電廠煙氣脫硝技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

胥妍

摘 要：煙氣脫硝技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是保證與維持火力發(fā)電廠穩(wěn)定運(yùn)行、安全生產(chǎn)的重要、核心工程技術(shù)之一。為了加強(qiáng)火力發(fā)電廠的綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力與核心競(jìng)爭(zhēng)力，有關(guān)技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)不斷研究煙氣脫硝技術(shù)中的問(wèn)題，并進(jìn)行煙氣脫硝技術(shù)科技研發(fā)與創(chuàng)新，從而為電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供幫助與動(dòng)力。下文中，本人將從現(xiàn)實(shí)工作經(jīng)驗(yàn)出發(fā)進(jìn)行總結(jié)和分析，闡述國(guó)內(nèi)電廠煙氣脫硝技術(shù)的應(yīng)用概況、性能與作用，并針對(duì)電廠煙氣脫硝技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出幾點(diǎn)個(gè)人看法與建議。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；煙氣脫硝技術(shù)；選擇性催化還原法SCR；高塵低塵段布置

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.158

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷增長(zhǎng)和提高，火力發(fā)電廠需要積極轉(zhuǎn)變經(jīng)營(yíng)管理模式，加強(qiáng)技術(shù)改革創(chuàng)新力度，提高自身的運(yùn)營(yíng)能力和建設(shè)水平，滿足城市日益提高的供電需求。在看到城市現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程加速、城市居民生活條件持續(xù)提高的同時(shí)，電廠在長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)注意加強(qiáng)對(duì)環(huán)保節(jié)能、綠色清潔的能源應(yīng)用與技術(shù)研發(fā)，降低火力發(fā)電廠在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞和污染程度，為人類社會(huì)發(fā)展與自然環(huán)境保護(hù)之間的和諧共存提供有力支持。

1 選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)概論

選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)是被廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠煙氣脫硝中的技術(shù)方法，根據(jù)催化劑設(shè)備儀器的架設(shè)高度不同，被劃分為兩種形式分別是：高塵段布置設(shè)計(jì)與低塵段布置設(shè)計(jì)。其中前者的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)是煙氣熱能量溫度數(shù)值高，對(duì)催化劑反應(yīng)性能有加速、提效作用，并且該布置方法的資金成本投入少、運(yùn)行維護(hù)支出費(fèi)用經(jīng)濟(jì)合理，于是被火力發(fā)電廠普遍選擇適用。后者與前者不同，其工作原理和效用與前者的明顯區(qū)別是減少了的煙氣中的飛塵含量，但是因?yàn)檫\(yùn)行原理、設(shè)備操作流程、系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程繁瑣復(fù)雜，維持運(yùn)行的資金成本投入高、后續(xù)維護(hù)管理費(fèi)用也較高，因而在應(yīng)用范圍上不及前者。選擇性催化還原法脫硝技術(shù)由多道反映流程組合構(gòu)成，其中溫度的數(shù)值范圍設(shè)定能夠?qū)γ撓醮呋瘎┌l(fā)生最直接的影響作用，并從一定程度上決定到了煙氣脫硝技術(shù)的實(shí)施效果。因此技術(shù)管理人員應(yīng)當(dāng)保證脫硝催化劑始終處于設(shè)計(jì)的溫度數(shù)值之內(nèi)，從而加速脫硝催化劑的反映效果，提高選擇性催化還原法脫硝的技術(shù)質(zhì)量和水平，構(gòu)建合理、穩(wěn)定的脫硝反應(yīng)運(yùn)行系統(tǒng)。在選擇性催化還原法煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，催化劑種類的選擇、性能系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定，是影響到煙氣脫硝成效質(zhì)量的核心要點(diǎn)問(wèn)題。也就是說(shuō)，如果火力發(fā)電廠想要提高煙氣脫硝技術(shù)水平，最直接有效的又簡(jiǎn)便的方法就是選擇適當(dāng)?shù)拿撓醴磻?yīng)催化劑。對(duì)于脫硝催化劑的選用標(biāo)準(zhǔn)為：脫硝反應(yīng)速度快、脫硝后的排出煙氣中氨氣含量低、脫硝反應(yīng)對(duì)設(shè)施儀器的損壞影響程度輕微。

