淺析火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)

摘 要：現(xiàn)階段我國發(fā)電廠大多以燃煤發(fā)電為主，文章結(jié)合現(xiàn)有火電廠SCR煙氣脫硝的系統(tǒng)的工作重點(diǎn)，介紹了一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)。文章對火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做了簡要的介紹，分析了監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，然后簡單討論了脫硫與脫硝技術(shù)的特點(diǎn)，指出為降低設(shè)備投資和運(yùn)行成本，簡化工藝，消除二次污染，增加企業(yè)效益，適合提出一種火電廠煙氣一體化脫硫脫硝系統(tǒng)及方法。

關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣脫硝；SCR

1 概述

近些年，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，我國大型火力燃煤電廠大量興建，無論是國家環(huán)保機(jī)構(gòu)，還是各發(fā)電集團(tuán)都越來越重視發(fā)電廠的煙氣脫硫處理。氮氧化物包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，但對大氣造成污染的主要是NO、NO2和N2O。在燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物主要是NO和NO2-被統(tǒng)稱為NOx，還有一定量的N2O。在絕大多數(shù)燃燒方式中，產(chǎn)生的NO占90%以上。由于NO在大氣環(huán)境中很快會氧化成NO2，因此通常用NO2的質(zhì)量濃度來表示NOx濃度。氮氧化物對環(huán)境會造成以下幾種危害：引發(fā)酸雨或酸沉降；引發(fā)光化學(xué)煙霧；N2O是溫室氣體，溫室效應(yīng)和破壞臭氧層等。

在我國大量的火大發(fā)電廠中，其排出的煙氣中包含大量的氮氧化物，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，如何消除火電廠煙氣中的氮氧化物就顯得尤為重要，因此在火電廠的煙氣中采用SCR脫硝系統(tǒng)進(jìn)行脫硝，其中SCR為Selective Catalytic Reduction的簡稱，中文為選擇性催化還原，其原理是在催化劑作用下，還原劑NH3在相對較低的溫度下將NO和NO2還原成N2，而幾乎不發(fā)生NH3的氧化反應(yīng)，從而提高了N2的選擇性，減少了NH3的消耗。

針對上述存在的問題，文章介紹一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，可對各個系統(tǒng)進(jìn)行精確有效的控制，使火電廠煙氣SCR脫硝系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，降低NOx排放的措施，以達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時減少NOx的排污費(fèi)，避免煙氣再加熱消耗能量，節(jié)約了所需能量，降低了生產(chǎn)成本，適合推廣應(yīng)用。

2 火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹

火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，包括鍋爐和省煤器，所述鍋爐的出口連接有省煤器，所述省煤器的出口連接脫硝器，所述脫硝器連接空預(yù)器，所述空預(yù)器的出口通過除塵器連接脫硫裝置，所述脫硫裝置的出口連接煙囪；所述空預(yù)器的空冷入口上連接有送風(fēng)機(jī)，所述空預(yù)器的空冷出口連接至鍋爐；所述省煤器與脫硝器間的管路上連接有液氨存儲及卸料系統(tǒng)、以及監(jiān)控系統(tǒng)。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，增設(shè)的脫硝器，可對鍋爐排除的煙氣進(jìn)行脫硝處理，從而使得鍋爐排除的煙氣在催化劑的作用下，還原劑（液氨）與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)生成無害的氮和水，從而去除煙氣中的NOx。選擇性是指還原劑NH3和煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，而不與煙氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。其化學(xué)反應(yīng)原理為4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O；6NO2+8NH3=7N2+12H2O。因此采用文章介紹的煙氣脫硝系統(tǒng)，使火電廠煙氣SCR脫硝系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，降低NOx排放的措施，以達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時減少NOx的排污費(fèi)，避免煙氣再加熱消耗能量，節(jié)約了所需能量，降低了生產(chǎn)成本，適合推廣應(yīng)用。

