SCR脫硝熱解爐結(jié)垢原因分析及解決方法

岳春妹++陸駿超+陳睿

摘要： 主要針對(duì)某電廠采用尿素?zé)峤庵瓢惫に囍谐霈F(xiàn)的熱解爐堵塞結(jié)垢的原因進(jìn)行分析，并提出了解決方法.通過對(duì)熱解室內(nèi)沉積物成分進(jìn)行分析，可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.為了防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物造成堵塞，需要適當(dāng)提高熱解室頂部引入的高溫?zé)峥諝鉁囟?，使熱解室?nèi)各部位溫度保持在360℃以上，尤其是噴嘴和熱解室下部出口段溫度較低的部位.研究可為其它電廠脫硝系統(tǒng)運(yùn)行提供參考.

關(guān)鍵詞：脫硝； 尿素?zé)峤猓?結(jié)垢； 堵塞

中圖分類號(hào)： X 701文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

選擇性催化還原（Selective catalytic reduction，SCR）煙氣脫硝技術(shù)[1]在上世紀(jì)80年代初被用于電廠燃煤鍋爐低塵與高塵環(huán)境，80年代中后期在歐洲開始商業(yè)推廣.目前，世界上脫硝裝置中應(yīng)用最多的還原劑有3種：液氨、氨水和尿素.火電廠SCR脫硝裝置一般在選擇還原劑時(shí)主要考慮的因素有：運(yùn)輸過程和儲(chǔ)存是否安全；一旦發(fā)生泄漏事故可能會(huì)造成的影響（包括經(jīng)濟(jì)影響、環(huán)境污染和公眾健康等）；操作許可的批復(fù)、占地、投資和系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用等[2].從固定投資（包括征地與系統(tǒng)投資）來看，氨水、尿素制氨的氨區(qū)建設(shè)初期投資最高，液氨最低；從占地情況考慮，液氨和氨水系統(tǒng)的占地面積最大，尿素系統(tǒng)最??；從經(jīng)濟(jì)性來看，液氨最好，尿素次之，氨水最差；從安全性來考量，尿素在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用中最為安全，氨水次之，液氨最差.

上海某電廠采用SCR脫硝，并采用尿素?zé)峤庵瓢惫に?正常運(yùn)行半年后發(fā)現(xiàn)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的一次風(fēng)流量低于報(bào)警值，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)脫硝系統(tǒng)停運(yùn).脫硝系統(tǒng)停運(yùn)后，檢修人員將所有噴槍拆下進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)噴槍、噴嘴有堵塞，但通過觀察噴槍孔發(fā)現(xiàn)，在噴嘴下部約0.5 m位置有沉積物，通過敲打后掉落.打開熱解室下部錐體后發(fā)現(xiàn)大量白色結(jié)垢產(chǎn)物將熱解室下部錐管段堵塞.

1尿素?zé)峤庵瓢惫に嚭?jiǎn)介

尿素又稱脲，分子式為CO（NH2）2，熔點(diǎn)為132.7℃.因?yàn)槟蛩貙?duì)熱不穩(wěn)定，加熱至150～160℃將脫氨形成縮二脲，若迅速加熱將完全分解為氨氣和二氧化碳[3].

熱解室內(nèi)主要反應(yīng)式為

該電廠尿素?zé)峤庵瓢惫に嚍椋河盟畬⒐腆w尿素配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的尿素溶液（需要外部加熱），然后經(jīng)過給料泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴等進(jìn)入絕熱分解室.熱解室的熱源來自空氣預(yù)熱器二次風(fēng)抽氣后經(jīng)加熱器升溫至350℃的空氣，從熱解室頂部輸入，底部排出.霧化后的尿素液滴與熱空氣充分接觸，尿素受熱分解生成NH3和CO2.分解產(chǎn)物和空氣混合物由熱解室下部尾管排出，經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進(jìn)入脫硝煙道.在催化劑作用下，NH3選擇性地與煙氣中的NO和NO2反應(yīng)，生成N2和H2O，從而去除煙氣中的NOx，達(dá)到脫硝的目的.典型的尿素?zé)峤庵瓢惫に嚵鞒倘鐖D1所示，其中：MDM為計(jì)量分配模塊；HFD為高流量輸送循環(huán)模塊；PCV為背壓模塊；AIG為噴氨格柵.

2沉積物成分分析

熱解室內(nèi)沉積物堅(jiān)硬，有氣孔，其宏觀形貌和電鏡圖如圖2所示.分別對(duì)沉積物進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)和XRF（X射線熒光光譜儀）元素分析.

