石化設備脫硝改造中的問題及解決方法

徐麗娜

（三門峽昊博化工工程有限公司，河南三門峽 472000）

從當前燃煤發電廠的實際情況來分析，污染物的排放是制約環境發展的重大問題。為了響應國家提出的低碳經濟、綠色發展的方針政策，在燃煤發電廠實施新型的環境保護措施進行脫硝改造是極為必要的。脫硝改造能夠依據石化設備的不同特點，選擇科學的治理方案，為企業的節能減排工作做出貢獻，在一定程度上緩解環境惡化問題，由此得出，脫硝技術改造對企業對社會意義重大。

1 脫硝改造分析

1.1 燃煤發電廠脫硝改造的原因

燃煤發電廠利用石化設備工作中，會釋放出大量的NOX，NOX是一種對人體有害的物質，NOX中對人體傷害最大的是NO2，它直接對人體的呼吸系統造成嚴重傷害，同時還會引發肺氣腫等多種疾病。另外NOX對植物也有很大破壞作用，環境污染直接導致植物葉片發黃、停止生長，甚至會引起植物枯萎問題發生。

1.2 脫硝改造的方式

環境問題日益嚴峻的情況下，人們提出了多種的解決環境污染的方法，針對燃煤發電廠是石化設備產生的NOX污染物排放問題，也逐漸成為企業關注的焦點問題，有針對性地對它展開研究工作，從目前情況來看，人們提出了多種脫硝技術形式。

1.2.1 低氮燃燒器改造

低氮燃燒技術具有在出口位置分級燃燒的特點，并吸收了雙級布置和分離燃燒理念，從而實現了在多煤種下的低氮燃燒器技術，從而達到抑制NOX產生的目的。

1.2.2 低過量空氣燃燒技術

此技術是優化裝置，能夠有效降低氮氧化物的產生，不需要改造燃燒器的內部結構裝置，在一定條件下降低NOX排放量，同時能夠提高裝置的運行效率。

1.2.3 空氣分級燃燒技術

空氣分級燃燒主要的特點是通過煤粉與空氣混合，在燃燒當中使更多空氣混入，這樣煤粉的燃燒就會在低氧環境下進行，氮氧化物的排放量降低。空氣分級燃燒分為水平和垂直分級兩種。

1.2.4 燃料分級技術

燃料分級技術主要有三個區域：主燃燒區、再燃燒區、燃盡區。

主燃燒區指的是在缺氧的條件下主燃料進行燃燒，生成NOX。再燃燒區是在鍋爐中的二次燃料，能夠將主燃燒區的NOX生成N2。燃盡區主要是對生成N2的上方，混合少量空氣使再燃燒區的燃料完全燃燒。

2 選擇性催化還原SCR和SNCR技術存在問題及解決方法

選擇性催化還原SCR 技術存在多種問題。SCR 中出現催化劑失活、HN3消失等多種問題，而SNCR 出現了多種問題：

1）要對NOX進行還原，就必須保證氮量的充足，氮量不足對氮氣利用率不高，這樣一來易導致剩余的氨消失，氨的消失容易對環境造成污染，同時引起氨堵塞或者對其他設備造成腐蝕。

2）產生的N2O 容易使溫度升高，造成溫室效應，通過研究發現，通過尿素催化產生的N2O 要遠遠多于通過氨產生的N2O。

3）若不注意控制，使用尿素還原產生較多的一氧化碳，在燃燒器末端，一氧化碳排放量增加很多。

4）鍋爐主體溫度大于800℃，這時在爐口放入低溫尿素液體，能阻止煤炭高溫繼續燃燒，引發飛灰，從而降低碳的燃燒。

5）因為主要燃燒區域空氣系數下降，使主燃燒區域的燃燒不充分，同時燃盡區域在屏底部附近，燃盡區域的燃燒不足以彌補主燃燒區域的燃燒減少量，因此導致飛灰含碳量升高。

6）SNCR 噴射中，噴射器是利用高壓蒸汽當做霧化蒸汽，當霧化蒸汽在0.6～0.9MPa 時，噴射頭處容易滴落尿素液，當滴落的尿素液至水冷壁上時就會形成連續的液態膜，當爐內溫度到達一定程度時，水分蒸發使尿素分解，其中的甲氨含量也隨之增加，并會對水冷管造成一定的腐蝕性，引起泄漏危險。

