中国SCR脱硝反应器积灰研究分析及对应解决方案

1.1.4 LPA大颗粒灰的成因分析

Ø燃烧产生的比如爆米花颗粒的形成和燃烧工艺有关，成因比较复杂。并且目前世界上对它的形成很难预测、预防。

Ø粘性大颗粒是因为灰分中Na2O、K2O及CaO等含量高，使飞灰粘结成大灰团。

Ø从导流板、整流格栅上跌落的粘性灰团，不完全碎开也形成大颗粒。

Ø蒸汽吹灰器将灰分挤压到催化剂里，加上水分，在催化剂里也形成大颗粒。

1.2 烟气流场不好引起的积灰分析

众所周知，SCR反应器中的飞灰自身是不能移动的，必须依靠烟气的流速才能把它带走，而烟气流场不好就会导致局部烟气流速低的情况，而烟速低烟气的携带灰的能力就大大减弱，从而在低流速区域就会容易出现积灰；

•低流速区通常在反应器的边沿区域

•低流速区容易积聚飞灰

图3 CFD模拟现实的SCR反应器流场分布不均

•飞灰离开气流之后，开始积累

•由于堵塞增加，低流速区开始扩散

•飞灰堆积随之扩散

•上层积灰对下层催化剂积灰产生“雨伞效应”

图4 由于雨伞效应导致的SCR反应器积灰示意图

针对流场不好引起的积灰，根据我们的研究及实际应用发现，有很多时候我们的CFD模拟及物模设计并没有太大问题，但是在实际运行过程中仍然出现流场不好。其实最大的问题是CFD模拟及物模都只能模拟干净烟气的情况，并且导流装置及整流装置都是按理想不积灰的工况运行，但是实际在SCR运行过程中最大的问题是烟气是带粉尘在运行，尤其是针对中国西南地区煤种及新疆准东煤，有很强的粘结性，导致导流板及整流格栅出现严重的积灰，从而导致CFD流场设计完全失效而导致流场恶化。因此如何保证实际运行过程中的流场能按CFD设计运行是重中之重。

1.3灰分场不好引起的积灰分析

灰分场不好的概念是指整个SCR反应器截面的烟气含灰浓度分布并不是均匀的，但催化剂的孔径设计时一个重要的设计参数就是烟气平均含灰浓度，如果局部区域的烟气中的烟气含灰浓度持续大于催化剂孔的设计通灰能力，在该区域理论上就会存在积灰的可能，并且局部一旦积灰就会蔓延恶化到更大面积的积灰。这种积灰可能是持续的灰分流场造成，也可能是瞬间流场造成（比如从结构表面瞬间坍塌的堆灰灰造成）。

需要特别强调的是，采用蒸汽吹灰器的方式强迫灰分通过被积灰覆盖的催化剂，将导致灰分在催化剂的通道里被压紧，有时会使问题更严重。

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