一種解決尿素熱解法脫硝 AIG 流量計堵塞的方法

尿素熱解法脫硝 AIG 管道流量測量通常采用孔板等類型的節流件，熱解過程中產生的中間產物在低溫情況下容易結晶，在流量測量一次元件處造成管道堵塞，提出了一種采用楔形流量計取代孔板流量計解決堵塞的辦法，在應用中收到了良好的效果。

引言

SCR 法脫硝通常采用液氨法和尿素熱解法兩種方式。由于液氨在運輸、卸料和儲存過程中都有可能產生泄露，存在一定的安全隱患，因此電廠在選擇脫硝方案時，越來越傾向于采用尿素熱解法。

尿素（分子式 CO（NH2）2）是一種白色晶體，易溶于水，且吸濕性強。尿素熱解法脫硝的原理是利用尿素熱解產生的氨氣和煙氣中的氮氧化物反應，生產 N2 和水，從而降低 NOX 的排放。具體反應過程如下：

CO（NH2）2=HN3+HNCO HNCO+H2O=NH3+CO2 4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O（主要反應）NO+NO2+2NH3=2N2+3H2O（主要反應）4NO+4HNCO+O2=4N2+4CO2+2H2O（可能反應）

尿素溶液熱解過程中尿素可能未完全分解，隨著氨空混合氣進入噴射格柵，隨著管道中溫度降低，混合氣中夾帶的尿素液滴可能會重新結晶，同時尿素熱解過程中產生的一些中間產物也可能會重新結晶。在 AIG 分配管中通常采用差壓法原理進行流量測量，差壓法流量計需要在管道中增加節流元件，結晶后的尿素和其他產物容易在節流元件處堆積，并最終堵塞管道。解決 AIG 管道流量元件處的堵塞成了大多數尿素熱解法脫硝工程關注的問題。

1 普通差壓流量計的問題

差壓式流量計是一種常用的流量測量方法，適用于封閉管道中的氣體、液體流量測量。根據伯努利公式，流體動能與壓力勢能之和是一個常數，流體經過管道中的節流元件時，在節流件附近造成局部收縮，流速增加，靜壓變小，其上、下游兩側產生靜壓力差，通過差壓變送器測量兩側的靜壓力差，經過換算即可得到流體的流量。

工業生產中常用的差壓式流量計主要有孔板流量計、噴嘴式流量計、文丘里管流量計、均速管（巴類流量計）等形式。均速管流量計通常為一根垂直插入介質管道的不銹鋼管，流體流過不銹鋼管時，管前壓力會稍高于靜壓，形成高壓區，不銹鋼管前壁開有高壓側取壓孔，管背面壓力會稍低于靜壓，形成低壓區，不銹鋼管后壁開有低壓側取壓孔，通過高壓區和低壓區的壓力差即可計算流體流速。除均速管流量計外，上述幾種流量計都是在管道中突然縮徑，從而改變流體流速進而產生差壓，其中最常用的孔板流量計節流裝置結構簡單，且牢固、性能穩定可靠，使用期限長，價格較低，是工業中常用到的流量測量儀表，整個加工過程采用國際標準，其結構及安裝形式如圖 1 所示。

從熱解爐來的氨空混合氣中未完全分解并重新結晶的尿素以及中間產物會在節流元件與管道結合的部位堆積，導致孔板的實際截面比及流量系數與計算數值逐漸偏離，流量測量誤差逐漸增加。最終在孔板處由于尿素結晶的堆積造成管道堵塞。

2 楔形流量計

楔形流量計是一種新型的差壓式流量計，在上世紀 70 年代首次引進，其測量原理與孔板流量計相同，但是在高粘度流體測量中具有良好的效果。其測量元件是一個”V”字形楔塊，圓滑頂角朝下，便于粘稠流體順利通過，不易在節流元件處沉積，因此楔形流量計具有自清洗功能。

楔形流量計適用于低雷諾數的流量測量，因而特別適合于高粘度流體測量，如化工廠各種高粘度流體以及污水、重油等的測量。楔形孔板在管道中的安裝示意圖如圖 2 所示。