2.1化學(xué)成分檢測(cè)

表1給出了沉積物化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果.從表1可知，熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機(jī)元素含量極低，其中：SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，也僅為1.33%；Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%；Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.21%，3項(xiàng)總和僅為1.99%.Si、Al、Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以直接反映飛灰的含量，因此可以排除飛灰沉積導(dǎo)致熱解室下部錐管堵塞的可能.

尿素分子式為CH4N2O，C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶2∶1.在高溫常壓（360～650℃，0.1 MPa）下迅速加熱尿素，C—N鍵斷裂分解生成NH3與CO2.尿素?zé)峤膺^程一般分為室溫至190℃、190～250℃、250～360℃、360℃以上等4個(gè)階段，前3個(gè)階段尿素分解過程復(fù)雜并且產(chǎn)物眾多.

尿素在190℃以下熱解將脫氨并產(chǎn)生縮二脲（C2H5N3O2），C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1.5∶1.縮二脲在190～250℃時(shí)開始分解，生成三聚氰酸（C3H3N3O3）、三聚氰胺（C3H6N6）、三聚氰酸一酰胺（C3H4N4O2）、三聚氰酸二酰胺（C3H5N5O）等.

尿素若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸.三聚氰酸的C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1∶1.三聚氰酸加熱時(shí)不熔化，約在330～360℃以上解聚為氰酸（CHNO），氰酸水解生成氨和二氧化碳.

因此，根據(jù)C、N、O物質(zhì)的量之比推斷，熱解室內(nèi)沉積物主要成分應(yīng)為三聚氰酸和三聚氰胺等，可能還含有縮二脲.

3沉積物堵塞原因分析

通過對(duì)熱解室內(nèi)沉積物檢測(cè)結(jié)果的初步分析，可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.導(dǎo)致尿素分解不完全的原因可能為：

（1） 熱解室內(nèi)溫度低.溫度越高，尿素分解越徹底.如果熱解室內(nèi)溫度達(dá)不到360℃以上，尿素分解不完全就會(huì)產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸、三聚氰胺等中間聚合物并逐步堵塞熱解室下部錐管.

（2） 噴嘴霧化效果差.噴嘴霧化效果差會(huì)造成尿素液滴過大，在設(shè)計(jì)停留時(shí)間內(nèi)尿素分解不完全，從而生成中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁并逐步堵塞下部錐管.

4結(jié)論與建議

（1） 從化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果可知，熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機(jī)元素含量極低，SiO2、Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3項(xiàng)總和僅為1.99%，因此排除了飛灰沉積導(dǎo)致熱解室下部錐管沉積堵塞的可能.

（2） 從XRF元素分析結(jié)果可知，熱解室內(nèi)沉積物粉體致密，C、N、O物質(zhì)的量之比約為1∶1.5∶1.1，據(jù)此推斷沉積物中主要成分應(yīng)為三聚氰酸和三聚氰胺等，可能還含有縮二脲.

（3） 如果尿素分解不完全，就會(huì)產(chǎn)生大量中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁和下部錐管段并造成堵塞.導(dǎo)致尿素分解不完全的原因可能是熱解室內(nèi)溫度低或噴嘴霧化效果差.

綜上所述，要防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物發(fā)生堵塞，需適當(dāng)提高熱解室頂部引入的高溫?zé)峥諝鉁囟?，使熱解室?nèi)各部位溫度保持在360℃以上，尤其是噴嘴和熱解室下部出口溫度較低的部位.同時(shí)保溫也同等重要.該電廠熱解爐外部保溫措施得當(dāng)，尿素輸液管做了保溫處理，但是噴嘴霧化壓縮空氣采用常溫空氣，影響了霧化液滴溫度，當(dāng)冬季氣溫較低時(shí)應(yīng)考慮提高煙氣溫度.另外，尿素水溶液霧化效果也是重要因素，霧滴偏大會(huì)影響氣化，延長(zhǎng)液滴升溫時(shí)間.要觀察噴嘴霧化是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不然要進(jìn)行調(diào)試優(yōu)化.

參考文獻(xiàn)：

[1]孫克勤，鐘秦.火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[2]陳進(jìn)生.火電廠煙氣脫硝技術(shù)——選擇性催化還原法[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[3]趙冬賢，劉紹培，吳曉峰，等.尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)在SCR脫硝中的應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2009，38（8）：6567.

