一、氨氣逃逸的危害及現(xiàn)狀分析

（一）氨氣逃逸的危害

環(huán)境污染加劇：逃逸的氨氣進入大氣后，會與空氣中的酸性氣體（如二氧化硫、氮氧化物等）發(fā)生反應(yīng)，生成二次氣溶膠，是造成霧霾天氣的重要因素之一。同時，氨氣本身具有刺激性氣味，會對周邊環(huán)境空氣質(zhì)量產(chǎn)生不良影響，引起周邊居民的不滿和投訴。

設(shè)備損壞加速：氨氣與煙氣中的二氧化硫、三氧化硫等反應(yīng)，會生成硫酸氫銨等粘性物質(zhì)。這些物質(zhì)極易附著在空預(yù)器、除塵器等下游設(shè)備的表面，導致設(shè)備堵塞，增加系統(tǒng)阻力，降低設(shè)備的換熱效率和除塵效率，嚴重時甚至會引發(fā)設(shè)備故障，影響機組的正常運行。例如，某電廠因氨氣逃逸嚴重，空預(yù)器在短短半年內(nèi)就出現(xiàn)了嚴重堵塞，被迫停機清洗，造成了巨大的經(jīng)濟損失。

運行成本增加：過量的氨氣逃逸意味著還原劑的浪費，企業(yè)需要消耗更多的氨氣來維持脫硝效率，從而增加了運行成本。此外，由于設(shè)備維護和清洗頻率的增加，也進一步提高了設(shè)備維護成本。

（二）當前氨氣逃逸的現(xiàn)狀

目前，許多企業(yè)的 SCR 脫硝系統(tǒng)都存在不同程度的氨氣逃逸問題。據(jù)行業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，部分企業(yè)的氨氣逃逸量超出設(shè)計值的 20%-50%，甚至更高。這主要是由于系統(tǒng)運行過程中參數(shù)波動、設(shè)備老化、控制策略不完善等多種因素導致的。例如，一些老舊的 SCR 脫硝系統(tǒng)，由于缺乏精準的監(jiān)測和控制手段，氨氣噴射量難以根據(jù)實際工況進行實時調(diào)整，從而導致氨氣逃逸現(xiàn)象較為嚴重。

二、降低氨氣逃逸量的精準控制技術(shù)

（一）高精度監(jiān)測技術(shù)

激光在線監(jiān)測系統(tǒng)：采用激光吸收光譜技術(shù)，能夠?qū)Π睔鉂舛冗M行實時、精準的在線監(jiān)測。該技術(shù)具有響應(yīng)速度快、測量精度高、不受粉塵和水分干擾等優(yōu)點。通過在 SCR 反應(yīng)器出口煙道等關(guān)鍵位置安裝激光在線監(jiān)測儀，可以實時獲取氨氣濃度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸至控制系統(tǒng)，為精準噴氨控制提供依據(jù)。例如，某大型燃煤電廠安裝激光在線監(jiān)測系統(tǒng)后，氨氣濃度監(jiān)測精度從原來的 ±5ppm 提高到了 ±1ppm，為后續(xù)的精準控制奠定了堅實基礎(chǔ)。

分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)：在 SCR 反應(yīng)器內(nèi)及煙道中布置多個氨氣傳感器，形成分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)。這些傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測不同位置的氨氣濃度分布情況，通過對多點數(shù)據(jù)的綜合分析，能夠更全面、準確地掌握反應(yīng)器內(nèi)的氨氣濃度場，及時發(fā)現(xiàn)氨氣分布不均等問題。與傳統(tǒng)的單點監(jiān)測方式相比，分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠提供更詳細、準確的信息，有助于實現(xiàn)更精細化的控制。

（二）智能噴氨控制技術(shù)

