本文綜述(shu)了硫酸(suan)銨(an)(an)鹽在不同(tong)環境下的(de)(de)(de)形成(cheng)/轉化機理以及(ji)氨(an)(an)(an)逃逸(yi)對燃煤(mei)PM2.5排放特征(zheng)的(de)(de)(de)影(ying)響，論述(shu)了氨(an)(an)(an)逃逸(yi)、SCR運(yun)行(xing)(xing)參(can)數(shu)和煙氣組分等因素對硫酸(suan)銨(an)(an)鹽形成(cheng)特征(zheng)的(de)(de)(de)影(ying)響，分析了氨(an)(an)(an)逃逸(yi)對沿程設備安全運(yun)行(xing)(xing)的(de)(de)(de)影(ying)響。最后，對今(jin)后氨(an)(an)(an)逃逸(yi)及(ji)其衍生細顆(ke)粒(li)物深度減排的(de)(de)(de)研究方向進行(xing)(xing)了展(zhan)望，指(zhi)出探索硫酸(suan)銨(an)(an)鹽在煙風系統中的(de)(de)(de)遷移轉化規律及(ji)實現氨(an)(an)(an)逃逸(yi)主動控(kong)制具有重要(yao)意義。

       近年(nian)來，氨氣(qi)(qi)與PM2.5的(de)聯系(xi)受(shou)到了科(ke)學家們的(de)關注(zhu)，大氣(qi)(qi)環境(jing)尺度(du)的(de)PM2.5源解析研究得知，NH3與酸(suan)性物質(zhi)在(zai)特定氣(qi)(qi)象(xiang)條件下經過(guo)(guo)一系(xi)列物理化學變化形成(cheng)的(de)硫酸(suan)銨(an)和硝(xiao)(xiao)酸(suan)銨(an)在(zai)PM2.5中(zhong)占比(bi)較高，為30%～60%，重度(du)污染(ran)天氣(qi)(qi)具有(you)更高比(bi)例(li)。通過(guo)(guo)氨排放(fang)清單來看，我國氨排放(fang)主要來自畜牧業(ye)(ye)(ye)、農業(ye)(ye)(ye)化肥施用(yong)(yong)以及工(gong)業(ye)(ye)(ye)、機動車、廢(fei)物處理等行(xing)業(ye)(ye)(ye)，畜牧業(ye)(ye)(ye)和農業(ye)(ye)(ye)的(de)貢獻超過(guo)(guo)80%。在(zai)嚴格(ge)的(de)環保法規約束下，煙氣(qi)(qi)脫硝(xiao)(xiao)裝置(zhi)已推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)(yong)至燃煤機組上(shang)。根據中(zhong)電聯數據，截至2016年(nian)底，全國火電廠(chang)投運脫硝(xiao)(xiao)裝置(zhi)的(de)機組容量占比(bi)達86.7%。因此，隨著(zhu)農牧業(ye)(ye)(ye)氨排放(fang)量趨于穩定，工(gong)業(ye)(ye)(ye)排氨的(de)貢獻可能會有(you)所提升，這將(jiang)成(cheng)為氨氣(qi)(qi)污染(ran)減(jian)排的(de)新重點(dian)。

       目前(qian)，燃煤發電機組NOx的減排效果十分(fen)顯著，但過分(fen)追(zhui)求脫硝(xiao)效率容易引(yin)發氨(an)逃(tao)逸(yi)問題，進而增加(jia)燃煤機組的氨(an)排放量(liang)。此外，NH3作為(wei)典型堿性氣(qi)體，可在(zai)煙(yan)風系統中與酸性煙(yan)氣(qi)組分(fen)結合(he)，從而影響燃煤PM2.5的物化(hua)特征(zheng)。因此，針對(dui)典型燃煤電站，亟需關注氨(an)逃(tao)逸(yi)對(dui)煙(yan)風系統乃至大氣(qi)環境(jing)帶(dai)來(lai)的負面影響。基于上述(shu)背景，本文中重點綜述(shu)了氨(an)逃(tao)逸(yi)對(dui)燃煤PM2.5排放特性及硫酸銨鹽細顆(ke)粒物形成特征(zheng)的影響規律(lv)，并探討了氨(an)逃(tao)逸(yi)對(dui)污(wu)染(ran)物控(kong)制設備的影響。