摘要： 主要針對(duì)某電廠采用尿素?zé)峤庵瓢惫に囍谐霈F(xiàn)的熱解爐堵塞結(jié)垢的原因進(jìn)行分析，并提出了解決方法.通過對(duì)熱解室內(nèi)沉積物成分進(jìn)行分析，可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.為了防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物造成堵塞，需要適當(dāng)提高熱解室頂部引入的高溫?zé)峥諝鉁囟?，使熱解室?nèi)各部位溫度保持在360℃以上，尤其是噴嘴和熱解室下部出口段溫度較低的部位.研究可為其它電廠脫硝系統(tǒng)運(yùn)行提供參考.

關(guān)鍵詞：脫硝； 尿素?zé)峤猓?結(jié)垢； 堵塞

中圖分類號(hào)： X 701文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

選擇性催化還原（Selective catalytic reduction，SCR）煙氣脫硝技術(shù)[1]在上世紀(jì)80年代初被用于電廠燃煤鍋爐低塵與高塵環(huán)境，80年代中后期在歐洲開始商業(yè)推廣.目前，世界上脫硝裝置中應(yīng)用最多的還原劑有3種：液氨、氨水和尿素.火電廠SCR脫硝裝置一般在選擇還原劑時(shí)主要考慮的因素有：運(yùn)輸過程和儲(chǔ)存是否安全；一旦發(fā)生泄漏事故可能會(huì)造成的影響（包括經(jīng)濟(jì)影響、環(huán)境污染和公眾健康等）；操作許可的批復(fù)、占地、投資和系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用等[2].從固定投資（包括征地與系統(tǒng)投資）來看，氨水、尿素制氨的氨區(qū)建設(shè)初期投資最高，液氨最低；從占地情況考慮，液氨和氨水系統(tǒng)的占地面積最大，尿素系統(tǒng)最小；從經(jīng)濟(jì)性來看，液氨最好，尿素次之，氨水最差；從安全性來考量，尿素在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用中最為安全，氨水次之，液氨最差.

上海某電廠采用SCR脫硝，并采用尿素?zé)峤庵瓢惫に?正常運(yùn)行半年后發(fā)現(xiàn)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的一次風(fēng)流量低于報(bào)警值，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)脫硝系統(tǒng)停運(yùn).脫硝系統(tǒng)停運(yùn)后，檢修人員將所有噴槍拆下進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)噴槍、噴嘴有堵塞，但通過觀察噴槍孔發(fā)現(xiàn)，在噴嘴下部約0.5 m位置有沉積物，通過敲打后掉落.打開熱解室下部錐體后發(fā)現(xiàn)大量白色結(jié)垢產(chǎn)物將熱解室下部錐管段堵塞.

1尿素?zé)峤庵瓢惫に嚭?jiǎn)介

尿素又稱脲，分子式為CO（NH2）2，熔點(diǎn)為132.7℃.因?yàn)槟蛩貙?duì)熱不穩(wěn)定，加熱至150～160℃將脫氨形成縮二脲，若迅速加熱將完全分解為氨氣和二氧化碳[3].

熱解室內(nèi)主要反應(yīng)式為

該電廠尿素?zé)峤庵瓢惫に嚍椋河盟畬⒐腆w尿素配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的尿素溶液（需要外部加熱），然后經(jīng)過給料泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴等進(jìn)入絕熱分解室.熱解室的熱源來自空氣預(yù)熱器二次風(fēng)抽氣后經(jīng)加熱器升溫至350℃的空氣，從熱解室頂部輸入，底部排出.霧化后的尿素液滴與熱空氣充分接觸，尿素受熱分解生成NH3和CO2.分解產(chǎn)物和空氣混合物由熱解室下部尾管排出，經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進(jìn)入脫硝煙道.在催化劑作用下，NH3選擇性地與煙氣中的NO和NO2反應(yīng)，生成N2和H2O，從而去除煙氣中的NOx，達(dá)到脫硝的目的.典型的尿素?zé)峤庵瓢惫に嚵鞒倘鐖D1所示，其中：MDM為計(jì)量分配模塊；HFD為高流量輸送循環(huán)模塊；PCV為背壓模塊；AIG為噴氨格柵.

2沉積物成分分析

熱解室內(nèi)沉積物堅(jiān)硬，有氣孔，其宏觀形貌和電鏡圖如圖2所示.分別對(duì)沉積物進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)和XRF（X射線熒光光譜儀）元素分析.