基于模型預(yù)測控制（MPC）的噴氨系統(tǒng)：建立 SCR 脫硝系統(tǒng)的數(shù)學模型，結(jié)合實時監(jiān)測的煙氣流量、氮氧化物濃度、氨氣濃度等參數(shù)，利用模型預(yù)測控制算法對氨氣噴射量進行動態(tài)優(yōu)化計算。該系統(tǒng)能夠提前預(yù)測脫硝系統(tǒng)的運行狀態(tài)變化，根據(jù)預(yù)測結(jié)果提前調(diào)整噴氨量，使氨氮摩爾比始終保持在范圍內(nèi)，有效減少氨氣逃逸。例如，某電廠采用基于 MPC 的噴氨系統(tǒng)后，氨氣逃逸量降低了 30%-40%，同時脫硝效率穩(wěn)定在 90% 以上。

自適應(yīng)模糊控制噴氨系統(tǒng)：利用模糊控制算法，將煙氣流量、氮氧化物濃度、反應(yīng)器進出口溫度等多個變量作為輸入，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的模糊規(guī)則，自動調(diào)整氨氣噴射量。該系統(tǒng)能夠根據(jù)實際工況的變化自動調(diào)整控制參數(shù)，具有較強的自適應(yīng)能力，能夠在復(fù)雜工況下實現(xiàn)精準噴氨控制，有效降低氨氣逃逸量。例如，在鍋爐負荷頻繁變化的情況下，自適應(yīng)模糊控制噴氨系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)，使氨氣逃逸量始終保持在較低水平。

（三）優(yōu)化的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)與流場設(shè)計

均流裝置的合理布置：在 SCR 反應(yīng)器入口處安裝均流裝置，如導流板、多孔板等，能夠使進入反應(yīng)器的煙氣和氨氣均勻分布，避免局部氨氮摩爾比過高或過低，從而減少氨氣逃逸。通過數(shù)值模擬和實際測試，優(yōu)化均流裝置的結(jié)構(gòu)和布置方式，確保反應(yīng)器內(nèi)流場均勻性達到 90% 以上，有效提高反應(yīng)效率，降低氨氣逃逸風險。

優(yōu)化催化劑布置：根據(jù)反應(yīng)器內(nèi)的流場分布和反應(yīng)特性，合理優(yōu)化催化劑的布置方式。例如，在煙氣流量較大、反應(yīng)劇烈的區(qū)域適當增加催化劑層數(shù)或密度，以提高反應(yīng)效率；在氨氣容易聚集的區(qū)域，調(diào)整催化劑的結(jié)構(gòu)和孔隙率，促進氨氣與氮氧化物的充分反應(yīng)，減少氨氣逃逸。同時，定期對催化劑進行檢查和維護，確保催化劑活性穩(wěn)定，保證反應(yīng)的正常進行。

（四）氨氣回收與再利用技術(shù)

吸附回收技術(shù)：采用吸附劑（如活性炭、分子篩等）對逃逸的氨氣進行吸附回收。在 SCR 系統(tǒng)的下游設(shè)置吸附裝置，當煙氣通過吸附裝置時，氨氣被吸附劑吸附，從而實現(xiàn)氨氣的回收。吸附飽和后的吸附劑可以通過加熱解吸等方式進行再生，重復(fù)使用。例如，某化工企業(yè)采用活性炭吸附回收技術(shù)，氨氣回收率達到了 80% 以上，不僅減少了氨氣排放，還實現(xiàn)了資源的回收利用。

冷凝回收技術(shù)：利用氨氣的物理性質(zhì)，通過冷凝的方式將逃逸的氨氣從煙氣中分離出來。將含有氨氣的煙氣冷卻至氨氣的露點溫度以下，使氨氣凝結(jié)成液態(tài)，然后通過分離裝置將液態(tài)氨回收。冷凝回收技術(shù)適用于氨氣濃度較高的場合，具有回收效率高、設(shè)備簡單等優(yōu)點。例如，在一些大型鋼鐵企業(yè)的 SCR 脫硝系統(tǒng)中，采用冷凝回收技術(shù)，有效降低了氨氣逃逸量，同時回收的氨氣可重新用于生產(chǎn)過程，降低了生產(chǎn)成本。