       1 氨逃逸對燃煤細顆粒物排放的影響

       現階段，煙氣脫硝的(de)主(zhu)流技術是選(xuan)擇性催化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)法(fa)(SCR)，在(zai)商用(yong)(yong)V2O5-WO3/TiO2類催化(hua)(hua)(hua)劑的(de)作用(yong)(yong)下，加(jia)入(ru)NH3還原(yuan)劑將NOx還原(yuan)成N2，實現NOx的(de)無(wu)害化(hua)(hua)(hua)處(chu)理。受催化(hua)(hua)(hua)劑老化(hua)(hua)(hua)、中(zhong)(zhong)毒、負荷波動等因素影響，噴入(ru)的(de)NH3很難完全反(fan)應，致使部分NH3在(zai)SCR脫硝過程中(zhong)(zhong)未被消耗，引發氨(an)逃(tao)逸現象。同(tong)時，催化(hua)(hua)(hua)劑中(zhong)(zhong)活(huo)性組分釩還能(neng)將部分SO2(0.75%～1.5%)氧化(hua)(hua)(hua)生成SO3，轉化(hua)(hua)(hua)率與(yu)煙氣溫度(du)(du)、V2O5負載量正相關(guan)。逃(tao)逸NH3和SO3可在(zai)一定條件下反(fan)應生成硫酸(suan)銨鹽，可能(neng)增加(jia)燃(ran)煤一次PM2.5排放濃度(du)(du)，并影響PM2.5的(de)物(wu)化(hua)(hua)(hua)特征。因此(ci)，有必(bi)要詳細論述燃(ran)煤機(ji)組細顆粒物(wu)排放特征在(zai)

氨逃逸作用(yong)下的變(bian)化(hua)規律，主要包括煙風(feng)系統中硫(liu)酸銨鹽的形成/轉化(hua)和燃(ran)煤PM2.5的物性識別(bie)。

       1.1 硫酸銨鹽的形成和轉化

       1.1.1 硫酸銨鹽的形成機理

       大量研究(jiu)發現(xian)，逃(tao)逸氨(an)可與新生(sheng)成的(de)(de)SO3、H2O(或H2SO4酸霧)在SCR脫硫系統、空預器(APH)和煙氣中發生(sheng)反(fan)應(ying)(ying)，利用(yong)形貌分(fen)析(xi)(xi)、元(yuan)素分(fen)析(xi)(xi)和物相分(fen)析(xi)(xi)等表(biao)征(zheng)手(shou)段，得知(zhi)產物主要是氨(an)逃(tao)逸衍(yan)生(sheng)的(de)(de)NH4HSO4(ABS)和(NH4)2SO4(AS)細顆粒物，故推測反(fan)應(ying)(ying)機理如(ru)公式(1)～(5)所示。結合化學熱力學分(fen)析(xi)(xi)，這些反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)吉布(bu)斯自(zi)由能都小于零，因此從熱力學角度上看(kan)，形成硫酸銨鹽的(de)(de)正反(fan)應(ying)(ying)比較容易進(jin)行。

       NH3+SO3+H2O→NH4HSO4 (1)

       NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4 (2)

       2NH3+SO3+H2O→ (NH4)2SO4 (3)

       SO3+H2O→H2SO4 (4)

       H2SO4+NH3→NH4HSO4 (5)

       已有研究報(bao)道(dao)(dao)NH4HSO4的(de)(de)(de)生成(cheng)路徑有2個，對應(ying)著反(fan)(fan)應(ying)(1)和(5)，通過化學反(fan)(fan)應(ying)平衡計算(suan)得知H2SO4與SO3的(de)(de)(de)體積比和煙(yan)氣溫度(du)(du)負相(xiang)關，在空預器溫度(du)(du)窗(chuang)口(kou)下反(fan)(fan)應(ying)(5)可(ke)能(neng)占主導。進(jin)一步探索形(xing)成(cheng)硫(liu)酸(氫)銨的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)動力(li)(li)學特(te)性，發(fa)現NH4HSO4生成(cheng)速(su)(su)率高于(NH4)2SO4，說明反(fan)(fan)應(ying)(2)可(ke)能(neng)是硫(liu)酸銨生成(cheng)的(de)(de)(de)主要反(fan)(fan)應(ying)通道(dao)(dao)。Radian公司(si)通過動力(li)(li)學模型(Radian=[SO3]×[NH3]×[TABS形(xing)成(cheng)-T出口(kou)煙(yan)氣平均值])評估了(le)NH4HSO4在空預器中(zhong)的(de)(de)(de)生成(cheng)速(su)(su)率，發(fa)現NH4HSO4的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)與反(fan)(fan)應(ying)物NH3、SO3濃度(du)(du)正相(xiang)關，與煙(yan)氣溫度(du)(du)、APH運行溫度(du)(du)也緊密相(xiang)關，且(qie)Radian 數為5000～7000時APH中(zhong)的(de)(de)(de)沉積物不易引起堵(du)塞。