2 選擇性催化還原法（SCR）脫硝技術(shù)的優(yōu)化策略

從現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠的脫硝技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行總結(jié)和分析，為數(shù)眾多的火力發(fā)電廠在煙氣脫硝技術(shù)應(yīng)用方面還存在許多技術(shù)應(yīng)用與管理缺陷，舉例說(shuō)明：如煙氣脫硝反應(yīng)過(guò)程中，技術(shù)管理人員不能保證脫硝催化劑處于適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度數(shù)值范圍之內(nèi)，將導(dǎo)致煙氣被催化劑或者設(shè)備儀器吸納在其表面，從而影響到脫硝催化劑的反映效果，還可能造成反映設(shè)備儀器的性能減弱、使用壽命降低等問(wèn)題。因此，有關(guān)技術(shù)管理工作者應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格、準(zhǔn)確控制好二氧化硫、三氧化硫的反應(yīng)轉(zhuǎn)化，不斷提高選擇性催化還原法脫硝技術(shù)的應(yīng)用效果，為火力發(fā)電廠創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2.1 選擇性催化還原法脫硝技術(shù)的反應(yīng)過(guò)程策略要點(diǎn)

反應(yīng)過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)是提升催化劑脫硝效果的有效方法，在煙氣脫硝處理系統(tǒng)中優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)信息技術(shù)模擬操作，并將模擬效果比較、優(yōu)化應(yīng)用。

2.2 選擇性催化還原法脫硝技術(shù)的催化劑選擇適用策略要點(diǎn)

催化劑的選擇適用是直接影響脫硝技術(shù)反應(yīng)效果的要點(diǎn)策略，當(dāng)前國(guó)內(nèi)火力發(fā)電廠在煙氣脫硝技術(shù)中的還原催化劑多選擇二氧化鈦為基材，五氧化二釩為活性成分，并保證催化劑在還原脫硝反應(yīng)中的溫度數(shù)值范圍在三百至四百攝氏度之間，其具體技術(shù)應(yīng)用策略分析如下：一是高溫高塵脫硝技術(shù)。該工藝把煙氣溫度控制在三百至五百攝氏度之間，是大多數(shù)催化劑最適宜的反應(yīng)溫度，因此其應(yīng)用也最為廣泛。但其工作環(huán)境中的煙氣含有大量的飛灰和二氧化硫，催化劑的催化效能可能會(huì)被煙氣所攜帶的飛灰中的金屬離子成分污染而降低，并且飛灰可能造成催化劑反應(yīng)器磨損或蜂窩狀通道堵塞。二是高溫低塵脫硝技術(shù)。該工藝是用電除塵器對(duì)高溫?zé)煔獬龎m，然后再經(jīng)過(guò)催化劑反應(yīng)器，這樣可以有效去除飛灰對(duì)系統(tǒng)的不利影響，但煙氣中仍然存在二氧化硫，會(huì)和煙氣中的氨氣反應(yīng)生成硫酸銨，堵塞催化反應(yīng)器的通道和空氣預(yù)熱器。另外，在三百至四百攝氏度下靜電除塵器無(wú)法運(yùn)行，是其最大問(wèn)題，所以很少被采用。三是低溫低塵工藝流程。該工藝的前提是鍋爐末端安裝了濕法煙氣脫硫裝置，這樣催化劑反應(yīng)器位于脫硫裝置之后，在除塵、脫硫后的煙氣中，就不存在催化劑的飛灰污染問(wèn)題和氨氣與二氧化硫反應(yīng)生成硫酸銨，導(dǎo)致反應(yīng)器的堵塞、磨損等問(wèn)題，這樣就可以使用活性高的催化劑，使反應(yīng)器布置緊湊，減少反應(yīng)器的體積。但濕式脫硫裝置降低了煙氣溫度，需額外加裝加熱裝置來(lái)加熱煙氣達(dá)到所需的反應(yīng)溫度，能源消耗和運(yùn)行費(fèi)用較高。此外，從類型上來(lái)看今后應(yīng)該多采用板式催化劑的同時(shí)還要注重反應(yīng)面積的選擇，并能夠保證在省煤器出口煙氣流量、壓力、成分以及溫度條件下來(lái)達(dá)到提高脫硝效率的目的。還原劑的選擇也是一項(xiàng)不容忽視的工作，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行有效的選擇。

綜上所述，由于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升、城市現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，火力發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)對(duì)如何優(yōu)化生產(chǎn)技術(shù)，減少對(duì)不可再生資源的消耗，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境、自然資源的破壞進(jìn)行思考研究與技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)煙氣脫硝技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案實(shí)施，選擇經(jīng)濟(jì)合理的脫硝技術(shù)，提升脫硝技術(shù)應(yīng)用的質(zhì)量效果，實(shí)現(xiàn)火力發(fā)電廠的技術(shù)轉(zhuǎn)型。

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