还原剂消耗的理论计算,是根据化学反应方程式推出来的。SNCR的反应是:4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O。从这个方程式,可以算出氨和NO的摩尔比是1:1。换算成质量比,氨和NOx的质量比大约是1:1.35。
什么意思?处理1公斤NOx,需要大约1.35公斤氨气。这个氨气可以来自氨水,也可以来自尿素。如果用氨水(20%浓度),1.35公斤氨气对应6.75公斤20%氨水;如果用尿素(CO(NH2)2),尿素的分子量是60,氨的分子量是17,1.35公斤氨气大约需要4.7公斤尿素。
但是理论消耗量不是实际消耗量。实际消耗量比理论消耗量要高,因为有混合不均匀、反应不完全等因素。实际工程中,NSR(氨氮比)通常在1.0到1.5之间,比理论值1.0要高一些。
实际消耗量要结合运行数据来算。公式是:实际消耗量(公斤/小时)= 烟气量(Nm3/h)×入口NOx浓度(mg/Nm3)×脱硝效率 ÷ 还原剂中有效成分含量 ÷ 1000000。
举例:75吨锅炉,烟气量100000Nm3/h,入口NOx浓度400mg/Nm3,脱硝效率50%(SNCR单独),NSR1.3,还原剂用20%氨水。
计算:100000 × 400 × 50% = 20000000(mg/h)= 20kg/h的NOx被处理。氨气需要量:20 × 1.35 × 1.3 = 35.1kg/h的氨气。20%氨水需要:35.1 ÷ 20% = 175.5kg/h的氨水。
一年的消耗:175.5 × 24 × 300 = 1263600kg = 1263吨的20%氨水。这个数字很可观,运行成本里还原剂是大头。
算得准不准,要和实际数据对比。记录每天的还原剂消耗量和运行时间,连续记录一个月,和理论计算值对比。如果实际消耗比理论计算高出30%以上,说明有问题。
可能的问题:入口NOx比设计值高,意味着实际消耗增加;还原剂喷入分布不均匀,还原剂利用率低;喷嘴雾化差,还原剂浪费了;表不准,记录的数据本身就有问题。
如果实际消耗和理论计算差在20%以内,说明计算准确,运行状态正常。如果差出去太多,要找原因,不能简单归结为工况波动。
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