       1.1.2 硫酸銨鹽的轉化規律

       關(guan)于硫酸銨鹽在(zai)煙(yan)風系(xi)統中的(de)轉化過程，考慮到空預(yu)器(qi)冷(leng)(leng)端溫(wen)(wen)(wen)度(du)窗口(kou)更有(you)利于ABS的(de)形成和凝結(jie)(jie)，當前研究主要關(guan)注ABS 在(zai)空預(yu)器(qi)中的(de)物(wu)理化學變化。(NH4)2SO4和NH4HSO4的(de)熔點分別為513、147℃，在(zai)典型SCR脫硝和APH運(yun)行溫(wen)(wen)(wen)度(du)窗口(kou)下(xia)(xia)(xia)，(NH4)2SO4是一種干燥粉(fen)末狀(zhuang)物(wu)質，主要以固態細顆粒形式存在(zai)于煙(yan)氣中并排出;APH通(tong)常可(ke)將煙(yan)氣溫(wen)(wen)(wen)度(du)從(cong)350℃ 降至150℃以下(xia)(xia)(xia)，而(er)氣相ABS的(de)露(lu)點溫(wen)(wen)(wen)度(du)為270～320℃，故(gu)部(bu)分ABS會發生凝結(jie)(jie)，液(ye)態ABS具有(you)較強腐蝕性和吸濕(shi)性，容易黏附(fu)飛灰并沾污(wu)空預(yu)器(qi)冷(leng)(leng)端受熱面。近年來，在(zai)SCR脫硝裝置不斷加裝的(de)背(bei)景下(xia)(xia)(xia)，國內已(yi)有(you)燃煤機(ji)組空預(yu)器(qi)因ABS的(de)均(jun)(jun)相/非均(jun)(jun)相凝結(jie)(jie)成核而(er)出現(xian)堵塞問題。

       根據硫(liu)(liu)酸(suan)銨(an)鹽(yan)的(de)(de)物理(li)特性(xing)，硫(liu)(liu)酸(suan)銨(an)鹽(yan)在(zai)高溫(wen)(wen)條(tiao)件下(xia)(xia)可(ke)能(neng)發生復雜的(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)和相(xiang)變，因而學(xue)者們還探(tan)究(jiu)了ABS和AS在(zai)典型SCR脫硝系(xi)統中(zhong)(zhong)的(de)(de)轉(zhuan)化(hua)(hua)規律。張玉華研究(jiu)發現，即使氨逃逸(yi)量(liang)可(ke)以忽略，SCR脫硝系(xi)統出口仍(reng)能(neng)檢測到(dao)硫(liu)(liu)酸(suan)銨(an)鹽(yan)細顆粒物，說明(ming)形(xing)成(cheng)ABS/AS并(bing)非全部(bu)發生在(zai)APH或(huo)低溫(wen)(wen)煙(yan)氣中(zhong)(zhong)，還有部(bu)分源于(yu)SCR中(zhong)(zhong)發生的(de)(de)均(jun)相(xiang)/非均(jun)相(xiang)反應(ying)。束航(hang)等研究(jiu)了SCR中(zhong)(zhong)硫(liu)(liu)酸(suan)銨(an)鹽(yan)的(de)(de)轉(zhuan)化(hua)(hua)過程，發現轉(zhuan)化(hua)(hua)途(tu)徑有2種(zhong)：一是(shi)在(zai)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)吸(xi)附(fu)活性(xing)位上通過表(biao)面化(hua)(hua)學(xue)反應(ying)形(xing)成(cheng)，凝(ning)結于(yu)孔隙中(zhong)(zhong)的(de)(de)細顆粒物可(ke)能(neng)發生揮發或(huo)在(zai)煙(yan)氣夾帶作用下(xia)(xia)進(jin)入氣相(xiang)主體;二是(shi)吸(xi)附(fu)態(tai)SO3從催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)表(biao)面脫附(fu)，在(zai)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)空隙中(zhong)(zhong)與NH3、H2O反應(ying)形(xing)成(cheng)硫(liu)(liu)酸(suan)(氫(qing))銨(an)，該過程在(zai)低負荷(he)工況下(xia)(xia)更容易進(jin)行。

