江苏中电环境工程有限公司是以先进的技术、高品质的产品、优质的售后服务为主导的规模化股份制企业。
公司位于有中国节能环保设备“硅谷”之称的盐城，系江苏省盐城市高新科技企业，公司秉承 “1%的错误导致100%的失败” 的经营理念，奉行“从细节中来，到细节中去”的工作作风，建立了以“5S”管理为基础的生产管理规范。通过对先进技术进行消化吸收，形成环保设备与工程技术二大支柱产业。
公司主要产品有锅炉配件（省煤器、过热器、集箱、空气预热器等）；环保设备（各类除尘器），净化设备（全生态净水器、净水工程设计、安装、调试）；富氧燃烧装置（专利号2010120300358640、201020640039.7）（工程设计、安装、调试）；成功地为电力、化工、冶金、建材、医药、烟草、机械等行业提供产品和技术服务。
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随着国家节能减排工作的不断深入，燃煤锅炉均已安装脱硝系统，SCR脱硝方式运行中必然发生部分氨逃逸，在空预器中生成硫酸氢氨，造成空预器堵塞，严重影响脱硝机组的安全稳定运行。
1 空预器堵塞的现象及原因分析
1.1 空预器堵塞参数变化
某发电有限公司#4机组额定容量350MW，于2011年5月投产，投产时脱硝系统同时投运。2013年11月份起，空预器差压逐渐增大，至2014年3月份，在负荷到270MW时，空预器差压最大达2.78kPa。堵塞具有如下特点：
（1）一侧空预器堵塞情况较轻，空预器堵塞较严重；
（2）堵塞发展很快，2013年11月20日，负荷280MW时，两侧空预器烟气差压仅分别为0.92 kPa，0.74kPa，到4个月后，2014年3月27日烟气差压已达到1.47kPa、2.40kPa。其中特别是另一侧空预器，堵塞明显严重，造成烟气流量减少，因而引风机烟气通流量加大，电流明显上升，由134A上升到160A。
（3）另一侧空预器旋转一圈的情况下，差压呈周期性变化，最大达2.78 kPa，最小达1.96 kPa，说明空预器局部堵塞严重。即便以最小值比较，堵塞现象也较为明显。
1.2 堵塞物化学分析
空预器冷端冷端密封板上均为结晶样颗粒，且结晶物较为坚硬。通过对空预器冷端堵塞物质取样分析，显示样品30%以上成分为硫酸氢氨。
1.3 空预器堵塞机理分析
空预器堵塞物化验表明30%以上为硫酸氢氨，由于硫酸氢氨的露点为147 ℃，现在大容量锅炉回转式空预出口烟气温度一般均为125℃左右。因而，必然在空预器冷端产生硫酸氢氨沉积。烟气经过SCR反应器和空预器热段后，排烟温度降低，当温度降至185℃以下时，烟气中已生成的气态硫酸氢氨会在空预器冷段的传热元件上凝固下来，造成空预器冷段积盐与结垢，进而影响空预器的正常运行。经验表明，当氨的逃逸量为1μL/L以下时，硫酸氢氨生成量很少，空预器堵塞现象不明显。测试结果表明，若氨逃逸量增加到2μL/L，空预器运行半年后其阻力增加约30 %；若氨逃逸量增加到3μL/L，空预器运行半年后阻力增加约50 %，对引风机也会造成较大影响。
因此，空预器堵塞的原因可以确定为因脱硝系统逃逸的氨与烟气中的三氧化硫反应生成硫酸氢氨，并在空预器冷段沉积，造成空预器堵塞。
1.4 空预器蓄热元件清理方法
空预器解体检修后，按无脱硝系统运行时的空预器清理方案，一般是组织人员进行手工清理。由于无脱硝系统发生空预器积灰堵塞，均为干灰，人工用钢丝刷等清理较为方便。但由脱硝系统运行后，空预器堵塞物含硫酸氢氨，质地坚硬，人工采用电动钢丝头清理仍非常困难，现场处理经验表明，清理一片蓄热元件需45分钟，不采取措施将严重拖延大修进度。
现场通过用工业冲洗浸泡的方法仍不能提高清理速度，后采用化学溶液浸泡后，将元件盒解包，再用高压水枪冲洗的方法，才有效解决清理的问题。经化学清洗后，冷端蓄热元件均得到彻底清理。