文章介紹的火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，所述液氨存儲及卸料系統(tǒng)包括液氨儲槽、液氨蒸發(fā)槽、液氨緩沖罐和混合器，所述液氨儲槽連接于液氨蒸發(fā)槽上，所述液氨蒸發(fā)槽連接于液氨緩沖罐，所述液氨緩沖罐和稀釋風(fēng)機(jī)連接于混合器上，所述混合器連接于省煤器與脫硝器之間的管路上；所述監(jiān)控系統(tǒng)連接于液氨緩沖罐與混合器之間的管路上。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，通過上述液氨存儲及卸料系統(tǒng)，還原劑（氨）用罐裝卡車運(yùn)輸，以液體形態(tài)儲存于氨罐中；液態(tài)氨在注入脫硝器之前經(jīng)由蒸發(fā)器蒸發(fā)氣化；氣化的氨和稀釋空氣混合，通過噴氨格柵噴入脫硝器上游的煙氣中；充分混合后的還原劑和煙氣在SCR反應(yīng)器中催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，去除NOx；因此采用本發(fā)明的煙氣脫硝系統(tǒng)，使火電廠煙氣SCR脫硝系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，降低NOx排放的措施，以達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時減少NOx的排污費(fèi)，避免煙氣再加熱消耗能量，節(jié)約了所需能量，降低了生產(chǎn)成本，適合推廣應(yīng)用。

3 監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

文章介紹的火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括氮氧化物監(jiān)視器，所述氮氧化物監(jiān)視器同時連接鍋爐負(fù)載監(jiān)測器、FIC設(shè)備和省煤器出口處，其中所述鍋爐負(fù)載監(jiān)測器設(shè)于鍋爐上，所述FIC設(shè)備設(shè)于液氨緩沖罐與混合器之間的管路上。

由于采用了上述結(jié)構(gòu)，可對過鍋爐內(nèi)的負(fù)載值、省煤器出口處的氮氧化物值、以及液氨存儲及卸料系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)氮氧化物進(jìn)行監(jiān)控，可對整個系統(tǒng)進(jìn)行管理，使火電廠煙氣SCR脫硝系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，降低NOx排放的措施，以達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時減少NOx的排污費(fèi)。

4 脫硫與脫硝技術(shù)的討論

現(xiàn)有脫硫脫硝技術(shù)普遍存在設(shè)備復(fù)雜，占地面積大，投資和運(yùn)行成本高等問題。例如目前較為成熟的是石灰石-石膏濕式煙氣脫硫（FGD）和NH3選擇催化還原技術(shù)（SCR）脫硝，但是石灰石/石膏法的缺點(diǎn)也是比較明顯的：初期投資費(fèi)用太高、運(yùn)行費(fèi)用高、占地面積大、系統(tǒng)管理操作復(fù)雜、磨損腐蝕現(xiàn)象較為嚴(yán)重、副產(chǎn)物-石膏很難處理（由于銷路問題只能堆放）、廢水較難處理；當(dāng)鍋爐負(fù)荷出現(xiàn)大幅變化時，特別在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時選擇性催化還原法（SCR）是不能正常工作的，無法保證脫銷的效率、控制NOx的排放指標(biāo)，反應(yīng)器的占地面積大，鍋爐改造成本高，設(shè)備投資大，改造甚至影響鍋爐的運(yùn)行效率，其觸媒使用量大，約占設(shè)備總投資的50%；煙氣成分復(fù)雜，某些污染物可使催化劑中毒，觸媒易受損害，壽命短。高分散度的粉塵微粒可覆蓋催化劑的表面，使其活性下降。催化劑壽命短，更換周期頻繁，增大運(yùn)行成本。

文章旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種火電廠煙氣一體化脫硫脫硝系統(tǒng)及方法。降低設(shè)備投資和運(yùn)行成本低，簡化工藝，消除二次污染，增加企業(yè)效益的同時為環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

5 結(jié)束語

現(xiàn)階段我國發(fā)電廠大多以燃煤發(fā)電為主，文章介紹了一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)?？蓪Ω鱾€系統(tǒng)進(jìn)行精確有效的控制，使火電廠煙氣SCR脫硝系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，降低NOx排放的措施，以達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，同時減少NOx的排污費(fèi)，避免煙氣再加熱消耗能量，節(jié)約了所需能量，降低了生產(chǎn)成本，適合推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]盧曄.火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)[P].四川：CN104289104A，2015.

[2]馮兵，王建平，王福珍，等.一種火電廠煙氣一體化脫硫脫硝系統(tǒng)及方法[P].北京：CN104772018A，2015.

作者簡介：王燕冰（1977-），男，內(nèi)蒙古錫林浩特人，工程師，主要從事火力發(fā)電廠脫硫、脫硝專業(yè)檢修工作。