       針對(dui)(dui)危害更大的(de)NH4HSO4，束航等還采用原位(wei)漫(man)反(fan)射紅外光譜儀對(dui)(dui)反(fan)應(ying)(ying)前后的(de)催化(hua)劑(ji)進行(xing)表(biao)征分(fen)(fen)析(xi)，發現催化(hua)劑(ji)表(biao)面形成(cheng)(cheng)NH4HSO4的(de)過程(cheng)符合Eley-Rideal反(fan)應(ying)(ying)機理，由2部分(fen)(fen)組(zu)成(cheng)(cheng)：一是催化(hua)劑(ji)V=O基團的(de)Lewis酸(suan)位(wei)上形成(cheng)(cheng)配位(wei)吸附態(tai)(tai)(tai)NH3，在O2氛圍中(zhong)與氣(qi)態(tai)(tai)(tai)SO2反(fan)應(ying)(ying);二是氣(qi)態(tai)(tai)(tai)SO2在催化(hua)劑(ji)表(biao)面形成(cheng)(cheng)的(de)吸附態(tai)(tai)(tai)金屬硫酸(suan)鹽中(zhong)間物(wu)(VOSO4)，與氣(qi)態(tai)(tai)(tai)NH3直接(jie)發生反(fan)應(ying)(ying)。

      此外，還有一些學者(zhe)對(dui)硫酸銨鹽(yan)的(de)熱穩定(ding)性進行了研究，其在催化劑表面(mian)的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)、揮發(fa)(fa)行為與(yu)溫(wen)(wen)(wen)度、煙氣組分(fen)(fen)(fen)(fen)以及ABS /AS 和催化劑的(de)結合(he)程度相關。雖(sui)然AS的(de)熔點高(gao)于SCR脫硝反(fan)(fan)應(ying)溫(wen)(wen)(wen)度，但在280℃下(xia)即可(ke)(ke)發(fa)(fa)生分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)，加熱至355℃以上(shang)可(ke)(ke)逐(zhu)漸分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)為ABS和NH3。ABS 的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)溫(wen)(wen)(wen)度高(gao)于390℃，且(qie)為分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)與(yu)形成(cheng)同時進行的(de)可(ke)(ke)逆過程;催化劑表面(mian)的(de)ABS發(fa)(fa)生分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)需要越(yue)過的(de)反(fan)(fan)應(ying)勢壘會(hui)有所(suo)提(ti)高(gao);煙氣組分(fen)(fen)(fen)(fen)NO可(ke)(ke)以降低NH4HSO4的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)解(jie)(jie)溫(wen)(wen)(wen)度，可(ke)(ke)能是由NO和吸(xi)附態NH4+離子直(zhi)接反(fan)(fan)應(ying)造成(cheng)。

       1.2 細顆粒物物性識別

       近年(nian)來，學者們研究了氨逃(tao)逸對燃(ran)煤(mei)PM2.5物性(xing)變化(hua)的(de)(de)影響規(gui)律。Li等對中(zhong)國2家燃(ran)煤(mei)電廠SCR進(jin)出口(kou)顆粒物濃度(du)(du)進(jin)行監測，發(fa)現(xian)SCR出口(kou)PM2.5的(de)(de)數濃度(du)(du)和亞(ya)微米級(ji)細(xi)顆粒的(de)(de)質量(liang)濃度(du)(du)明顯(xian)提(ti)高，PM1質量(liang)濃度(du)(du)分(fen)別從88.4、99.4mg/m3增(zeng)加(jia)到107、180mg/m3，其中(zhong)PM0.1濃度(du)(du)更(geng)是提(ti)高了2.5倍。此(ci)外，SCR出口(kou)PM1中(zhong)NH4+和SO42-的(de)(de)含量(liang)明顯(xian)增(zeng)加(jia)，摩爾比的(de)(de)增(zeng)加(jia)量(liang)約為4，由(you)此(ci)推測新形成的(de)(de)細(xi)顆粒物主(zhu)要由(you)SCR中(zhong)引入的(de)(de)NH3和SO3反應(ying)所(suo)得，且(NH4)2SO4的(de)(de)比例可能更(geng)高。逃(tao)逸NH3容易在(zai)APH 中(zhong)形成NH4HSO4細(xi)顆粒物，Menasha等研究發(fa)現(xian)，受凝結(jie)動力學控制，只有(you)少量(liang)ABS凝結(jie)在(zai)APH蓄(xu)熱片上，大部分(fen)將以氣溶(rong)膠形態排離(li)APH。總之，氨逃(tao)逸會(hui)導致燃(ran)煤(mei)PM2.5質量(liang)和數濃度(du)(du)、粒徑分(fen)布及化(hua)學組(zu)分(fen)的(de)(de)變化(hua)，亞(ya)微米級(ji)顆粒更(geng)為顯(xian)著(zhu)。

