脫硝聲波清灰器

    目前，占主流地位的煙氣脫硝技術是選擇性催化還原法（簡稱SCR），具有對爐膛影響小、脫硝效率高、氨逃逸率低等優點，在工業上得到了廣泛應用，也是目前用于固定源NOx治理的一種的脫硝工藝。

    由于SCR脫硝反應器一般布置在電除塵器之前，因此煙氣中的飛灰含量是比較高的。對SCR脫硝反應器積灰的清除，國外歐美等發達國家已普遍采用聲波清灰技術，近年來，我國一些脫硝項目也開始采用聲波清灰這一精良技術，取得了理想的效果。

    SCR脫硝反應器聲波清灰器可用于反應器進出口及催化劑表面或內部鋼構件表面積灰的清除，延長SCR中催化劑活性和使用壽命，同時降低系統中壓力阻力，清除飛灰過分波動對后續除塵器的影響，并可減少每年用于維修的人力及材料費用，縮短生產停工周期，以及延長兩次檢修之間的運行時間等。

    由于SCR脫硝反應器內的煙氣溫度為300℃—400℃，煙氣干燥且具有一定的輻射空間，聲波清灰器完夠滿足SCR脫硝反應器的清灰需要。從設備投資成本、運行成本、維護成本以及安全性、可靠性的角度等多方面考慮，聲波清灰都是SCR脫硝反應器的清灰技術。

一、主要脫硝方法及SCR反應器布置方式

火電廠的脫硝控制技術方式一般有燃燒控制脫硝和煙氣脫硝等。煙氣脫硝技術按其作用原理不同，可分為吸收、吸附和催化還原等三類。

催化還原法是利用催化劑或高溫等條件來提高、加速煙氣中NOx物與還原劑的還原反應，還原成無污染的氮氣和水，從而達到凈化NOx物。由于脫硝效率高、投資運行成本相對較低，目前催化還原法占主流地位。

SCR反應器布置方式為：

   將SCR反應器布置在省煤器和空氣預熱器之間，從省煤器來的煙氣溫度一般在300℃～400℃。這個溫度范圍內多數催化劑具有足夠的活性，煙氣在進入催化反應器之前不需要再熱就可獲得好的脫硝效果。目前，絕大多數燃煤電廠SCR裝置都是采用這一方式布置的，也因此使得進入SCR反應器內的煙氣灰分含量特別高。

二、脫硝催化劑清灰問題

脫硝催化劑是SCR脫硝工藝中的核心技術，也是整個脫硝裝置中zui關鍵的部件，催化劑的使用效果及壽命是保證整個SCR系統脫硝性能的基礎。目前火電機組脫硝裝置應用zui多的SCR催化劑主要分為蜂窩式、板式、波紋板式三種。

由于燃煤電廠煙氣中的飛灰含量普遍較高，煙氣進入SCR反應器后，在反應器的進出口、催化劑表面、內部鋼結構表面會產生不同程度的積灰。

積灰的危害主要表現在降低催化劑效能、阻滯煙氣流通、增加反應器重量以及系統阻力等。

    ◆飛灰附著在催化劑的表面，飛灰中的CaO與SO3反應生成CaSO4，催化劑表面被CaSO4包圍，將催化劑與煙氣隔絕開，阻止了反應物向催化劑表面及內部擴散，使催化劑的效能下降。

    ◆飛灰附著在反應器內部的其它結構上，時間久了結為塊狀，降落在催化劑上，會堵塞催化劑表面的小孔，引起催化劑鈍化，同樣影響催化劑效能的發揮，同時阻礙了煙氣的流通。

    ◆SCR反應器內積灰會增加反應器重量及系統中壓力阻力，系統阻力增大對后續空預器及除塵器將產生不利影響，使除塵器運行阻力相應增大，風機功耗增大。

    ◆積灰的清除耗費不必要的維修人力及材料費用，造成生產停工周期延長，以及兩次檢修之間的運行時間縮短等問題。

因此，為防止SCR反應器內積灰，需采取有效的清灰方式。

    目前，SCR裝置中主要有2種清灰方式，一種是蒸汽吹灰，一種是聲波清灰。蒸汽吹灰器一般為耙式吹灰器，由電機帶動可伸縮，介質為高壓蒸汽。聲波清灰是通過發射低頻、高能聲波，在清灰過程中產生振動力，清除設備積灰。

三、脫硝聲波清灰技術工作原理

聲波清灰是以壓縮空氣作為聲波的能源，高強度的鈦金屬膜片在壓縮空氣氣源作用下自激振蕩，并在諧振腔內產生諧振，把壓縮空氣勢能轉換為低頻聲能，通過空氣介質把聲能傳遞到相應的積灰點，使聲波對灰渣起到“聲致疲勞”的作用，由于聲波振蕩的反復作用，施加于灰、渣的擠壓循環變化的載荷，達到一定的循環應力次數時，灰、渣的結構因疲勞而破壞，然后因重力、或因流體介質媒體將灰渣清除出附著體表面，達到清灰的作用。

四、脫硝聲波清灰技術特點

針對脫硝反應器開發的聲波清灰器可使堆積在催化劑表面的粉塵松脫，這樣氣流就可以將粉塵帶走。其聲波頻率遠高于設備結構的共振頻率，也不會損害催化劑，經常開啟聲波清灰裝置，可以使催化劑免于堵塞，通過合理安排聲波清灰的周期，灰量處于穩定的低水平，其技術特點如下;

1、聲波清灰是預防性的清灰方式，阻止灰渣在催化劑表面形成堆積，保持催化劑的連續清潔，zui大限度、的利用催化劑對脫硝反應的催化活性。

2、聲波清灰對催化劑沒有任何的毒副作用，長期的運行不會對影響催化劑失效，且沒有對催化劑發生腐蝕和堵塞的危險。

3、聲波清灰器是非接觸式的清灰方式，對催化劑沒有磨損，可有效延長催化劑使用壽命，并降低SCR的維護成本。

4、設備結構簡單，聲波一旦進入SCR反應器內，通過反射、繞射、透射、折射作用能自動地傳播到需要除灰的空間部位，無需龐大復雜的伸縮、旋轉機構，所以設備成本遠低于傳統的除灰器。

5、運行維護費用低。聲波清灰器沒有旋轉部件，設備本體為不銹鋼材質，使用壽命在30年以上，發聲器的鈦金屬膜片使用壽命一般都在5年以上。

6、對設備和人體健康安全無傷害。聲波頻率段避開了SCR反應器設備結構的固有震動頻率，因聲波激勵而產生的設備結構震動很小；不會產生機械磨損。