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(jiǎn)稱SCR），SCR是世界上應(yīng)用很廣泛，很成熟和很有效的煙氣脫硝技術(shù)。該反應(yīng)發(fā)生在裝有催化劑的反應(yīng)器里，煙氣與噴入的氨在催化劑的作用下發(fā)生氧還原反應(yīng)，生成無害的N2和H2O。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治理的一種很好的脫硝工藝。
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技術(shù)，取得了理想的效果。
聲波清灰器可用于SCR脫硝反應(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)壓差和阻力，消除飛灰過分波動(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，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)器很適合的清灰技術(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)用很多的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，一種是聲波吹灰。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。聲波吹灰是通過發(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、聲波吹灰技術(shù)工作原理
3.1膜片式聲波吹灰器
膜片式聲波吹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。
◆技術(shù)參數(shù)
◆發(fā)聲原理圖
3.2旋笛式聲波吹灰器
旋笛式聲波除灰是通過“旋笛”發(fā)聲方式（較為復(fù)雜，此處不多贅述），將一定強(qiáng)度、頻率的聲波導(dǎo)入運(yùn)行中的鍋爐爐體內(nèi)各種可能積灰結(jié)焦的空間，通過聲能量的作用，使這些區(qū)域中的空氣分子與粉塵顆粒產(chǎn)生振蕩，由于聲波振蕩的反復(fù)作用，破壞了粉塵粒子與熱交換面以及粒子之間的結(jié)合，再加上煙氣流的沖刷和粉塵粒子之間的碰撞，使灰分顆粒處于懸浮流化狀態(tài)，被煙氣流帶走。
◆技術(shù)參數(shù)
3.3聲波吹灰作用示意圖
四、兩種脫硝吹灰器比較
五、聲波清灰技術(shù)特點(diǎn)
針對(duì)脫硝反應(yīng)器具體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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，通過合理設(shè)置聲波清灰的周期，使灰量處于穩(wěn)定的、較低的水平。
其技術(shù)特點(diǎn)如下;
1、聲波吹灰是預(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，很大限度、很好的利用催化劑對(duì)脫硝反應(yīng)的催化活性。
2、聲波吹灰對(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、聲波吹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(jiǎn)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。
6、對(duì)設(shè)備和人體健康安全無傷害。