2.1化學(xué)成分檢測(cè)

表1給出了沉積物化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果.從表1可知，熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機(jī)元素含量極低，其中：SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，也僅為1.33%；Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%；Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.21%，3項(xiàng)總和僅為1.99%.Si、Al、Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以直接反映飛灰的含量，因此可以排除飛灰沉積導(dǎo)致熱解室下部錐管堵塞的可能.

尿素分子式為CH4N2O，C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶2∶1.在高溫常壓（360～650℃，0.1 MPa）下迅速加熱尿素，C—N鍵斷裂分解生成NH3與CO2.尿素?zé)峤膺^程一般分為室溫至190℃、190～250℃、250～360℃、360℃以上等4個(gè)階段，前3個(gè)階段尿素分解過程復(fù)雜并且產(chǎn)物眾多.

尿素在190℃以下熱解將脫氨并產(chǎn)生縮二脲（C2H5N3O2），C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1.5∶1.縮二脲在190～250℃時(shí)開始分解，生成三聚氰酸（C3H3N3O3）、三聚氰胺（C3H6N6）、三聚氰酸一酰胺（C3H4N4O2）、三聚氰酸二酰胺（C3H5N5O）等.

尿素若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸.三聚氰酸的C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1∶1.三聚氰酸加熱時(shí)不熔化，約在330～360℃以上解聚為氰酸（CHNO），氰酸水解生成氨和二氧化碳.

因此，根據(jù)C、N、O物質(zhì)的量之比推斷，熱解室內(nèi)沉積物主要成分應(yīng)為三聚氰酸和三聚氰胺等，可能還含有縮二脲.

3沉積物堵塞原因分析

通過對(duì)熱解室內(nèi)沉積物檢測(cè)結(jié)果的初步分析，可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.導(dǎo)致尿素分解不完全的原因可能為：

（1） 熱解室內(nèi)溫度低.溫度越高，尿素分解越徹底.如果熱解室內(nèi)溫度達(dá)不到360℃以上，尿素分解不完全就會(huì)產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸、三聚氰胺等中間聚合物并逐步堵塞熱解室下部錐管.

（2） 噴嘴霧化效果差.噴嘴霧化效果差會(huì)造成尿素液滴過大，在設(shè)計(jì)停留時(shí)間內(nèi)尿素分解不完全，從而生成中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁并逐步堵塞下部錐管.

4結(jié)論與建議

（1） 從化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果可知，熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機(jī)元素含量極低，SiO2、Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3項(xiàng)總和僅為1.99%，因此排除了飛灰沉積導(dǎo)致熱解室下部錐管沉積堵塞的可能.

（2） 從XRF元素分析結(jié)果可知，熱解室內(nèi)沉積物粉體致密，C、N、O物質(zhì)的量之比約為1∶1.5∶1.1，據(jù)此推斷沉積物中主要成分應(yīng)為三聚氰酸和三聚氰胺等，可能還含有縮二脲.

（3） 如果尿素分解不完全，就會(huì)產(chǎn)生大量中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁和下部錐管段并造成堵塞.導(dǎo)致尿素分解不完全的原因可能是熱解室內(nèi)溫度低或噴嘴霧化效果差.

綜上所述，要防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物發(fā)生堵塞，需適當(dāng)提高熱解室頂部引入的高溫?zé)峥諝鉁囟龋篃峤馐覂?nèi)各部位溫度保持在360℃以上，尤其是噴嘴和熱解室下部出口溫度較低的部位.同時(shí)保溫也同等重要.該電廠熱解爐外部保溫措施得當(dāng)，尿素輸液管做了保溫處理，但是噴嘴霧化壓縮空氣采用常溫空氣，影響了霧化液滴溫度，當(dāng)冬季氣溫較低時(shí)應(yīng)考慮提高煙氣溫度.另外，尿素水溶液霧化效果也是重要因素，霧滴偏大會(huì)影響氣化，延長(zhǎng)液滴升溫時(shí)間.要觀察噴嘴霧化是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不然要進(jìn)行調(diào)試優(yōu)化.

參考文獻(xiàn)：

[1]孫克勤，鐘秦.火電廠煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

[2]陳進(jìn)生.火電廠煙氣脫硝技術(shù)——選擇性催化還原法[M].北京：中國(guó)電力出版社，2008.

[3]趙冬賢，劉紹培，吳曉峰，等.尿素?zé)峤庵瓢奔夹g(shù)在SCR脫硝中的應(yīng)用[J].熱力發(fā)電，2009，38（8）：6567.