       為滿足大氣(qi)污染物(wu)超低(di)(di)排(pai)放(fang)要(yao)求，我(wo)國(guo)燃(ran)煤電(dian)站正緊鑼密鼓地(di)對靜電(dian)除(chu)塵器(ESP)進(jin)行提質增(zeng)效(xiao)(xiao)改(gai)造，并在(zai)(zai)煙風(feng)系統末端(duan)選裝(zhuang)濕式電(dian)除(chu)塵器(WESP)。工程實踐表明，煙塵排(pai)放(fang)濃(nong)度可低(di)(di)于(yu)5mg/m3，但脫(tuo)除(chu)效(xiao)(xiao)率隨(sui)粒徑(jing)減小而(er)下降，說明現有顆(ke)粒物(wu)控制技術的(de)耦合集成(cheng)仍(reng)(reng)無法較(jiao)好(hao)地(di)脫(tuo)除(chu)亞(ya)微米級(ji)細(xi)顆(ke)粒物(wu)。總(zong)的(de)來說，氨(an)逃(tao)逸(yi)形成(cheng)的(de)硫酸銨鹽容(rong)易穿透除(chu)塵和(he)脫(tuo)硫裝(zhuang)置，從而(er)直(zhi)接排(pai)入(ru)大氣(qi)，既會貢(gong)獻(xian)燃(ran)煤一次PM2.5，又(you)能促進(jin)大氣(qi)中二次PM2.5的(de)轉化。然而(er)，當前以厘清NOx超低(di)(di)排(pai)放(fang)負面效(xiao)(xiao)應為目(mu)的(de)的(de)現場實測研究仍(reng)(reng)比較(jiao)匱乏，亟(ji)需系統探究燃(ran)煤電(dian)站逃(tao)逸(yi)氨(an)及其衍生細(xi)顆(ke)粒物(wu)在(zai)(zai)煙風(feng)系統中的(de)遷移(yi)轉化規律。

        2 硫酸銨鹽細顆粒物形成的影響因素

       考慮(lv)到硫(liu)酸(suan)(suan)銨鹽(yan)在煙風系(xi)統(tong)中的(de)形成路徑(jing)十分復雜，探究氨逃逸、SCR運行參數、煙氣組分等因(yin)素對硫(liu)酸(suan)(suan)銨鹽(yan)細顆粒(li)物形成特征的(de)影響同樣成為學者們(men)的(de)聚(ju)焦點(dian)。

        2.1 氨逃逸的影響

        通常(chang)來(lai)講，硫酸(suan)銨鹽(yan)的(de)形成與NH3的(de)逃逸量(liang)密切(qie)相關(guan)。Li等研究發(fa)現(xian)，SCR未噴氨(an)時(shi)，總排口PM2.5濃度為(wei)2.3mg/m3;該值將(jiang)隨噴氨(an)量(liang)的(de)增加而增加，脫硝效(xiao)率(lv)為(wei)79%時(shi)，可(ke)(ke)達4.8mg/m3，由(you)此驗證(zheng)了氨(an)逃逸是形成硫酸(suan)銨鹽(yan)的(de)決(jue)定(ding)性(xing)因素。還(huan)有研究認為(wei)，NH3/SO3摩爾比的(de)變(bian)化(hua)會改變(bian)細顆粒(li)物(wu)(wu)成分(fen)，NH3/SO3比較小時(shi)，反應(ying)(ying)產(chan)物(wu)(wu)主要(yao)是NH4HSO4;NH3/SO3比大于2時(shi)，反應(ying)(ying)產(chan)物(wu)(wu)更(geng)可(ke)(ke)能為(wei)(NH4)2SO4。在(zai)實際煙氣(qi)中，SO3體積分(fen)數要(yao)遠高于逃逸NH3，但仍可(ke)(ke)檢(jian)測到AS，這可(ke)(ke)能是由(you)于SO3還(huan)會與飛(fei)灰中堿性(xing)物(wu)(wu)質結(jie)合(he)為(wei)金屬硫酸(suan)鹽(yan)，進而間接(jie)減少(shao)了SO3與NH3反應(ying)(ying)的(de)當量(liang)濃度，具體作用機(ji)制(zhi)還(huan)應(ying)(ying)結(jie)合(he)現(xian)場(chang)實測予以定(ding)量(liang)分(fen)析(xi)。

