）声波清灰器安装图（CYSQ-80Z-410）（3）声波清灰器安装图（CYSQ-80Z-219）8、设备照片及现场安装图批量库存声波清灰器选择河北诚毅的十大理由1、进口品质国产价格在某上市公司同一台480吨锅炉上的两台反应器上与国外进口产品打擂台，性能比对后，完美胜出！性价比之高找不出第二家PK！2、发生头采用304不锈钢铸造工艺，比机加工设备成型好，制作精度高，寿命长.发生头寿命可达50年以上。3、膜片采用钛合金材质，精加工而成。我司生产的膜片已经替代了国外进口声波清灰器膜片，膜片的制造工艺及应用水平达到了国际一流水准。4、声波导管采用挤压工艺，一次成型。比传统的铸造工艺声波导管内壁光滑，利于声波的传导和放大。5、声波喇叭采用304材质，完全满足SCR脱销反应器的应用工况。6、喇叭套筒安装方便，便于固定。套筒和喇叭之间有间隙便于喇叭本体震动的释放，同时间隙可以填充保温材料用于隔音。7、声波导管和声波喇叭用螺栓连接，便于现场安装。整体安装工艺只有一道焊缝（即喇叭套筒与反应器的焊接），安装简便。8、整套的声波导管和声波喇叭作用为声波的传导和放大装置。整体设计优化：总长度约为1.5米，喇叭末端为470mm，所释放声波声强大，频率低。能充分保证清灰效果。9、绝无仅有的技术服务业内唯一一家十年声波吹灰器生产经验+十年声波吹灰器电厂应用经验的技术团队，为您提供免费的咨询和技术方案设计服务。10、业内唯一一家海量计划性库存厂家一般十几台到几十台的订单，大部分订单可当天或者次日发货。