7） 低溫省煤器堵塞。石化設備進行脫硝改造，低溫省煤器的壓差逐漸加大，導致換熱效率降低。石化設備停后發現低省堵塞情況嚴重。依據相關情況，對堵塞物成分進行分析判斷，發現陽離子為鈣離子與氨離子。堵塞物去除采取的主要措施為改變吹灰方式，由傳統的吹灰變為蒸汽吹灰；調整石化設備的噴尿素溶液的含量，對氨減少量嚴格控制；降低石化設備中煤的Cl 離子和S 離子含量。

3 燃煤脫硝改造中的解決方法

1） 對燃煤發電廠的鍋爐進行脫硝改造，一般重點關注脫硝率方面。因空氣分級燃燒得到的脫硝率，一定程度上與燃燒區中的化學含量有關聯，低氮燃燒技術與OFA 利用降低空燃率來達到脫硝的最終目的[1]。

2） 降低空燃率這種方式的結果是一氧化碳及灰塵中燃燒的碳總量加大。所以，一般在鍋爐脫硝改造中應著重在脫硝的同時，控制好排放問題，尤其是對于可燃物的排放。

3） 另外SNCR 的性能跟燃料燃燒是否完全有很大關系，從爐內區域排放的一氧化碳，若其排放質量指標較高，則證明SNCR 脫硝率低，針對此問題，還要重點注意OFA 的問題，采取積極有效手段降低一氧化碳排放含量，進而保證了脫硝的成效。

4） 在NOX減排改造當中要注意以下問題：首先對低氮燃燒器進行改造，低氮燃燒技術優化設計，同時改善SCR 和SNCR 技術難題；其次是還要關注除塵器的更新、空氣預熱機等輔助設備的更新改造問題。

5） 針對飛灰含碳量升高的問題，一般會采取下面的方法進行處理：調低煤粉顆粒細度，提高煤粉的整體均勻性。煤粉顆粒細度越細，一般情況下燃燒越充分，燃盡時間越會縮短，同時燃盡率更高，飛灰中的含碳量也會更低；煤粉顆粒細度一定的情況下，煤粉均勻性指標越高，粗顆粒數量也會減少，飛灰中的含碳量也會更低。

4 石化設備脫硝改造的影響

4.1 脫硝改造的積極影響

對于石化設備的脫硝改造結果，能夠看出NOX排放物明顯減少，減少了對森林植被的破壞程度，減輕了土壤營養成分流失的情況、以及減輕了農業減產、水源污染等情況；最主要的是NOX排放物減少，降低了NOX對人體的危害，使肺氣腫及支氣管炎的發病率降低，有利于人們身體健康。

脫硝的改造是符合社會發展規律的，在新時期，國家倡導低碳經濟，綠色發展，在這種主流趨勢下，脫硝改造對是一種有利于人們，有利于社會和自然環境發展的重大工程。

4.2 脫硝改造的消極影響

從利用脫硝技術改造的燃煤發電廠方面來講，因為脫硝工作需要耗費巨大的資金，這對于一個工廠是巨大的資金投入，同時后期維護也需要不斷投入資金，無形中增加了燃煤發電廠的經濟負擔。雖然國家給予工廠一些補貼優惠政策，但是對電廠是遠遠不夠的，補貼占據總改造費用的比例很小。況且目前國家，要求燃煤發電廠石化設備必須脫硝，這是強制性的，煤電廠被迫改造，改造成本的增加，很大程度上使燃煤發電廠的積極性受到打擊[2]，工廠補貼不足，所以更多的煤電廠希望政府能夠對石化設備改造加強重視，提高補助，這樣才能提高工廠改造的積極性，實現雙贏的局面。

5 結束語

綜上所述，隨著社會發展，在倡導低碳經濟，綠色發展的社會大環境下，對燃煤發電廠石化設備的節能提出了要求，因此就要對煤電廠的石化設備脫硝系統采取必要的改造措施。脫硝系統的改造能夠減少大氣污染物排放，降低對環境的破壞作用。脫硝過程要依據石化設備的具體情況，采取科學合理的改造技術，提高燃煤發電廠技術改造的成果。煤電廠的石化設備脫硝改造問題是當前社會的熱點話題，它直接影響到人們居住的環境質量，因此還需要相關技術人員繼續探索和研究。