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废气处理设备

垃圾焚烧发电厂烟气处理系统腐蚀及防护(四)

发布时间: 2022-07-02 05:23:13 来源:bob电竞官网下载 作者:BOB体育官网入口

  目前,国内垃圾焚烧烟气排放标准越来越严格,对垃圾焚烧烟气处理技术提出了更高的要求,通常以多种技术方法结合才能满足排放要求。垃圾发电厂烟气净化处理系统通常采用的工艺是:燃烧控制+烟气再循环+SNCR+半干法脱硫(Ca(OH)2)+干法(NaHCO3)+活性炭吸附+袋除尘+湿法脱酸+GGH+中低温SCR。例如海安县生活垃圾焚烧发电厂就采用了“NSCR+半干法+干法+活性炭+布袋除尘+SCR”烟气深度处理工艺。

  垃圾焚烧后的高温烟气依次经过水冷壁、再热器、省煤器和空气换热器后进入烟气处理系统,如除尘器、洗涤塔等装置,而后通过烟囱进行排放。而垃圾焚烧后的烟气中通常含有NH3、HCl、SO2、SO3、HF、CO2、CO、NOx等各种强腐蚀性的介质,其中氯化氢、氟化氢、硫化氢等介质存在多种腐蚀机理。

  选择性非催化还原,(selective non-catalytic reduction,简称SNCR),是指无催化剂的作用下,在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。该技术一般采用炉内喷氨、尿素或氢氨酸作为还原剂还原 NOx 。还原剂只和烟气中的 NOx反应,一般不与氧反应,该技术不采用催化剂,所以这种方法被称为选择性非催化还原法(SNCR)。

  由于该工艺不用催化剂,因此必须在高温区加入还原剂。还原剂喷入炉膛温度为 850 ~ 1100℃ 的区域,迅速热分解成 NH3,与烟气中的NOx反应生成N2和水。

  采用NH3作为还原剂,在温度为900℃-1100℃的范围内,还原NOx的主要化学反应有:

  SNCR常用于锅炉炉膛,可以将NOx排放量降至约200mg/Nm3。用炉内SNCR系统的还原剂制备、稀释、喷射等设备防腐可以采用ZS-1041烟气防腐涂料或ZS-711无机防腐涂料。

  选择性催化还原技术(Selective catalytic reduction,简称SCR)是一种脱硝效率高(可达90%以上)、设备运行可靠、装置结构简单的新兴脱硝技术,适用于大型锅炉脱硝。在催化剂(铁、钒、铬、钴、钼等碱金属)作用下,在温度170-420℃,还原剂将烟气中的NOx转化为氮气和水,达到烟气脱硝目的。SCR又可分为低温型(250度)、中温型(250-400度)和高温型(400)三种,以中温型较为常见。

  SCR则是指在催化剂和氧气存在的情况下,NH3优先与NOx发生还原反应生成N2和H2O而得到脱除,主要反应为:

  在催化剂存在条件下,烟气中的SO2可能被催化反应生成SO3,进一步反应生成具有腐蚀性的NH4HSO4。

  效率高,90%、节省催化剂、反应塔体积小、系统阻力小、回收处理成本低、降低了腐蚀堵塞的危害、简化喷射系统、提高SNCR效率至60%、减少N2O生成。

  氨水喷入位置在分解炉燃烧区,分解炉出口,鹅颈管出口等处。不是所有的喷入系统的氨都会被反应掉,未反应的氨将随烟气一起离开反应区。这部分未反应的氨称作氨逃逸。当烟气中氨含量超过5ppm时,氨气味道就能闻到。当逃逸量高于25ppm时,会对人体健康造成影响。同时逃逸的氨气会对金属设备造成腐蚀。

  氨水腐蚀金属有两个原因:一是氨可以与金属离子形成配离子,二是大气中含有大量的氧气。由于氨可以与许多金属离子形成比较稳定的配离子,所以会使金属离子与金属单质之间的标准电极电势降低,使金属更容易被氧化。加上地球的大气是氧化性大气,所以金属变得更容易被氧化,被腐蚀。确切的说,真正腐蚀金属的是大气中的氧,氨的作用使得腐蚀更容易进行。

