燃煤電廠煙氣脫硝氨逃逸的分析與研究

高瑞飛，翟鵬霄，田明

（1.建投邢臺熱電有限責任公司，河北 邢臺 054000；2.邢臺職業(yè)技術學院，河北 邢臺 054000）

當前，由于國家環(huán)保形勢的嚴峻，加上京津冀地區(qū)持續(xù)的霧霾天氣，國家對華北地區(qū)的超低排放提出了更高的要求。NOx作為電廠煙氣中的主要污染物，須要經過煙氣脫硝后才能排入大氣中。其中選擇性催化還原（SCR）和選擇性非催化還原法（SNCR）成為電廠煙氣脫硝的主要技術措施。選擇性催化還原法（SCR）的優(yōu)點是技術相對已經成熟，脫硝的效率高，維護人員工作量小，設備可靠性高[1]。

1 SCR 煙氣脫硝工作原理

在290～400 ℃溫度及催化劑V2O5作用下，NH3選擇性將NO 和NO2還原成N2，并且不發(fā)生NH3與O2的反應，提高N2的選擇性，減少NH3的用量。反應的化學方程式如下：

4NH3+4NO+O2=4N2+6H2O；

8NH3+6NO2=7N2+12H2O；

4NH3+3O2=2N2+6H2O；

4NH3+5O2=4NO+6H2O；

2NH3?N2+3H2。

氨逃逸現象的發(fā)生是由于部分NH3未能參加反應，隨煙氣排放。同時在這個過程中也會進行一些副反應，例如V2O5在催化降解NOx的過程中，也會催化SO2的氧化。

2 氨逃逸原因分析

2.1 SCR 催化劑失活

SCR 催化劑的活性受諸多因素的影響，其中包括砷中毒、堿金屬中毒和重金屬中毒等，外界因素中機械沖蝕、顆粒堵塞和高溫同樣會影響催化劑的活性。因此，機組在運行時，應當對燃煤中的砷、堿等金屬等進行監(jiān)測分析，并采取洗脫等措施，同時控制一次風量避免過分的對催化劑沖蝕。

2.2 煙氣溫度

煙氣溫度為300～420 ℃時是NH3和NOx的最佳反應條件，煙氣的溫度主要影響催化劑的使用效果，進一部影響氨的逃逸率。溫度過低時，NH3無法全部與NOx反應。所以要控制好煙氣溫度，須要嚴格配煤，保證煤質，值長以及鍋爐監(jiān)盤人員都必須及時了解煤質情況，輸煤值班員和煤化驗員必須定期向值長匯報煤質情況[2]。

2.3 燃燒影響

NOx的生成受燃燒調整、供氧量、磨煤機運行方式、二次風門的大小、NOx風門的大小、一次風中煤粉濃度等因素影響。合理使用 NOx風，根據鍋爐燃燒情況及時調整 NOx風門大小。在工況相同的情況下，NOx風門大小影響煙氣中的NOx生成量。

3 降低氨逃逸的措施

3.1 定期更換V2O5催化劑

V2O5催化劑的使用年限為5～6年，脫硝設備運行到一定周期后催化劑活性會逐漸降低，導致脫硝效率減小，氨逃逸率增加。因此為了保證煙氣氮氧化物在允許的排放標準內，應利用機組大小修時，對V2O5催化劑進行清洗或更換，在保證逃逸率合格的同時，也能使NOx排放符合國家要求。

3.2 控制好煙氣的溫度

煙氣溫度為300～420 ℃時是NH3和NOx的最佳反應條件，要控制好煙氣溫度，須要嚴格配煤，保證煤質，值長以及鍋爐監(jiān)盤人員都必須及時了解煤質情況，輸煤值班員和煤化驗員必須定期向值長匯報煤質情況。如長時間煙氣溫度達不到要求，應聯(lián)系省調申請漲負荷[3]。

3.3 優(yōu)化噴氨調節(jié)品質

NH3噴氨格柵不均勻，將直接導致氨氣與NOx無法充分接觸反應，造成氨逃逸。應當每半年在線調節(jié)一次噴氨格柵均勻性，并且做催化劑性能測試實驗，要求無論在什么工況下，經過噴氨格柵后，氨氣應該均分分布。

3.4 優(yōu)化自動調節(jié)方式

合理的自動調節(jié)滿足NOx的排放要求，減少超量排放次數，并且降低氨逃逸率，使噴入NH3能夠及時和NOx反應。因此，如果存在由于出口NOx波動較大或者催化劑原因導致控制效果不能滿足要求，可以從以下幾點改善調節(jié)品質。

1）改變調節(jié)器參數。

2）吹灰工作按規(guī)定進行，不得停止蒸汽吹灰。

3）采用能夠更快速預測NOx變化的信號，例如燃料量、氧量。

4）嚴格控制一、二次風比及一次風與煤量的配比，嚴禁超限運行。

5）啟停磨煤機時操作應緩慢，防止給煤量、風量大幅波動。

6）低負荷須停運磨煤機時，保證爐內動力工況平衡。

4 結束語

通過分析氨逃逸情況出現的原因，結合實際總結出一些調整經驗和處理措施。本文中難免有一些不成熟的觀點，需要進一步改進和探索。在今后工作中，通過進行噴氨分布均勻性試驗、噴氨適應性調整試驗方式，以期能夠得到更好的數據和改造，為降低氨逃逸率和氮氧化物排放得到更好的數據支撐。