淺析火電廠的SCR煙氣脫硝系統

摘 要：現階段我國發電廠大多以燃煤發電為主，文章結合現有火電廠SCR煙氣脫硝的系統的工作重點，介紹了一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統。文章對火電廠的SCR煙氣脫硝系統結構做了簡要的介紹，分析了監控系統的結構特點，然后簡單討論了脫硫與脫硝技術的特點，指出為降低設備投資和運行成本，簡化工藝，消除二次污染，增加企業效益，適合提出一種火電廠煙氣一體化脫硫脫硝系統及方法。

關鍵詞：火電廠；煙氣脫硝；SCR

1 概述

近些年，經濟發展迅猛，我國大型火力燃煤電廠大量興建，無論是國家環保機構，還是各發電集團都越來越重視發電廠的煙氣脫硫處理。氮氧化物包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，但對大氣造成污染的主要是NO、NO2和N2O。在燃燒過程中產生的氮氧化物主要是NO和NO2-被統稱為NOx，還有一定量的N2O。在絕大多數燃燒方式中，產生的NO占90%以上。由于NO在大氣環境中很快會氧化成NO2，因此通常用NO2的質量濃度來表示NOx濃度。氮氧化物對環境會造成以下幾種危害：引發酸雨或酸沉降；引發光化學煙霧；N2O是溫室氣體，溫室效應和破壞臭氧層等。

在我國大量的火大發電廠中，其排出的煙氣中包含大量的氮氧化物，對環境造成嚴重的污染，如何消除火電廠煙氣中的氮氧化物就顯得尤為重要，因此在火電廠的煙氣中采用SCR脫硝系統進行脫硝，其中SCR為Selective Catalytic Reduction的簡稱，中文為選擇性催化還原，其原理是在催化劑作用下，還原劑NH3在相對較低的溫度下將NO和NO2還原成N2，而幾乎不發生NH3的氧化反應，從而提高了N2的選擇性，減少了NH3的消耗。

針對上述存在的問題，文章介紹一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統，可對各個系統進行精確有效的控制，使火電廠煙氣SCR脫硝系統安全、穩定、高效的運行，降低NOx排放的措施，以達到國家的排放標準，同時減少NOx的排污費，避免煙氣再加熱消耗能量，節約了所需能量，降低了生產成本，適合推廣應用。

2 火電廠的SCR煙氣脫硝系統結構介紹

火電廠的SCR煙氣脫硝系統，包括鍋爐和省煤器，所述鍋爐的出口連接有省煤器，所述省煤器的出口連接脫硝器，所述脫硝器連接空預器，所述空預器的出口通過除塵器連接脫硫裝置，所述脫硫裝置的出口連接煙囪；所述空預器的空冷入口上連接有送風機，所述空預器的空冷出口連接至鍋爐；所述省煤器與脫硝器間的管路上連接有液氨存儲及卸料系統、以及監控系統。

由于采用了上述結構，增設的脫硝器，可對鍋爐排除的煙氣進行脫硝處理，從而使得鍋爐排除的煙氣在催化劑的作用下，還原劑（液氨）與煙氣中的氮氧化物反應生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發生還原反應，而不與煙氣中的氧氣發生反應。其化學反應原理為4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O；6NO2+8NH3=7N2+12H2O。因此采用文章介紹的煙氣脫硝系統，使火電廠煙氣SCR脫硝系統安全、穩定、高效的運行，降低NOx排放的措施，以達到國家的排放標準，同時減少NOx的排污費，避免煙氣再加熱消耗能量，節約了所需能量，降低了生產成本，適合推廣應用。

文章介紹的火電廠的SCR煙氣脫硝系統，所述液氨存儲及卸料系統包括液氨儲槽、液氨蒸發槽、液氨緩沖罐和混合器，所述液氨儲槽連接于液氨蒸發槽上，所述液氨蒸發槽連接于液氨緩沖罐，所述液氨緩沖罐和稀釋風機連接于混合器上，所述混合器連接于省煤器與脫硝器之間的管路上；所述監控系統連接于液氨緩沖罐與混合器之間的管路上。

由于采用了上述結構，通過上述液氨存儲及卸料系統，還原劑（氨）用罐裝卡車運輸，以液體形態儲存于氨罐中；液態氨在注入脫硝器之前經由蒸發器蒸發氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入脫硝器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應器中催化劑的作用下發生反應，去除NOx；因此采用本發明的煙氣脫硝系統，使火電廠煙氣SCR脫硝系統安全、穩定、高效的運行，降低NOx排放的措施，以達到國家的排放標準，同時減少NOx的排污費，避免煙氣再加熱消耗能量，節約了所需能量，降低了生產成本，適合推廣應用。

3 監控系統的結構特點

文章介紹的火電廠的SCR煙氣脫硝系統，所述監控系統包括氮氧化物監視器，所述氮氧化物監視器同時連接鍋爐負載監測器、FIC設備和省煤器出口處，其中所述鍋爐負載監測器設于鍋爐上，所述FIC設備設于液氨緩沖罐與混合器之間的管路上。

由于采用了上述結構，可對過鍋爐內的負載值、省煤器出口處的氮氧化物值、以及液氨存儲及卸料系統內的各項氮氧化物進行監控，可對整個系統進行管理，使火電廠煙氣SCR脫硝系統安全、穩定、高效的運行，降低NOx排放的措施，以達到國家的排放標準，同時減少NOx的排污費。

4 脫硫與脫硝技術的討論

現有脫硫脫硝技術普遍存在設備復雜，占地面積大，投資和運行成本高等問題。例如目前較為成熟的是石灰石-石膏濕式煙氣脫硫（FGD）和NH3選擇催化還原技術（SCR）脫硝，但是石灰石/石膏法的缺點也是比較明顯的：初期投資費用太高、運行費用高、占地面積大、系統管理操作復雜、磨損腐蝕現象較為嚴重、副產物-石膏很難處理（由于銷路問題只能堆放）、廢水較難處理；當鍋爐負荷出現大幅變化時，特別在低負荷運轉時選擇性催化還原法（SCR）是不能正常工作的，無法保證脫銷的效率、控制NOx的排放指標，反應器的占地面積大，鍋爐改造成本高，設備投資大，改造甚至影響鍋爐的運行效率，其觸媒使用量大，約占設備總投資的50%；煙氣成分復雜，某些污染物可使催化劑中毒，觸媒易受損害，壽命短。高分散度的粉塵微粒可覆蓋催化劑的表面，使其活性下降。催化劑壽命短，更換周期頻繁，增大運行成本。

文章旨在克服現有技術的缺陷，提供一種火電廠煙氣一體化脫硫脫硝系統及方法。降低設備投資和運行成本低，簡化工藝，消除二次污染，增加企業效益的同時為環保事業做出貢獻。

5 結束語

現階段我國發電廠大多以燃煤發電為主，文章介紹了一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統。可對各個系統進行精確有效的控制，使火電廠煙氣SCR脫硝系統安全、穩定、高效的運行，降低NOx排放的措施，以達到國家的排放標準，同時減少NOx的排污費，避免煙氣再加熱消耗能量，節約了所需能量，降低了生產成本，適合推廣應用。

參考文獻

[1]盧曄.火電廠的SCR煙氣脫硝系統[P].四川：CN104289104A，2015.

[2]馮兵，王建平，王福珍，等.一種火電廠煙氣一體化脫硫脫硝系統及方法[P].北京：CN104772018A，2015.

作者簡介：王燕冰（1977-），男，內蒙古錫林浩特人，工程師，主要從事火力發電廠脫硫、脫硝專業檢修工作。