火電廠煙氣脫硝技術(shù)概述

摘要：隨著社會的不斷進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國能源利用率逐步擴(kuò)大，面臨著日益嚴(yán)峻的環(huán)境形勢，為實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的優(yōu)化保護(hù)，火電廠在實(shí)際的運(yùn)行過程中需合理運(yùn)用高效的脫硝技術(shù)，旨在降低氮氧化物的排放量，起到良好的環(huán)境保護(hù)效果。

關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣脫硝；氮氧化物

中圖分類號：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）12-0061-03

就目前的情況來看，在火電廠日常運(yùn)行過程當(dāng)中時常會向外部環(huán)境中排出大量的氮氧化物，如此大量地排放會催生光化學(xué)煙霧以及酸雨問題，導(dǎo)致人們的身體健康遭遇較大威脅。一般來說，通常能夠?qū)⒌趸锏男纬蓹C(jī)理劃分為燃料型、熱力型以及快速型三個類型內(nèi)容，其中，燃料型氮氧化物指的是氮化合物在實(shí)際的燃燒進(jìn)程當(dāng)中通過氧化作用而形成的氮氧化物，熱力型氮氧化物則指的是空氣中的氮?dú)馀c氧氣在高溫燃燒之下生成的氮氧化物（該物質(zhì)的生成是跟氧氣濃度以及燃燒溫度、氣體在高溫區(qū)的停留時間息息相關(guān)的），快速型氮氧化物指的是由火焰邊緣所產(chǎn)生的氮氧化物（該物質(zhì)生成量相對較少，通常不對其展開研究）。近年來，伴隨著全球日益嚴(yán)峻的環(huán)境形勢，世界各國均對氮氧化物提供愈發(fā)高的排放要求，我國火電企業(yè)為充分滿足相應(yīng)環(huán)保要求，則需優(yōu)化運(yùn)用高效的脫硝技術(shù)。

1 火電廠煙氣脫硝技術(shù)簡析

一般來說，針對火電廠氮氧化物展開燃燒后控制所涉及的相關(guān)應(yīng)用技術(shù)可被稱作是煙氣脫硝技術(shù)，該技術(shù)的主要特征是能夠把煙氣中所形成的氮氧化物固定下來而后還原成氮?dú)?，擁有較高的工作效率，可謂是一種潛力較大的脫硝技術(shù)，在火電廠運(yùn)行過程中有著較為廣泛的應(yīng)用。

1.1 選擇性催化還原脫硝技術(shù)

在火電廠實(shí)際的運(yùn)行過程當(dāng)中，為充分實(shí)現(xiàn)氮氧化排放量的有效降低，則需針對燃燒后所形成的煙氣實(shí)施合理的脫硝處理，就目前的情況來看，濕法以及干法、半干法是三種主要的線形煙氣脫硝技術(shù)。對比而言，干法中所涉及的SCR技術(shù)能夠在火電廠中獲得可靠運(yùn)用，該項(xiàng)技術(shù)更顯成熟。從上世紀(jì)七十年代開始，歐洲及日本首先開始使用SCR技術(shù)應(yīng)用于燃油及燃?xì)怆姀S鍋爐工作中，自上世紀(jì)八十年代，該項(xiàng)技術(shù)在燃煤電廠鍋爐中獲得較為廣泛的合理運(yùn)用。具體來說，可將SCR技術(shù)解釋為，在催化劑條件下，運(yùn)用NH3及一氧化碳（或者是其他類型的碳氧化物）當(dāng)作是還原劑，使其跟存在于煙氣的一氧化氮進(jìn)行反應(yīng)還原出氮?dú)馀c水；對應(yīng)的反應(yīng)溫度達(dá)到300℃～450℃，則能夠獲取70%～90%的脫硝率。其中，NH3-SCR技術(shù)可靠性更強(qiáng)，現(xiàn)如今，該項(xiàng)技術(shù)在全世界獲得較為廣泛的合理應(yīng)用。將NH3當(dāng)作是還原劑材料的時候，SCR反應(yīng)對應(yīng)的化學(xué)方程式是

4NH3+4NO+3O2→4N2+6H2O

通過分析該化學(xué)式后不難發(fā)現(xiàn)，SCR反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，所以其所遵循的是氧化還原機(jī)理。在整個SCR系統(tǒng)當(dāng)中，會對整個過程造成直接影響的關(guān)鍵參數(shù)涵蓋有氧氣濃度以及水蒸氣濃度、煙氣流速、煙氣溫度、氨滑移及催化劑等方面內(nèi)容。

1.2 低溫SCR技術(shù)

一般來說，該項(xiàng)技術(shù)主要指的是SCR反應(yīng)總所使用的催化劑對應(yīng)溫度通?？刂圃?20℃～300℃范圍內(nèi)，甚是會是更低的溫度狀況，研究探索運(yùn)用NH3進(jìn)行氮氧化物的選擇性還原這項(xiàng)低溫SCR工藝雖基本取得良好的成績，但是相較于其他類型的煙氣脫硝技術(shù)或者是中高溫度的SCR工藝而言，針對低溫SCR展開研究的具體目的在于幾個方面的內(nèi)容，第一，低溫催化劑的活性、選擇性與自身固有特性；第二，硫酸氨、氧化亞氮以及硝酸銨所受到的溫度環(huán)境及煙氣成分對其的影響；第三，針對低溫條件下催化劑給予水蒸氣的影響展開合理性研究。