摘要： 主要針對(duì)某電廠采用尿素?zé)峤庵瓢惫に囍谐霈F(xiàn)的熱解爐堵塞結(jié)垢的原因進(jìn)行分析，并提出了解決方法.通過對(duì)熱解室內(nèi)沉積物成分進(jìn)行分析，可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.為了防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物造成堵塞，需要適當(dāng)提高熱解室頂部引入的高溫?zé)峥諝鉁囟?，使熱解室?nèi)各部位溫度保持在360℃以上，尤其是噴嘴和熱解室下部出口段溫度較低的部位.研究可為其它電廠脫硝系統(tǒng)運(yùn)行提供參考.

關(guān)鍵詞：脫硝； 尿素?zé)峤猓?結(jié)垢； 堵塞

中圖分類號(hào)： X 701文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

選擇性催化還原（Selective catalytic reduction，SCR）煙氣脫硝技術(shù)[1]在上世紀(jì)80年代初被用于電廠燃煤鍋爐低塵與高塵環(huán)境，80年代中后期在歐洲開始商業(yè)推廣.目前，世界上脫硝裝置中應(yīng)用最多的還原劑有3種：液氨、氨水和尿素.火電廠SCR脫硝裝置一般在選擇還原劑時(shí)主要考慮的因素有：運(yùn)輸過程和儲(chǔ)存是否安全；一旦發(fā)生泄漏事故可能會(huì)造成的影響（包括經(jīng)濟(jì)影響、環(huán)境污染和公眾健康等）；操作許可的批復(fù)、占地、投資和系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用等[2].從固定投資（包括征地與系統(tǒng)投資）來看，氨水、尿素制氨的氨區(qū)建設(shè)初期投資最高，液氨最低；從占地情況考慮，液氨和氨水系統(tǒng)的占地面積最大，尿素系統(tǒng)最小；從經(jīng)濟(jì)性來看，液氨最好，尿素次之，氨水最差；從安全性來考量，尿素在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用中最為安全，氨水次之，液氨最差.

上海某電廠采用SCR脫硝，并采用尿素?zé)峤庵瓢惫に?正常運(yùn)行半年后發(fā)現(xiàn)尿素?zé)峤庀到y(tǒng)的一次風(fēng)流量低于報(bào)警值，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)脫硝系統(tǒng)停運(yùn).脫硝系統(tǒng)停運(yùn)后，檢修人員將所有噴槍拆下進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)噴槍、噴嘴有堵塞，但通過觀察噴槍孔發(fā)現(xiàn)，在噴嘴下部約0.5 m位置有沉積物，通過敲打后掉落.打開熱解室下部錐體后發(fā)現(xiàn)大量白色結(jié)垢產(chǎn)物將熱解室下部錐管段堵塞.

1尿素?zé)峤庵瓢惫に嚭?jiǎn)介

尿素又稱脲，分子式為CO（NH2）2，熔點(diǎn)為132.7℃.因?yàn)槟蛩貙?duì)熱不穩(wěn)定，加熱至150～160℃將脫氨形成縮二脲，若迅速加熱將完全分解為氨氣和二氧化碳[3].

熱解室內(nèi)主要反應(yīng)式為

該電廠尿素?zé)峤庵瓢惫に嚍椋河盟畬⒐腆w尿素配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的尿素溶液（需要外部加熱），然后經(jīng)過給料泵、計(jì)量與分配裝置、霧化噴嘴等進(jìn)入絕熱分解室.熱解室的熱源來自空氣預(yù)熱器二次風(fēng)抽氣后經(jīng)加熱器升溫至350℃的空氣，從熱解室頂部輸入，底部排出.霧化后的尿素液滴與熱空氣充分接觸，尿素受熱分解生成NH3和CO2.分解產(chǎn)物和空氣混合物由熱解室下部尾管排出，經(jīng)由氨噴射系統(tǒng)進(jìn)入脫硝煙道.在催化劑作用下，NH3選擇性地與煙氣中的NO和NO2反應(yīng)，生成N2和H2O，從而去除煙氣中的NOx，達(dá)到脫硝的目的.典型的尿素?zé)峤庵瓢惫に嚵鞒倘鐖D1所示，其中：MDM為計(jì)量分配模塊；HFD為高流量輸送循環(huán)模塊；PCV為背壓模塊；AIG為噴氨格柵.

2沉積物成分分析

熱解室內(nèi)沉積物堅(jiān)硬，有氣孔，其宏觀形貌和電鏡圖如圖2所示.分別對(duì)沉積物進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)和XRF（X射線熒光光譜儀）元素分析.

