燃煤鍋爐的選擇性催化還原煙氣脫硝技術探討

趙治宇

（張北縣環境保護局 河北張家口 076450）

引言

煤炭是國家主要能量來源之一，但在燃燒應用的過程中會對大氣造成嚴重污染，尤其是北方集中供熱企業的燃煤鍋爐，不僅要控制SO2的排放，還要控制NOx的排放。近年來，隨著人們環保意識的提高，對選擇性催化還原煙氣脫硝技術的研究也在逐漸加強。

1 選擇性催化還原煙氣脫硝技術噴氨量控制

隨著環保力度的提高，NOx的污染引起了各界的高度重視，對于燃煤鍋爐NOx排放量的控制方式主要包括了兩種，分別為：低NOx燃燒技術以及煙氣脫硝技術。相比較之下，SCR技術對爐膛的影響較小、且脫硝率較高，是目前應用最為廣泛的脫硝技術，根據國家的實際應用情況來看，當前國家SCR技術中采用的噴氨量控制方式有兩種，分別為：固定氨氮摩爾比控制方式以及出口NOx定值控制方式。需要注意的是，雖然SCR技術是目前一個用最廣泛的方式方法，脫出效率較高，但是使用高溫催化劑時，必須要對煙氣進行重新加熱，在這樣的情況下，就會導致費用增加，成本提高，因此必須要開發出一種低溫催化劑，進一步降低運行費用[1]。

2 選擇性催化還原煙氣脫硝技術催化劑設計

在SCR技術中，催化劑是最為關鍵、最為核心的部件，直接影響到了SCR技術的應用效果，催化劑可以從微觀和宏觀兩個方面入手進行分析，在實際設計的過程中主要考慮三個方面的問題，分別為：煤種、燃燒方式、排放特點。首先就要選擇SCR技術中催化劑的類型，目前常見的類型有三種，分別為：蜂窩式、板式和其他形式。其中蜂窩式是最為常見的催化劑形式，占據了60%-70%的份額，其次是板式占據了20%的份額，蜂窩式催化劑的表面積較大、抗熱沖擊力較強，但是抗灰阻塞的能力一般。板式則正好相反，其抗灰阻力較強、結構強度較高，但是表層活性材料容易脫落。除了催化劑的類型外，還要考慮催化劑的組成成分，在SCR工藝技術中的催化劑主要分為兩個分布，一種是活性成分；另一種是承載材料。承載材料中主要包括：TiO2、Fe2O3、Al2O3等，其中TiO2的抗二氧化硫的能力較強，現如今已經成為了主流的承載材料，此外還有很多其他的材料，但是因為占比量較小，因此不會對脫硝工藝造成影響。最后，還要對催化劑結構進行分析，包括：孔間距、壁厚、尺寸。以蜂窩式催化劑為例，孔間距設計要控制在3.7mm-7.4mm之間，具體的取值要根據煙氣中的粉塵含量。壁厚是根據煙氣粉體含量以及沖刷速度進行確定，一般情況下，大部分催化劑壁厚取1mm，蜂窩式在1.0mm-2.4mm，板式在1.5mm-2.0mm。在確定了催化劑之后，就可以將催化劑安置在一個固定的箱體之中，保證煙氣能夠和催化劑進行完全的接觸，一般可以分為高煙氣段布置、低煙氣段布置、尾部煙氣段布置，這三種布置方式。具體的布置方式要根據企業內采用的工藝流程確定。

3 選擇性催化還原煙氣脫硝技術的實際應用案例

為了進一步驗證SCR技術的應用效果，本文選擇了張北縣某個集中供熱企業，針對該企業使用的燃煤鍋爐為例，展開實際分析。因為該企業中使用的煤種較為復雜，所以煙氣中含有的NOx排放量相對較大，煙氣脫硝的難度較大，最終該企業選擇安裝了SCR技術。綜合考慮企業的實際情況以及SCR技術系統運行要求后，在省煤器和空氣預熱器之間放置了反應器，并且在反應器上方和垂直方向上分別為安置了煙氣導流裝置、NH3噴射隔欄以及催化劑床。不僅如此，為了避免煙氣泄露，還在催化劑床的周圍安裝了封閉系統，保證煙氣不會出現泄漏的情況。催化劑是SCR技術系統中最為核心的設備，因此在實際使用的過程中必須要對煙氣中含有的Na、Ca、Si、As引起注意，這些成分會讓催化劑喪失活性，這就需要企業人員及時的更換催化劑。根據實際情況來看，SCR技術系統可以有效解決燃煤鍋爐的煙氣污染問題，由此證明，中國必須要盡快加強關于SCR技術系統的研究、引進、開發工作，從而對燃煤鍋爐的NOx排放污染問題進行更加有效的解決控制[2]。

結語

綜上所述，SCR因其本身技術成熟、工作效率高等方面特點，在各國都得到了廣泛的應用。隨著中國環境保護工作的不斷落實，傳統的脫硝工作已經無法滿足全新的環保要求，因此必須要全面推廣SCR技術系統，為供熱企業、電廠企業提供更好的技術，有效解決供熱、電力企業存在的環境治理問題。