電廠鍋爐SCR煙氣脫硝系統設計優化

楊新春

（大唐長春第二熱電有限責任公司，吉林 長春 130000）

電廠鍋爐SCR煙氣脫硝系統設計優化

楊新春

（大唐長春第二熱電有限責任公司，吉林 長春 130000）

火電廠發電產生的廢氣是污染大氣環境的有害氣體之一，為了降低電廠發電廢氣對環境的影響，燃煤火電廠當前大都采用了煙氣脫硝裝置。本文介紹了SCR煙氣脫硝系統，并從設計要求和關鍵技術等方面對其進行了優化。

電廠鍋爐；煙氣脫硝系統；催化還原

1 煙氣脫硝系統概況

燃煤電廠控制硫化氣體排放的技術可分為兩類，一是一次燃燒控制，二是煙氣脫硝裝置。一般情況下，在燃燒過程中控制硫化氣體有很大的難度，因為通常采用煙氣脫硫裝置來控制。

在電廠鍋爐的煙道位置上設置煙氣脫硝裝置，通過這種裝置，可以把NO還原成氮氣，氮氣是一種無害氣體，不會對環境造成危害。當前，煙氣脫硫系統要么采用選擇性非催化還原（SNCR），要么采用選擇性催化還原（SCR），這兩種技術是電廠脫硝系統的主流技術。

2 SCR煙氣脫硝系統優化設計

SCR煙氣脫硝系統選擇的還原介質通常是氨NH3，而SCR煙氣脫硝裝置通常由5部分組成：噴氨裝置、催化劑以及供氨裝置、輸送煙道、控制系統。其中，SCR的反應器應當設置在鍋爐省煤器出口與空氣預熱器入口之間。氨與煙氣充分混合之后便會進入反應器，在氨的作用下，NO即被還原成氮氣。

SCR煙氣脫硝系統示意圖

影響SCR脫硝效率的因素之一是催化劑，催化劑的活性、結構類型以及壽命等均可對脫硝效率產生影響。此外，SCR反應設計，比如煙氣流速、催化劑層數等，也可對SCR脫硝效率產生影響。因此，在優化脫硝系統時，必須考慮催化劑和SCR反應器設置這兩個因素。

具體到電廠鍋爐，其設計、燃煤性質以及燃煤的燃燒方式等，均可對SCR煙氣脫硝裝置產生影響，這也就是說，提高電廠鍋爐SCR煙氣脫硝系統運行效率，不僅要考慮催化劑因素，還要考慮煙氣管道、供氨與噴氨系統，以及相關的控制系統等。而關于SCR系統來說，其最為核心的技術便是生產工藝與催化劑配方。因此，必須嚴格控制SCR反應器入口處的煙氣流速、溫度等。

2.1 SCR反應器的優化方案

催化劑一般是沿著垂直方向分布的，煙氣通過催化劑的方向自上而下，因此，反應器的優化可考慮煙氣的流速；煙氣的流速越大，則其在催化劑上停留的時間越短。此外，SCR反應器的優化，必須考慮燃煤的性質、催化劑以及燃煤燃燒的方式、場地的空間等因素。常見的SCR布置方案有：

在空氣預熱器入口與省煤器出口直接安裝SCR反應器，也就是把SCR反應器安裝在空氣預熱器與靜電除塵器前。當煙氣通過省煤器之后，溫度可到達300℃以上，可滿足催化劑的溫度要求。而在使用過程中，應選擇飛灰腐蝕性良好的催化劑，并適當降低煙氣的流速、硬化處理催化劑等，提高煙氣脫硝裝置的性能。

高溫側低飛灰煙氣段方案。在高溫靜電除塵器出口與空氣預熱器入口之間設置SCR反應器。煙氣經過高溫除塵之后才能進入反應器，這就使得煙氣中的粉塵量大幅降低。但其中的細顆粒易粘結，容易堵塞催化劑，可通過提高煙氣流速清除催化劑表面的灰塵。

2.2 SCR催化劑的選擇

催化劑對整個系統來說有著極為重要的影響，因此，必須合理選擇SCR煙氣脫硝系統的催化劑。催化劑的選擇，需要考慮兩個方面的因素，一是催化劑本身的性質，比如活性、溫度范圍等，二是實際的需要。此外，催化劑的結構形式也需要考慮在內。

系統運行一段時間后，催化劑的活性會降低，氨的逃逸量也會增加，這時需要增加催化劑的層數來提高催化劑的利用率，但這又會增加煙道的阻力。因此必須更換催化劑。更換催化劑，還需要合理選擇催化劑。

2.3 供氨系統與噴氨系統

供氨系統主要包括氨的存儲、氨的蒸發以及輸送，此外還有噴氨系統。其中，當前主要的供氨有三種方式，一是液氨，二是氨水，三是尿素。而在供氨系統運行過程中，必須嚴格控制SCR煙氣脫硝裝置入口處的硫化物濃度，以及煙氣流速、噴入氨的濃度分布等。

3 結語

當前，燃煤火電廠鍋爐系統廣泛采用了SCR煙氣脫硝技術，切實降低了電廠發電對大氣環境所造成的影響。但是當前SCR煙氣脫硝系統還有進一步優化的空間，本文筆者結合自身的工作經驗，從煙氣脫硝系統原理、關鍵技術等方面對其進行了優化。

[1]趙宗讓.電廠鍋爐SCR煙氣脫硝系統設計優化[J].中國電力，2008,11.

[2]馮立波，羅鐘高，葛春亮.火電廠SCR煙氣脫硝工藝系統設計[J].能源工程，2009,2.

[3]徐海平.電廠鍋爐SCR煙氣脫硝系統設計優化[J].低碳世界，2013,3.

X701 文獻標識碼:A 文章編號：1003-5168(2014)04-0119-01

楊新春(1977—)，吉林省長春市人，助理工程師，研究方向：熱能與動力工程。