1.3 選擇性非催化還原脫硝技術(shù)

選擇性非催化還原脫硝技術(shù)又可被稱作是SNCR，其主要指的是將NH3及尿素等還原劑噴入到鍋爐爐膛折焰角上方位置或者是再熱器、過熱器等對應(yīng)的水平煙道位置，進(jìn)行該反應(yīng)的溫度通常是800℃～1000℃。若是溫度高于1000℃，則NH3可被氧化成為為氮氧化物，若是溫度低于800℃則對應(yīng)脫硝率處于較低水平，此時SNCR脫硝技術(shù)對應(yīng)的脫硝效率是30%～50%，極易導(dǎo)致氨氣逃逸，催生嚴(yán)重的環(huán)境污染狀況。針對現(xiàn)有的中小型鍋爐實(shí)施改造能夠?qū)崿F(xiàn)對該項(xiàng)工藝的有效運(yùn)用，其所涉及的投資費(fèi)用相對較低些，但是會催生較大逃逸率及較低的脫硝效率。SCR、低氮氧化物燃燒器以及再燃燒技術(shù)等等多項(xiàng)技術(shù)跟SCNR技術(shù)的聯(lián)用可謂是現(xiàn)今SCNR技術(shù)的主要發(fā)展方向。經(jīng)過研究可以知道，SCNR對應(yīng)的脫硝率處于60%以上時，SCR技術(shù)與SCNR技術(shù)聯(lián)用能夠起到良好經(jīng)濟(jì)可行目的；將SCR技術(shù)與在燃燒技術(shù)聯(lián)用則能夠獲取高達(dá)80%的脫硝效率；聯(lián)用SNCR技術(shù)與低氮氧化物燃燒技術(shù)，相較于單獨(dú)運(yùn)用SCNR技術(shù)而言，其效果提升45%之多。

2 SCR技術(shù)的有效運(yùn)用

通常，SCR反應(yīng)器一般都是除塵器設(shè)備前進(jìn)行合理設(shè)置的，由于形成數(shù)量較多的飛灰，易導(dǎo)致壓力損失的增加以及催化劑磨損堵塞的問題情況出現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)問題的良好解決，則需把催化劑材料固定于不銹鋼版面位置或者是將其制作成蜂窩的形狀。就目前的情況來看，蜂窩式、波紋板式及平板式是三種主要的SCR催化劑結(jié)構(gòu)形式，具體來說，蜂窩式催化劑為均質(zhì)催化劑，對應(yīng)的特征優(yōu)勢在于單位體內(nèi)所擁有的催化劑活性相對較高，獲取同樣的脫硝效率時需要的催化劑體積相對較小些；波紋板式催化劑能夠有機(jī)融合板式催化劑跟蜂窩式催化的相關(guān)特征優(yōu)勢，擁有耐熱性強(qiáng)、抗沖擊性能優(yōu)良、重量輕、抗毒性良好、二氧化硫氧化率較低等等優(yōu)點(diǎn)，可是該種催化劑所擁有抗磨損性能相對較差些，其在實(shí)際含灰量比較低的煙氣環(huán)境中較為適用；平板式催化劑表面積相對較小，其模塊擁有較低的活性與較大的重量，其床層壓力損失相對較低，具備有良好的抗腐蝕與抗磨損性能，適用于高塵環(huán)境中。

通過研究不難發(fā)現(xiàn)，在各個火電廠發(fā)電機(jī)組中運(yùn)用SCR技術(shù)能夠獲取較為良好的應(yīng)用效果，當(dāng)?shù)趸锏呐欧艥舛瓤煽刂圃诿苛⒎矫?8～57毫克的范圍內(nèi)時，能夠取得高達(dá)80%以上的脫硫效率，且能夠從充分符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及限值要求。進(jìn)口氮氧化物的濃度通常實(shí)在每立方米265～472毫克范圍之內(nèi)，選擇性非催化還原法即SNCR技術(shù)對應(yīng)的脫硝效率是40%左右，若是未能取得良好的技術(shù)突破，運(yùn)用SNCR技術(shù)實(shí)施煙氣脫硝則是難以達(dá)到對應(yīng)的限值要求的。

3 結(jié)語

綜上，火電廠煙氣脫硝工作的重要性不容忽視，其在火電廠運(yùn)行中占據(jù)著重要的應(yīng)用地位，SCR作為目前的主流的脫硝技術(shù)，其效率較高，且甚為成熟，能夠達(dá)到良好的脫硝目的，廣為火電廠所用。

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作者簡介：崔?。?976—），男，陜西漢中人，大唐隴東能源有限公司工程師，研究方向：電廠熱工自動化。