烟气脱硝冷干法CEMS设计技术


发布日期:2022-01-22

对脱硝入口及出口的氮氧化物检测,采用红外光谱、紫外光谱或化学发光法分析仪都能满足要求,主要难点在于要解决高温、高尘、高湿、高腐蚀的取样处理问题。

1)取样探头及高温传输管线设计技术

①脱硝取样探头的设计 脱硝CEMS的取样需要采用专用的高温取样探头,通常脱硝前的取样可采用常规取样探头,但探头的回热温度必须在280~300℃,而不能用脱硝的取样探头(加热温度0~180℃)。

脱硝后的取样探头除高温要求外,应增加除氨部件,主要是脱硝后的烟气与脱硝前不同,脱硝后会存在NH3,当温度低于180~200℃时,NH3的存在会产生铵盐,使过滤器及采样管线在短时间内堵塞。因此在取样探头出口配有除氨罐和蠕动泵排液。

脱硝采样管和取样探头的滤芯等部件采用耐高温的材料制造,温度控制在280~300℃;取样探头的样气出口紧连一个铵盐清洗瓶,内部装有特制的填充物,以扩大样气接触面积,铵盐沉积物会被冷凝液清洗掉。蠕动泵将溶解铵盐的冷凝液体排出。由于清洗瓶周围的环境温度较高,被测气体组分SO2、NOX丢失很少,可以忽略不计。清洗瓶的样气出口接加热传输管线。

烟气取样探头通过连接法兰、密封圈可靠地连接在烟道的取样点上。探头的前端可连接一根采样探管,样气通过采样探管汇集到样气采样器的加热过滤器腔体内,腔体内的2μm不绣钢过滤器(也可用陶瓷过滤器)对样气进行烟尘过滤,防止灰尘进入分析仪器。

反吹控制装置定期对采样管和烟气取样探头的过滤器进行反吹,防止烟尘堵塞样气采样器探管及过滤器。系统可以通过PLC设置反吹间隔时间和吹扫时间。提供的反吹气体必须是干燥、无油、无水的仪表空气或氮气,在低温环境下应将反吹气预热,以防止反吹时降低加热腔内的温度,造成烟气结露,使采样器发生故障。反吹气体的流向与样气的流负相反。

②脱硝样气传输管线 脱硝样气传输管线必须保湿在180℃以上,脱硝前取样点烟气温度高达300℃,烟气的酸露点在180℃左右;脱硝后的烟气温度也高达300℃以上,SCR反应器催化剂工作温度在320~420℃,喷入的氨与烟气中的NOX转化为氮气和水分子,烟气的含水量相应会有所增加。烟气传输管线的温度低于180℃,将会使烟气中的水分从气态变为液态,造成烟气中的SO3及NH3被水吸收,生成稀硫酸及氨盐,腐蚀并堵塞管线。

冷干法CEMS分析氮氧化物的流程设计要点

脱硝的冷干法CEMS分析流程与脱硫CEMS分析流程大同小异,主要区别如下。

①脱硝分析的取样探头及传输管线必须采用高温型。同时应注意对探头的反吹,要求反吹压缩空气应预加热,严防在反吹时将探头的局部降温。通常有两种方案:一种是反吹压缩空气源在取样探头现场处,需增加前级反吹的空气预热处理箱(包括反吹控制阀),将反吹压缩空气预热,另一种方案是压缩空气源在分析柜或分析小屋处,通过加热传输管线送到探头处,此时反吹空气已经预热。另外,SCR出口探头带有专用的除铵盐装置,利用铵盐结晶可以溶解在烟气自身的水分中,将其排除,不会造成探头及后面伴热管线处的结晶堵塞。

②脱硝的样气处理除尘设计,应采取多级除尘方案。一般的取样探头都设一级粗过滤器,采用陶瓷或不绣钢粉末冶金过滤器,过滤精度为2~3μm。由于脱硝取样点的含尘量高达20~25g/m3,因此高温探头*好设有两级过滤,在直接伸入烟道的探头处设一级前置过滤器,滤除烟气中的大部分粉尘颗粒,当反吹时,直接吹进工艺管道,不会堵塞探头,在取样探头的外部设有外置的加热保温的陶瓷过滤器,进行二级过滤,保证其过滤精度≤2μm。烟气的后续除尘还要经过气溶胶过滤器及精细过滤器进一步除去烟气的细小的颗粒物及液滴。*后在进入分析器前,经过模式过滤器使烟尘粒度≤0.2~0.3μm。

③脱硝的除湿方案设计,应至少采用两级除湿方案。由于脱硝烟气的含水量较高,必须采取两级除湿。样气的加热保温管线*好直接接到分析柜的第一级除湿器入口,经过快速制冷除湿,使样气从高温快速降温除水,然后再接到取样泵入口,经取样泵增压后通过二级除湿将烟气温度降到3~5℃。

④应注意与烟气接触的管线、接头、阀件及其他部件的材质应耐腐蚀,所有接触烟气的材质应采用316L不绣钢,或玻璃、陶瓷、PTFE、PFA等材质。


加载中