       2.2 SCR運行參數的影響

       煙氣(qi)溫度(du)和NH3/NOx摩爾比(氨氮(dan)比)是SCR脫硝技術的(de)關鍵運行參數，同(tong)樣影響著硫酸銨鹽細(xi)顆粒物的(de)形(xing)成過(guo)程。

       煙(yan)(yan)氣溫(wen)度(du)(du)對(dui)形(xing)成(cheng)(cheng)ABS/AS的(de)影響較為復雜。一方(fang)面，SCR催化(hua)劑的(de)反(fan)(fan)應(ying)活性會隨著煙(yan)(yan)溫(wen)的(de)升(sheng)高(gao)而(er)(er)加強(qiang)，提高(gao)NOx脫除效率，相當于增(zeng)大NH3和NOx的(de)反(fan)(fan)應(ying)速率，進(jin)而(er)(er)減小氨逃逸量，從(cong)這個角(jiao)度(du)(du)來看，硫(liu)(liu)酸銨鹽(yan)的(de)形(xing)成(cheng)(cheng)得(de)到(dao)了(le)抑制;另一方(fang)面，隨著煙(yan)(yan)溫(wen)的(de)升(sheng)高(gao)，SO2的(de)催化(hua)氧化(hua)速率在不(bu)斷(duan)加快，繼而(er)(er)提高(gao)SO3的(de)生(sheng)成(cheng)(cheng)量，該過程會促進(jin)反(fan)(fan)應(ying)向硫(liu)(liu)酸銨鹽(yan)形(xing)成(cheng)(cheng)的(de)方(fang)向移動。因此，煙(yan)(yan)氣溫(wen)度(du)(du)的(de)影響需同時考慮(lv)氨逃逸和SO2/SO3轉化(hua)率的(de)耦合效應(ying)。

       調整NH3/NOx摩爾比的目的是提高脫硝效率，主要通過改變噴氨量得以實現。史雅娟等研究了氨氮比對SCR中PM2.5形成的影響，發現SCR出口細顆粒物數濃度隨氨氮比(0.8～1.2)的增加而增加。討論作用機制：氨氮比<0.8時，NO的競爭吸附削弱了催化劑對SO2的吸附，SO2/SO3轉化率約為0.15%，加之NH3濃度較低，致使硫酸銨鹽的生成量很少;當氨氮比增至1.0時，細顆粒物的生成量略有增加的原因是NH3和SO3的濃度提高;當氨氮比>1.0時，NH3濃度明顯升高(gao)，盡(jin)管SO2/SO3轉化率先(xian)增(zeng)加(jia)(jia)后減小，硫酸銨鹽的(de)生成量(liang)仍(reng)顯著(zhu)增(zeng)加(jia)(jia)。因此，噴(pen)氨過量(liang)會導致SCR出口細顆(ke)粒物數濃度的(de)顯著(zhu)增(zeng)加(jia)(jia)。

       2.3 煙氣組分的影響

      系(xi)統考(kao)察了O2、SO2、H2O等煙氣(qi)組(zu)分對(dui)(dui)小試SCR脫(tuo)硝(xiao)裝置(zhi)中(zhong)硫(liu)(liu)酸銨鹽形成(cheng)過程的(de)影響，發(fa)現(xian)這(zhe)些氣(qi)體體積分數的(de)增加(jia)均會導(dao)致出口細顆(ke)粒(li)物數濃(nong)度的(de)上升。究其原因，催化(hua)(hua)劑(ji)表(biao)面SO3的(de)生成(cheng)量隨O2、SO2和(he)H2O濃(nong)度的(de)增加(jia)而(er)提高(gao)，因而(er)煙氣(qi)中(zhong)新增的(de)細顆(ke)粒(li)物與(yu)SO2/SO3轉化(hua)(hua)率存在一定關聯性(xing)。另外，水蒸汽可能增加(jia)SCR催化(hua)(hua)劑(ji)表(biao)面Bronsted酸性(xing)位的(de)數量，增強催化(hua)(hua)劑(ji)對(dui)(dui)氣(qi)態NH3的(de)吸(xi)附(fu)效果，但H2O含(han)量的(de)增加(jia)還可能減緩釩的(de)再氧化(hua)(hua)速度，從而(er)抑(yi)制Bronsted酸性(xing)位上吸(xi)附(fu)態NH4+對(dui)(dui)NO的(de)還原，致使(shi)吸(xi)附(fu)態NH3過量，加(jia)劇其與(yu)SO3的(de)表(biao)面反應，形成(cheng)更(geng)多硫(liu)(liu)酸銨鹽細顆(ke)粒(li)物。

