關于火力發電廠脫硝技術現狀及發展趨勢

郝寧寧

（江蘇南京熱電工程設計院，南京 211100）

關于火力發電廠脫硝技術現狀及發展趨勢

郝寧寧

（江蘇南京熱電工程設計院，南京 211100）

氮氧化合物是大氣污染的主要來源之一，也是環境污染綜合治理的主要對象。本文主要對火力發電廠的脫硝技術做了一定的研究。首先總結陳述了目前我國脫硝技術的現狀，隨后列舉了幾項目前常見的脫硝技術，最后對脫硝技術未來的發展趨勢做了展望。

火力發電；脫硝技術；現狀；發展趨勢

1 前言

隨著生態文明建設越來越受到國家的重視，環境污染問題的日益凸顯，人們對自己生存的家園的關注也越來越多。其中大氣污染是人們關注最多的問題，日益嚴重的霧霾問題也是影響著人們的身心健康。傳統的火力發電產生的廢氣對大氣環境有一定的污染，所以需要有先進的技術對廢氣進行處理，也就是火力發電廠的脫硝技術。

2 脫硝技術的現狀

就我國目前的情況來說，國內的煙氣脫硝技術中包含有一種叫做低NOx燃燒的脫硝技術，雖然這種技術對降低氮氧化物的排放量起到一定的作用，但是這種技術本身存在著一定的問題，其中最主要的便是這種技術要用到安全性并不高的爐膛燃燒，并且其燃燒的效率也不是很高，這就是該技術的局限性所在。其實煙氣的處理技術分為多種，包括液體吸收法，這種方法效率較低且其凈化的效果比較差，就目前的技術發展水平來說還不適宜進行大范圍推廣。

另一種處理方法便是吸附法，效率高是這種脫硝方法的一大亮點，遺憾的是這種方法的吸附量不是很大，并且還有一個致命問題便是這種方法需要的設備規模很大，所以造成了這種方法很難被廣泛利用；還有一種方法是脈沖電暈法，這種方法既能脫硫也能脫硝，然而其需要在工作的過程中實現高壓脈沖，用到的電源功率大且脈沖窄，還有一個問題是使用的期限很短。

此外還有一些新型的技術方法如電子束法脫硝法、液膜法、微生物法等等，電子束法能夠實現同時脫硫和脫硝，但該方法的能耗比較高，還需在降能耗的角度進行改進且還需積累一定的實踐經驗。就目前的發展情況來看SCR技術作為一種高科技技術在脫硝方面的發展是最為成熟的。目前在國外有很多大型的發電站都配備了相關設備且應用了這種技術，但同時由于這種技術的先進性造成了成本比較高而且使用壽命不夠長。所以在中國的發展還只是在起步階段，部分的發電廠已開始著手實施SCR技術，并通過技術的進步逐漸克服這些缺點，努力實現在各火力發電場中的廣泛應用。

3 脫硝技術發展趨勢

在上述提到的所有脫硝技術當中，其中低NOx燃燒技術雖然在減排的角度有一定的優勢，可以實現減少NOx排放達到30%～50%左右的水平，但同時這種低氮燃燒技術或其他類似技術由于需要在爐膛燃燒所以均涉及到安全問題或者是效率問題，這是局限其發展的主要因素。而另一方面，在種類繁多的煙氣處理技術當中，不管是液體吸收法還是吸附法都由于上面提到的種種缺陷而無法廣泛應用，液膜法和微生物法作為兩個新興的技術種類還不成熟且有待發展。

就目前的發展情況來講，脫除效率最高、最為成熟的技術是SCR技術。其在國外的發展已經得到了一段時間實踐的檢驗。其中美國1998年頒布的NOxSIP法令中明確規定了其應用需要廣泛推廣，該法令頒布時EPA便已經預計將安裝75GW的SCR系統，發展和完善至今大約已經累計安裝到60GW左右。

鄰國的日本同樣對SCR技術在脫硝領域的應用有法律法規明文的規定，累計至今大約共有23.1GW的SCR系統已經安裝并且投入了使用。同樣，在歐洲的大部分地區里，所有的正規大型發電站均采用了SCR技術。雖然SCR技術有其特有的優勢，并就目前的發展來看也比較適宜大范圍推廣，但同時也需要注意的是該技術也同時具有一定范圍內的缺點，如投資和運行成本一直居高不下；特有的催化劑的活性和壽命均不夠長以及價格始終較貴等一系列問題。

目前國內已經開始有一些地方的發電廠開始在生產過程中實施脫硝工程，為了更好的做好脫硝工作，切實保護好環境，中國應盡早并盡快掌握SCR這一關鍵的核心技術，并通過發展逐漸使其達到國產化的目的，尤其是SCR專用催化劑的研發生產和制造技術，這樣可以大大的減少SCR系統的投資成本和使用成本。

另外還有一些其他的技術方法，例如SNCR法同樣是較成熟的脫硝技術，一旦通過技術上的完善克服技術中的幾個關鍵缺點，其應用前景同樣會非常廣泛。至于微生物法，由于處理污染物本應該是一個更加接近于自然的過程，所以包括人類所研究的在內都只是不斷強化和優化這一技術過程，并且隨著研究的不斷加強和深入，這一技術必將會得到全面發展，并逐漸實現工業上的應用，并成為最具技術實力和應用前景的脫硝技術。

脫硝技術的發展趨勢可以概括總結為以下幾點：

1）要充分立足于SCR煙氣脫硝技術，以其為基礎進行技術上的創新和發展。SCR技術作為發展到目前為止最為成熟且脫硝效率最高的應用級的技術，理應盡快進行技術上的引進和消化吸收。

2）在全面的掌握了SCR技術之后，便可以SNCR技術為突破口和有望實現再增長的關鍵點，促進SNCR/SCR法或SCR與其他低NOx燃燒技術混合法作為下一階段的技術發展方向。

3）注意研究并開發適合我國現實使用環境的SCR法催化劑。結合我國目前煤燃料具有高灰、高重金屬的屬性特點，研發出具有自主知識產權的SCR催化劑和能夠在低溫環境下運行的SCR催化劑。

4）開展煙氣脫硝過程的流場特點分析和基礎理論研究。其實從根本上來講SCR法的關鍵主要就在于催化劑的選擇以及煙氣流場的優化；而SNCR法的關鍵在與爐膛內溫度場分布特點與控制的研究。具體方法上可以利用CFD進行數學模擬，也可以利用實體物理模型來進行模擬試驗。

4 結束語

從環境保護出發，為了全面減少煙氣中氮氧化物的排放，要從兩方面入手，一是要從根本上改進燃燒技術，另一方面則是要加強對排煙中氮氧化物的凈化和治理。目前煙氣的脫硝技術已經經歷了一定的發展歷程，大氣環境事關百姓的身體健康，需要從基礎研究和實踐同時加強，逐漸完善脫硝技術并在全國范圍內進行推廣。

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