火力發電廠煙氣脫硝工程施工技術研究

摘 "要：火力發電廠煙氣脫硝技術對于發電廠十分重要。我們應除了繼續摸索燃燒控制方面的現有技術和探索其它新方法之外，還要繼續建立對SCR煙氣脫硝技術的研究。本文簡述了煙氣脫硝技術的必要性以及脫硝技術的內容，對選擇性催化還原法（SCR）的施工技術進行了研究分析。

關鍵詞：火力發電廠;脫硝技術;工藝;SCR法

文章編號：1674-3520（2014）-11-00-01

一、煙氣脫硝技術的必要性

火力發電廠一般都采用煤炭來進行工作，這些煤炭生成的火焰中含有很多的氮氧化物，而且很多火電廠本身的總裝機容量有限，所以氮氧化物的排放量也將逐漸上升。具體來講，氮氧化物的生成機理可分為三種：首先是熱力型氮氧化物，這種類型的氮氧化物生成量與燃燒溫度的關系很大，如果溫度比較高，熱力型氮氧化物的生成量可以達到20%;其次是燃料型氮氧化物，這種氮氧化物主要產生于高參數鍋爐，它的生成量可以高達總生成量的60%;最后則是快速性氮氧化物，它是在煤氣燃燒的過程中生成的，總的來講，煤炭中含氮量越大，那么其產生的氮氧化物也就越多。

二、脫硝技術的內容

（一）燃燒前的脫硝技術。燃燒前脫硝技術即在煤燃燒前對其進行脫氮處理或選用含氮量比低的燃料來替代煤，從源頭上控制化物的產生量，為后續排放減輕壓力。但這種方法就現在的研發狀況來說，處理成本比較高，技術難度大且不成熟，所以這種方法只能在書面上，沒有大的實際操作價值。

（二）燃燒中氮氧化物控制技術。低氮氧化物燃燒技術即是通過改變燃燒的條件來降低燃料燃燒過程產生的各種技術措施，現階段主要包括降低著火區域濃度和降低燃燒溫度兩種技術。在目前的技術水平下，若采用低燃燒技術最多可使的生成量降低60%左右，但若想更大程度的降低煙氣中的，還需要采用煙氣脫硝技術對排放量進行控制。

（三）燃燒后煙氣脫硝技術。燃燒后脫硝技術也就是我們現在所說的硝煙脫硝法，是指通過各種物理、化學過程使煙氣中的還原為氮氣和其他物質，或者將中不溶于水的NO氧化為易溶于水的，然后通過堿吸收劑吸收，還有一種是直接通過溶液吸收。這種方法也是當前脫硝技術中比較有效，而且技術含量相對成熟的方法。

三、選擇性催化還原法（SCR）的施工技術

（一）催化劑的選擇。催化劑是SCR脫硝工藝中的關鍵因素。用于SCR法脫硝的催化劑常有波紋板式、蜂窩式和平板式，這三種類型的催化劑都有成功運行的實例，選擇催化劑的原則是盡可能選擇最小的最低的壓降、催化劑體積。對于具體的工程，要從燃料的特性（特別是堿性金屬鈉、鉀以及鈣、砷等的含量）、鍋爐類型、煙氣特性、系統要求的性能以及灰份特性等方面進行綜合考慮，選擇適合于本工程的催化劑孔徑、催化劑類型、活性成分以及壁厚的催化劑。

（二）還原劑的選擇。在SCR系統中的還原劑是氨，通常有三個來源：液氨，尿素或氨水。液氨法是將液氨在蒸發器中加熱成氨氣，然后與稀釋風機的空氣混合成符合反映要求的混合氣體后送入煙氣系統;尿素法首先將尿素經攪拌器完全溶解，隨后溶液進入水解槽，在水解槽中尿素溶液首先通過熱交換器加熱到反應溫度，然后與水反應成氨和二氧化碳;氨水法，是氨水通過加熱蒸發，形成氨氣和水蒸汽。由于氨水的投資費用和運行費用均較高，且存在一定程度的安全隱患，因此現在氨水作為還原劑的設備比較少，多數系統選用尿素或者液氨作為還原劑，目前這使用兩種還原劑的技術都比較成熟，兩者都有比較可靠的技術和方法保障安全性，且兩者成本相差也不大。

（三）反應器位置的布置。一般來講，反應器的位置可通過高塵區安裝和低沉區安裝來進行確定。其中前者在安裝過程中要注意因為其所處位置飛灰含量非常高，所以它對催化劑的防磨損度和放堵塞度要求也是很高的。同樣，在低塵區安裝反應器時因為其所處溫度較低，所以催化劑反應活性需要換熱器等裝置來進行輔助，這樣相對來講需要增加投資，這點也是需要好好籌劃的。

（四）SCR旁路的設置。當機組冷啟動時很有可能造成催化劑受損，鍋爐低負荷時會減少對催化劑的損耗，方便SCR故障時檢修，同時機組在不脫硝時能夠節約引風機的電耗，這些都需裝設SCR旁路。但設置SCR反應器旁路煙道后，由于增加了擋板，造成投資較高，系統也變得比較復雜，甚至長期不用旁路煙道時會造成旁路擋板前積灰嚴重，開啟時容易卡澀，而擋板開啟時易造成大量灰塵進入空預器，造成空預器的堵灰而影響其正常工作。對于脫硝裝置必須投運，環保要求高，鍋爐的冷啟動次數不頻繁保持在每年冷啟動在5～8次之內，則無需設置旁路。

（五）SCR反應器灰斗的設置。SCR反應器經過一定時間的工作后內可能形成一定的積灰，為保證SCR內催化劑的催化活性效果，在SCR內配置的吹灰器能夠將積灰吹入空氣預熱器中。但逃逸的氨在230℃時與SO反應容易形成硫酸氫銨，因硫酸氫銨具有粘性，將會粘附在空氣預熱器內會形成堵灰從而對反應器有腐蝕作用。SCR灰斗的設置可以減少進入空氣預熱器內的灰分，從而防止堵灰的形成，使空氣預熱器能夠安全的運行。

（六）催化劑床層的設計。典型的燃煤鍋爐SCR法脫硝催化劑床層一般是按2+1層布置的方式，即初始安裝2層，當脫硝效率達不到要求時再加裝備用層，直到脫硝的效率不能滿足要求時更換第一層，如此依次更換第二、三層等，這樣可以有效提高催化劑的利用率。對于具體的脫硝工程，催化劑床層的布置方式還應根據系統阻力要求、現場的實際空間等因素確定。

四、結束語

近年來煙氣中氮氧化物的排放與控制越來越引起人們重視，尤其是作為排放量比較大的火力發電廠。現階段對燃煤產生的控制的技術包括三種：燃燒前對煤脫氮、燃燒中采用低氮氧化物燃燒的方法、燃燒后使用煙氣脫硝技術。而其中易于實現處理的即為燃燒后使用煙氣脫硝技術，其主要運用SCR法進行處理，取得了比較良好的效果。

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