脫硝專用聲波清灰器
目前，占主流地位的煙氣脫硝技術(shù)是選擇性催化還原法（簡稱 SCR），具有對(duì)爐膛影
響小、脫硝效率高、氨逃逸率低等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用，也是目前用于固定源
NOx 治理的一種最好的脫硝工藝。
由于 SCR 脫硝反應(yīng)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(duì) SCR 脫硝反應(yīng)器積灰的清除，國外歐美等發(fā)達(dá)國家已普遍采用聲波清灰技
術(shù)，近年來，我國一些脫硝項(xiàng)目也開始采用聲波清灰這一先進(jìn)技術(shù)，取得了理想的效
果。
SCR 脫硝反應(yīng)器專用聲波清灰器可用于反應(yīng)器進(jìn)出口及催化劑表面或內(nèi)部鋼構(gòu)件
表面積灰的清除，延長 SCR 中催化劑活性和使用壽命，同時(shí)降低系統(tǒng)中壓力阻力，清
除飛灰過分波動(dòng)對(duì)后續(xù)除塵器的影響，并可減少每年用于維修的人力及材料費(fèi)用，縮短
生產(chǎn)停工周期，以及延長兩次檢修之間的運(yùn)行時(shí)間等。
由于 SCR 脫硝反應(yīng)器內(nèi)的煙氣溫度為 300℃—400℃，煙氣干燥且具有一定的輻
射空間，聲波清灰器完全能夠滿足 SCR 脫硝反應(yīng)器的清灰需要。從設(shè)備投資成本、運(yùn)
行成本、維護(hù)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(yīng)器最適合的清灰技術(shù)。
一、主要脫硝方法及 SCR 反應(yīng)器布置方式
火電廠的脫硝控制技術(shù)方式一般有燃燒控制脫硝和煙氣脫硝等。煙氣脫硝技術(shù)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(yīng)，還原成無污染的氮?dú)夂退�，從而達(dá)到凈化 NOx 物。由于脫硝效率高、投資運(yùn)
行成本相對(duì)較低，目前催化還原法占主流地位。
SCR 反應(yīng)器布置方式為：
將 SCR 反應(yīng)器布置在省煤器和空氣預(yù)熱器之間，從省煤器來的煙氣溫度一般在
300℃～
400℃。這個(gè)溫度范圍內(nèi)多數(shù)催化劑具有足夠的活性，煙氣在進(jìn)入催化反應(yīng)器之前不需
要再熱就可獲得好的脫硝效果。目前，絕大多數(shù)燃煤電廠 SCR 裝置都是采用這一方
式布置的，也因此使得進(jìn)入 SCR 反應(yīng)器內(nèi)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(shù)，也是整個(gè)脫硝裝置中最關(guān)鍵的部件，催化劑的使用
效果及壽命是保證整個(gè) SCR 系統(tǒng)脫硝性能的基礎(chǔ)。目前火電機(jī)組脫硝裝置應(yīng)用最多的
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(jìn)入 SCR 反應(yīng)器后，在反應(yīng)器的進(jìn)出口、
催化劑表面、內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)表面會(huì)產(chǎn)生不同程度的積灰。
積灰的危害主要表現(xiàn)在降低催化劑效能、阻滯煙氣流通、增加反應(yīng)器重量以及系統(tǒng)阻力
等。
◆飛灰附著在催化劑的表面，飛灰中的 CaO 與 SO3 反應(yīng)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(yīng)物向催化劑表面及內(nèi)部擴(kuò)散，使催化劑
的效能下降。
◆飛灰附著在反應(yīng)器內(nèi)部的其它結(jié)構(gòu)上，時(shí)間久了結(jié)為塊狀，降落在催化劑上，會(huì)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(fā)揮，同時(shí)阻礙了煙氣的流
通。
◆SCR 反應(yīng)器內(nèi)積灰會(huì)增加反應(yīng)器重量及系統(tǒng)中壓力阻力，系統(tǒng)阻力增大對(duì)后續(xù)空預(yù)
器及除塵器將產(chǎn)生不利影響，使除塵器運(yùn)行阻力相應(yīng)增大，風(fēng)機(jī)功耗增大。
◆積灰的清除耗費(fèi)不必要的維修人力及材料費(fèi)用，造成生產(chǎn)停工周期延長，以及兩次
檢修之間的運(yùn)行時(shí)間縮短等問題。
因此，為防止 SCR 反應(yīng)器內(nèi)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(jī)帶動(dòng)可伸縮，介質(zhì)為高壓蒸汽。聲波清灰是通過發(fā)
射低頻、高能聲波，在清灰過程中產(chǎn)生振動(dòng)力，清除設(shè)備積灰。
三、脫硝專用聲波清灰技術(shù)工作原理
聲波清灰是以壓縮空氣作為聲波的能源，高強(qiáng)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(nèi)產(chǎn)生諧振，把壓縮空氣勢(shì)能轉(zhuǎn)換為低頻聲能，通過空氣介質(zhì)把聲
能傳遞到相應(yīng)的積灰點(diǎn)，使聲波對(duì)灰渣起到“聲致疲勞”的作用，由于聲波振蕩的反復(fù)作
用，施加于灰、渣的擠壓循環(huán)變化的載荷，達(dá)到一定的循環(huán)應(yīng)力次數(shù)時(shí)，灰、渣的結(jié)構(gòu)
因疲勞而破壞，然后因重力、或因流體介質(zhì)媒體將灰渣清除出附著體表面，達(dá)到清灰的
作用。
◆聲波清灰器發(fā)聲原理圖
◆聲波清灰作用示意圖
四、脫硝專用聲波清灰技術(shù)特點(diǎn)
1、針對(duì)脫硝反應(yīng)器開發(fā)的專用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(yuǎn)高于設(shè)備結(jié)構(gòu)的共振頻率，也不會(huì)損害催化劑，經(jīng)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(wěn)定的低水
平，其技術(shù)特點(diǎn)如下; 1、聲波清灰是預(yù)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(xù)清潔，最大限度、最好的利用催化劑對(duì)脫硝反應(yīng)的催化活性。
2、聲波清灰對(duì)催化劑沒有任何的毒副作用，長期的運(yùn)行不會(huì)對(duì)影響催化劑失效，且沒有對(duì)
催化劑發(fā)生腐蝕和堵塞的危險(xiǎn)。
3、聲波清灰器是非接觸式的清灰方式，對(duì)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(hù)成本。
4、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，聲波一旦進(jìn)入 SCR 反應(yīng)器內(nèi)，通過反射、繞射、透射、折射作用能自
動(dòng)
地傳播到需要除灰的空間部位，無需龐大復(fù)雜的伸縮、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所以設(shè)備成本遠(yuǎn)低于傳
統(tǒng)的除灰器。
5、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。聲波清灰器沒有旋轉(zhuǎn)部件，設(shè)備本體為不銹鋼材質(zhì)，使用壽命在 30
年以上，發(fā)聲器的鈦金屬膜片使用壽命一般都在 5 年以上。
6、對(duì)設(shè)備和人體健康安全無傷害。聲波頻率段避開了 SCR 反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu)的固有震動(dòng)頻率， 因聲波激勵(lì)而產(chǎn)生的設(shè)備結(jié)構(gòu)震動(dòng)很小；不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損。