       綜上分析可知，硫酸銨(an)鹽細顆粒物(wu)的(de)形成(cheng)受多(duo)種因素影響，從(cong)主動控(kong)制角度來看，減少這(zhe)類(lei)細顆粒物(wu)生成(cheng)量的(de)關鍵(jian)在于控(kong)制氨逃逸。因此，如何提高氨還(huan)原(yuan)劑利用率和優化SCR 脫(tuo)硝控(kong)制系統性(xing)能是亟待解決的(de)關鍵(jian)問(wen)題(ti)。

       3 氨逃逸對沿程設備的影響

       在煙風系統中(zhong)，形(xing)成(cheng)(cheng)硫(liu)(liu)酸(suan)銨(an)鹽(yan)的(de)反應(ying)場所主要有催化(hua)劑(ji)表面(mian)(mian)活性(xing)(xing)位、APH蓄熱(re)(re)(re)(re)片(pian)(pian)和(he)煙氣(qi)，在遷(qian)移轉(zhuan)化(hua)過程中(zhong)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)對沿程設備的(de)安全穩定運(yun)行(xing)(xing)造成(cheng)(cheng)一定影響。廣受(shou)關注的(de)是硫(liu)(liu)酸(suan)銨(an)鹽(yan)易(yi)沉積于催化(hua)劑(ji)表面(mian)(mian)和(he)APH蓄熱(re)(re)(re)(re)片(pian)(pian)上，導(dao)致催化(hua)劑(ji)孔道堵(du)塞以及(ji)空預器(qi)內部元件堵(du)塞結(jie)垢。結(jie)合(he)實際運(yun)行(xing)(xing)情況(kuang)，因硫(liu)(liu)酸(suan)銨(an)鹽(yan)沉積而造成(cheng)(cheng)SCR催化(hua)劑(ji)中(zhong)毒(du)的(de)案例(li)較(jiao)少，這可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)是由于SCR運(yun)行(xing)(xing)溫度通常高于NH4HSO4的(de)露點。針對APH冷端換熱(re)(re)(re)(re)面(mian)(mian)的(de)腐蝕結(jie)垢問(wen)題(ti)，表面(mian)(mian)鍍(du)搪瓷能(neng)(neng)(neng)夠(gou)減(jian)輕酸(suan)凝結(jie)而引(yin)發的(de)低溫腐蝕，但ABS仍可(ke)(ke)作為(wei)黏結(jie)劑(ji)將飛(fei)灰(hui)黏附(fu)在蓄熱(re)(re)(re)(re)片(pian)(pian)上，增(zeng)加APH阻力，長期運(yun)行(xing)(xing)還存在APH管束(shu)磨(mo)穿的(de)風險，煙氣(qi)可(ke)(ke)能(neng)(neng)(neng)直(zhi)接(jie)和(he)二(er)次風接(jie)觸，影響空預器(qi)傳熱(re)(re)(re)(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。當(NH4)2SO4生成(cheng)(cheng)量(liang)較(jiao)大時，通過吹灰(hui)器(qi)可(ke)(ke)較(jiao)好地解(jie)決由它引(yin)起的(de)堵(du)灰(hui)問(wen)題(ti)，對SCR催化(hua)劑(ji)和(he)空預器(qi)蓄熱(re)(re)(re)(re)片(pian)(pian)的(de)影響相對較(jiao)小(xiao)。