  当燃料中包含氯化物时,由于氯与氨反应生成氯化铵,烟囱排出口可以见到明显的烟羽,影响环境和大气。

  氨水与系统中的SO2形成可溶性的硫酸盐或亚硫酸盐,液相则渗入表面防腐层的毛细孔内,当设备停用时,在自然干燥下生成结晶型盐,产生体积膨胀,使防腐材料自身产生内应力而破坏,特别在干湿交替作用下,腐蚀加剧。

  不管是采用何种脱硝方式,烟气中都存在HCl、SO2、SO3、HF等腐蚀介质,同时在脱硝过程中还会生成强腐蚀性的NH4HSO4、NH4HSO3等,对设备造成酸性腐蚀、垢下腐蚀、电化学腐蚀等多种腐蚀形态。而且温度相对较高,加速了腐蚀进程,设备腐蚀破坏相当严重。可以采用ZS-1041高温烟气防腐涂料。

  半干法和干法主要是除去烟气中的酸性气体,如HCl、SO2、SO3、HF等。半干法对HCl的去除率可以达到90%以上,对SO2去除率可以达到80%-90%。通常采用石灰和水制成石灰浆从塔顶喷入,借助烟气中的余热将石灰浆烘干从除尘器中排除,而酸性气体与碱性的石灰浆进行酸碱中和反应而去除。

  在半干法塔或活性炭喷射管路中,除了要考虑介质的腐蚀性以外,还要考虑粉尘的冲刷。这时可以采用ZS-1041烟气防腐涂料和ZS-1042脱硫专用防腐涂料制作复合防腐涂层,也有很多成功的应用案例。

  布袋除尘器又称为袋式除尘器,是一种干式滤尘装置。它适用于捕集细小、干燥、非纤维性粉尘。滤袋采用纺织的滤布或非纺织的毡制成,利用纤维织物的过滤作用对含尘气体进行过滤,当含尘气体进入袋式除尘器后,颗粒大、比重大的粉尘,由于重力的作用沉降下来,落入灰斗,含有较细小粉尘的气体在通过滤料时,粉尘被阻留,使气体得到净化。

  进入布袋除尘器的烟气温度已降低至70℃-120℃,设备主要受到露点腐蚀的作用。垃圾焚烧烟气中往往含有HF等强腐性介质,对钢材造成腐蚀,而且也会导致氢鼓泡和氢脆,还会造成缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂现象。

  为了预防HF等强腐蚀性介质造成的腐蚀,可以采用ZS-1033耐氢氟酸防腐涂料或者ZS-1032耐强酸强氧化防腐涂料,也可搭配ZS-1041烟气防腐涂料制作复合防腐涂层。

  GGH通过湿烟气与干烟气间接换热,将其温度抬升到80℃以上,在湿烟气绝对含水量不变的情况下,通过GGH换热将烟气升温到85℃,烟气的相对湿度就从100%降低到15.7%,如果温度升至99℃,烟气的相对湿度则降至0.4%,称为干烟气排放,为升温除湿脱白。热管式的GGH只需要采用一台换热器,因为是高温烟气和低温烟气直接换热,基本上高温烟气降至120℃,低温烟气就升温至120℃。

  除尘以后的烟道接换热器的下端,温度从190℃降至120℃。脱硫后的净烟气接换热器的上端通过,使烟气温度提升到99℃以上。由于换热器中有热的烟气流过,因此换热器及其吹灰管道、阀门、喷嘴、固定支架等附件材料需要满足防磨,防冲刷,耐腐蚀的要求。可以采用ZS-1041烟气防腐涂料。

  志盛威华唐工,湖南永州人,高ji工程师,北京化工大学应用化学专业硕士学位。从事ZS系列特种功能涂料开发应用售后20多年,对工程工况应用分析和特种功能涂料设计使用有丰富理论和实际经验。特别是各种烟囱烟道的腐蚀机理、高温炉体的绝热隔热保温、高温下燃料节能、脱硫脱硝原理与设备防腐、烟气余热利用与防腐等领域有深入的研究和实践经历。有困难找唐工,唐工竭诚为您服务!返回搜狐,查看更多



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