2.1化學(xué)成分檢測(cè)

表1給出了沉積物化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果.從表1可知，熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機(jī)元素含量極低，其中：SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，也僅為1.33%；Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.45%；Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.21%，3項(xiàng)總和僅為1.99%.Si、Al、Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以直接反映飛灰的含量，因此可以排除飛灰沉積導(dǎo)致熱解室下部錐管堵塞的可能.

尿素分子式為CH4N2O，C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶2∶1.在高溫常壓（360～650℃，0.1 MPa）下迅速加熱尿素，C—N鍵斷裂分解生成NH3與CO2.尿素?zé)峤膺^程一般分為室溫至190℃、190～250℃、250～360℃、360℃以上等4個(gè)階段，前3個(gè)階段尿素分解過程復(fù)雜并且產(chǎn)物眾多.

尿素在190℃以下熱解將脫氨并產(chǎn)生縮二脲（C2H5N3O2），C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1.5∶1.縮二脲在190～250℃時(shí)開始分解，生成三聚氰酸（C3H3N3O3）、三聚氰胺（C3H6N6）、三聚氰酸一酰胺（C3H4N4O2）、三聚氰酸二酰胺（C3H5N5O）等.

尿素若迅速加熱將脫氨而三聚成六元環(huán)化合物三聚氰酸.三聚氰酸的C、N、O物質(zhì)的量之比為1∶1∶1.三聚氰酸加熱時(shí)不熔化，約在330～360℃以上解聚為氰酸（CHNO），氰酸水解生成氨和二氧化碳.

因此，根據(jù)C、N、O物質(zhì)的量之比推斷，熱解室內(nèi)沉積物主要成分應(yīng)為三聚氰酸和三聚氰胺等，可能還含有縮二脲.

3沉積物堵塞原因分析

通過對(duì)熱解室內(nèi)沉積物檢測(cè)結(jié)果的初步分析，可以推斷熱解室下部錐管段堵塞是由尿素未完全分解產(chǎn)生中間聚合物造成的.導(dǎo)致尿素分解不完全的原因可能為：

（1） 熱解室內(nèi)溫度低.溫度越高，尿素分解越徹底.如果熱解室內(nèi)溫度達(dá)不到360℃以上，尿素分解不完全就會(huì)產(chǎn)生縮二脲、三聚氰酸、三聚氰胺等中間聚合物并逐步堵塞熱解室下部錐管.

（2） 噴嘴霧化效果差.噴嘴霧化效果差會(huì)造成尿素液滴過大，在設(shè)計(jì)停留時(shí)間內(nèi)尿素分解不完全，從而生成中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁并逐步堵塞下部錐管.

4結(jié)論與建議

（1） 從化學(xué)成分檢測(cè)結(jié)果可知，熱解室內(nèi)多孔狀沉積物中無機(jī)元素含量極低，SiO2、Al2O3和Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)3項(xiàng)總和僅為1.99%，因此排除了飛灰沉積導(dǎo)致熱解室下部錐管沉積堵塞的可能.

（2） 從XRF元素分析結(jié)果可知，熱解室內(nèi)沉積物粉體致密，C、N、O物質(zhì)的量之比約為1∶1.5∶1.1，據(jù)此推斷沉積物中主要成分應(yīng)為三聚氰酸和三聚氰胺等，可能還含有縮二脲.

（3） 如果尿素分解不完全，就會(huì)產(chǎn)生大量中間聚合物沉積在熱解室內(nèi)壁和下部錐管段并造成堵塞.導(dǎo)致尿素分解不完全的原因可能是熱解室內(nèi)溫度低或噴嘴霧化效果差.

綜上所述，要防止尿素在熱解室內(nèi)生成中間聚合物發(fā)生堵塞，需適當(dāng)提高熱解室頂部引入的高溫?zé)峥諝鉁囟龋篃峤馐覂?nèi)各部位溫度保持在360℃以上，尤其是噴嘴和熱解室下部出口溫度較低的部位.同時(shí)保溫也同等重要.該電廠熱解爐外部保溫措施得當(dāng)，尿素輸液管做了保溫處理，但是噴嘴霧化壓縮空氣采用常溫空氣，影響了霧化液滴溫度，當(dāng)冬季氣溫較低時(shí)應(yīng)考慮提高煙氣溫度.另外，尿素水溶液霧化效果也是重要因素，霧滴偏大會(huì)影響氣化，延長(zhǎng)液滴升溫時(shí)間.要觀察噴嘴霧化是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，不然要進(jìn)行調(diào)試優(yōu)化.

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