        研究者們還考察(cha)了(le)逃逸氨(an)及硫酸銨鹽對除塵、脫(tuo)硫等(deng)設備的(de)(de)影(ying)響(xiang)。部分逃逸NH3可被飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)吸附(fu)，從而影(ying)響(xiang)飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)品質，特別(bie)是飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)含NH3量超過了(le)100mg/kg。研究了(le)ABS與飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)的(de)(de)反應特性，發現細顆粒(li)物可在(zai)飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)堿性物質作(zuo)用下團聚長大，且飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)比電阻會降低，有利于(yu)提(ti)高ESP的(de)(de)除塵效率，但ESP本(ben)(ben)體(ti)和電極線存在(zai)飛灰(hui)(hui)(hui)(hui)黏結和腐(fu)(fu)蝕(shi)問題。為此，進(jin)一步(bu)探索了(le)NH4HSO4和H2SO4酸霧對碳鋼和不銹鋼的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)行為，發現ABS的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)能力更強(qiang)。鑒于(yu)APH后煙(yan)溫較低，ABS基本(ben)(ben)為固(gu)態，因而腐(fu)(fu)蝕(shi)后續設備金屬元件和煙(yan)道的(de)(de)風險會減小。

       逃逸(yi)NH3隨煙氣經過APH 和ESP 后將有部分(fen)在WFGD處(chu)被脫(tuo)硫漿液吸收(shou)而形成(cheng)NH4+，提高(gao)漿液pH，不利于(yu)石灰石的(de)(de)溶解，影(ying)響吸收(shou)反(fan)應速率(lv)，同時還會(hui)增加脫(tuo)硫廢(fei)水的(de)(de)處(chu)理成(cheng)本(ben)。氨(an)逃逸(yi)衍生細顆粒物(wu)受噴淋漿液以及除霧器的(de)(de)碰撞、攔截(jie)、慣(guan)性分(fen)離等(deng)作用較小，很(hen)難得到高(gao)效脫(tuo)除，因(yin)此，氨(an)逃逸(yi)可(ke)能(neng)影(ying)響WFGD 對PM2.5的(de)(de)協同脫(tuo)除效果。

       此外，以NH3作(zuo)為煙氣(qi)調質(zhi)劑可起降低飛灰比電阻和(he)煙氣(qi)酸(suan)度(du)的(de)作(zuo)用(yong)，從而提高ESP除塵效率。但是該技術(shu)會增加煙氣(qi)中氨的(de)濃度(du)，影響后續設(she)備安(an)全運(yun)行，尚(shang)未應用(yong)于國內燃煤機(ji)組。

        4 結語

        (1)隨(sui)著SCR脫(tuo)硝裝(zhuang)置(zhi)的推廣應用，氨逃(tao)逸(yi)現象在所難免，可與SO3在SCR催化劑(ji)表(biao)面(mian)、APH蓄(xu)熱片(pian)以(yi)及煙氣(qi)中反應生(sheng)成(cheng)硫酸(suan)(suan)(氫)銨，但(dan)當前研究(jiu)主要集中在實驗室尺度，如能考(kao)慮工程放大(da)影響，研究(jiu)真實煙氣(qi)條件下(xia)硫酸(suan)(suan)銨鹽的均相(xiang)/非均相(xiang)凝結、相(xiang)變、成(cheng)核機制，有助(zhu)于科學采取抑(yi)制ABS/AS生(sheng)成(cheng)的控制對(dui)策。

        (2)氨逃逸(yi)(yi)形成的(de)(de)硫(liu)酸銨(an)鹽多為亞(ya)微米級細顆(ke)粒(li)物(wu)，容易穿透(tou)除塵和脫硫(liu)裝置，提(ti)高一次PM2.5排放(fang)濃度，并促(cu)進(jin)(jin)大氣環境中二次PM2.5的(de)(de)形成，進(jin)(jin)而影響燃煤機組(zu)PM2.5的(de)(de)排放(fang)特征，因此探索氨逃逸(yi)(yi)衍生細顆(ke)粒(li)物(wu)在煙風系統中的(de)(de)遷移轉化規(gui)律是今后研究(jiu)重(zhong)點。

 ;       (3)氨逃(tao)逸(yi)是(shi)形成(cheng)硫酸(suan)銨鹽的決(jue)定性(xing)因素，因此，未來(lai)應將重點放在提高氨還原劑利用(yong)率和(he)優化SCR脫硝控制系統性(xing)能上(shang)。

        (4)氨逃逸可能影響沿(yan)程設備(bei)的(de)安全穩定運行，空預器蓄熱片腐蝕(shi)結垢導致APH堵塞(sai)是最(zui)值得關注(zhu)的(de)研究點，此(ci)外還應關注(zhu)尾部煙道、ESP本體和電(dian)極(ji)線的(de)腐蝕(shi)，以及脫(tuo)硫廢(fei)水中NH4+離子濃(nong)度。

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