空氣預(yù)熱器換熱原理

空氣預(yù)熱器是布置在尾部煙道上利用排煙余熱將空氣預(yù)熱到所需溫度的熱交換器。

當(dāng)空預(yù)器換熱元件經(jīng)過煙氣側(cè)時，煙氣攜帶的一部分熱量就傳遞給換熱元件；而換熱元件經(jīng)過空氣側(cè)時又把熱量傳遞給空氣。這樣空預(yù)器回收了煙氣的熱量，降低了排煙溫度，提高了燃料與空氣的初始溫，強(qiáng)化了燃料的燃燒，因而進(jìn)一步提高了鍋爐效率。

對空預(yù)器的改造

脫硝系統(tǒng)中當(dāng)氨的逃逸量為 1 μL/L 以下時，煙氣中的氨含量很少，NH4HSO4生成量也很少，此時空預(yù)器的堵塞現(xiàn)象較輕；當(dāng)氨逃逸量增加到 2 μL/L時，空預(yù)器正常運(yùn)行 0.5 年后發(fā)生明顯的堵塞現(xiàn)象；當(dāng)氨逃逸量增加到 3 μL/L 時，空預(yù)器正常運(yùn)行 0.5年堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重。因此，控制氨逃逸量是保證空預(yù)器性能的關(guān)鍵。脫硝系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，造成氨逃逸率高的原因主要是催化劑活性降低、NOx和NH3濃度場分布不均勻以及氨過噴。NOx和 NH3濃度場分布不均勻可通過調(diào)整噴氨的各閥門開關(guān)程度調(diào)整濃度場分布。SCR 催化劑的使用壽命一般為3 年。在催化劑使用 15 000～20 000 h 后，其活性通常約降低 1/3。此時如果要提高 NOx轉(zhuǎn)化率，需要增大催化劑的注入量，但這又會造成 NH3逃逸水平的 （＞5 μL/L）。因此，工程中采用通過預(yù)留催化劑將來層的方法來控制 NH3逃逸率，即在 SCR 投運(yùn)的初始階段，使用 2 層或 3 層催化劑；2 年后，新增 l 層催化劑；3 年后，更換已到使用壽命的催化劑，確保 NH3逃逸率始終控制在 3 μL/L 以下。

合成氨工業(yè)中上、下行煤氣的余熱回收

在上述生產(chǎn)流程中存在著以下幾方面的問題。

1.換熱面積設(shè)計嚴(yán)重不合理一般造氣工段的廢熱鍋爐均是按瞬間吹風(fēng)氣流量設(shè)計的，而上行煤氣只相當(dāng)于吹風(fēng)氣量的30%～50%左右，這樣小的通氣量通過上述按照吹風(fēng)氣瞬時量設(shè)計的廢熱鍋爐，由于傳熱面積過大，必然形成上行煤氣出口溫度過低，不僅會產(chǎn)生腐蝕，而且易形成灰堵。

2.低溫余熱沒有充分回收目前中型合成氨廠都將廢熱鍋爐產(chǎn)生的飽和蒸汽壓力提高。其優(yōu)點(diǎn)是得到高品位的蒸汽，另一方面也提高了傳熱管壁溫度，對防止腐蝕有利。但由于飽和蒸汽壓力提高，飽和蒸汽溫度也相應(yīng)提高，為維持一定溫差，排出廢熱鍋爐氣體的出口溫度也相應(yīng)提高。一般將出口溫度設(shè)計在270℃左右。由于中型合成氨生產(chǎn)的氣體流量較大，如果將270℃氣體的溫度降到140℃左右，則吹風(fēng)氣、上、下的總回收熱量相當(dāng)于1t蒸汽的熱量，顯然這種低溫小溫差有腐蝕性氣體的余熱回收采用熱管是的。