2 硫酸氢氨的性质及生成条件
2.1 硫酸氢氨的形成过程
由于锅炉烟气中存在SO2等气体，催化剂中的活性成分钒在催化降解NOx的过程中，也会对SO2的氧化起到一定的催化作用， SO2的氧化率随活性组分V2O5含量的增加而上升。据统计，约1%的来自锅炉的SO2将转化为SO3，二者之间的转化是温度的函数，随着温度的升高SO2的氧化率增加。实践经验表明：对于给定的SO2浓度和温度，就实际生成的SO3量而言，SO3的生成率几乎不变。
在脱硝过程中由于氨的不完全反应，SCR烟气脱硝过程发生氨逃逸是必然的，并且氨逃逸随时间会发生变化，氨逃逸率主要取决于以下因素：
(1) 注入氨流量分布均匀情况；
(2) 设定的NH3/NOx 摩尔比；
(3) 催化剂堵塞情况；
(4) 催化剂老化情况。
2. 2 硫酸氢氨形成的影响因素
运行经验和热力学分析都表明，硫酸氢氨的形成取决于反应物的浓度和它们的比例。硫酸氢氨的形成量随NH3浓度的增加而增加，高SO3/NH3摩尔比将促进硫酸氢氨的形成及其在空预器上的沉积。硫酸氢氨的形成同时依赖于温度，当烟气温度略低于硫酸氢氨的初始形成温度时，硫酸氢氨即开始形成。当烟气温度下降到低于硫酸氢氨形成的初始温度25℃时，硫酸氢氨形成反应可完成95%。硫酸氢氨的确切形成区域取决于初始形成温度和空预器温度，并在空预器轴向上下波动。
3 硫酸氢氨的控制
3.1 氨逃逸量控制
140～230 ℃之间的温区位于空预器常规设计的冷段层上方和中间层下方，由于硫酸氢氨在此温区为液态向固态转变阶段，具有极强的吸附性，会造成大量灰分在空预器沉降，引起空预器堵塞及阻力上升，严重时将迫使停炉以清理空预器。同时，硫酸氢氨或硫酸氨本身对金属有较强的腐蚀性，会造成催化剂金属支撑架和空预器冷段腐蚀。因此必须严格控制氨泄漏量，一般要求小于3μL/L 。当反应器入口管道设计不合理时，会引起反应器截面上的NH3/NOx摩尔比、流量或温度出现偏差，从而造成NH3泄漏以及NOx 脱除不完全。
3.2 SO2 氧化率控制
SCR脱硝过程使用的钒基催化剂会对烟气中SO2的氧化产生催化作用，使其易被氧化为SO3。SO3 在空预器冷段(温度177～232 ℃) 浓缩成酸雾，腐蚀受热面。在SCR反应器出口SO3与逃逸的氨反应生成硫酸氢氨。在SO2氧化率的控制方面，主要取决于催化剂V2O5中的含量，钒的担载量不能太高，通常控制在1 %左右可减少SO2 氧化。此外，采用提高催化剂活性组分(如WO3 ) 含量，亦可抑制SO2 氧化。这一点在脱硝系统安装完成后，运行中基本没有调节手段。
3.3 烟气流场优化
烟气流场的不均匀将导致脱硝系统出口氨逃逸率局部超标，加快空预器传热元件上硫酸氢氨的沉积。在氨逃逸量的控制方面可利用计算流体力学软件优化设计，对SCR 脱硝装置入口烟气流量和流速分布进行模拟，确定导流叶片的类型、数量和位置，同时，在运行中针对经常的运行工况进行调匀试验。以使入口烟气流速、温度和浓度均匀；同时调整喷氨格栅各个喷口，使NH3混合均匀，保证脱硝出口的NOx含量和NH3均匀，避免局部氨逃逸量超标，最终减少氨逃逸量。
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4 结 论
SCR脱硝过程使用的钒基催化剂会对烟气中的SO2产生催化作用，使其易被氧化为SO3。SO3与逃逸的氨反应生成硫酸氢氨，硫酸氢氨附着于催化剂的表面会阻塞催化剂并影响其活性，且硫酸氢氨的粘性使之易于牢固黏附在空预器蓄热元件的表面，使蓄热元件积灰，空预器流通截面减小、阻力增加以及换热元件的换热效率下降。可通过控制SCR 脱硝过程氨逃逸量和烟气中SO3的方法减少硫酸氢氨的生成量。为防止催化剂因硫酸氢氨的滞留而失去活性，应合理控制SCR脱硝装置在低负荷下的运行时间。为有效降低硫酸氢氨在空预器换热元件上的形成速率，可选用搪瓷镀层换热元件。
