燃煤電廠脫硝還原劑選擇原則及用量計(jì)算

李穎

【摘 要】隨著環(huán)境保護(hù)理念的不斷深入，人們?cè)谌济簾煔饪刂七^(guò)程里集中應(yīng)用有效的脫硝處理技術(shù)，以保證對(duì)環(huán)境產(chǎn)生最小的破壞。其中，針對(duì)還原劑的選擇是重中之重，項(xiàng)目研究人員要集中處理其用量問(wèn)題，以避免二次污染。論文對(duì)燃煤電廠脫硝還原劑選擇原則進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并且對(duì)燃煤電廠脫硝還原劑選擇用量展開(kāi)了詳細(xì)的討論，旨在為相關(guān)管理人員提供有效的建議。

【Abstract】With the continuous deepening of the concept of environmental protection， people focus on the application of effective denitration technology in the process of coal-fired flue gas control， in order to ensure minimal damage to the environment. Among them， the choice of reducing agent is the most important. In order to avoid the two pollution ，the project researchers should focus on the treatment of their dosage. In this paper， the selection principle of denitration reductant in coal fired power plant is briefly analyzed， and the selection of denitration reductant is discussed in detail，the purpose is to provide effective recommendations for the relevant management.

【關(guān)鍵詞】燃煤電廠；脫硝；還原劑；選擇原則；用量計(jì)算

【Keywords】 coal fired power plant； denitration； reducing agent； selection principle； calculation of dosage

【中圖分類號(hào)】X773 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）03-0178-02

1 引言

燃煤電廠的環(huán)境保護(hù)問(wèn)題一直受到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，不僅要保證優(yōu)化的選擇還原劑，也要集中對(duì)還原劑的運(yùn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，以保證整體行為符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》以及《重點(diǎn)區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》等條例，真正實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展路徑。

2 燃煤電廠脫硝還原劑選擇分析

脫硝還原劑的選擇是影響SCR脫硝效率的主要元素之一。還原劑的選擇應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：成本低廉、效率高、存儲(chǔ)穩(wěn)定、安全可靠、占地面積小等 [1]。目前，煙氣脫硝還原劑主要包括液氨、尿素以及氨水。

2.1 液氨

氨是一種常用化工原料，應(yīng)用范圍廣。無(wú)色、強(qiáng)堿性、極易揮發(fā)的氣體、有刺激性惡臭氣味。液氨遇明火或高熱能物質(zhì)接觸引起爆炸；與氟、氯等接觸會(huì)發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)。

液氨法SCR工藝系統(tǒng)主要包括液氨接卸儲(chǔ)存系統(tǒng)、液氨蒸發(fā)供給系統(tǒng)、氨氣稀釋反應(yīng)系統(tǒng)、催化劑聲波及蒸汽吹灰系統(tǒng)、配電及自動(dòng)控制系統(tǒng)等部分[2]。以液氨為脫硝還原劑，有技術(shù)可靠、系統(tǒng)穩(wěn)定、能耗與投資相對(duì)低等特點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。

2.2 尿素

理化性質(zhì) 尿素外觀是白色晶體或粉末。通常用作植物的氮肥。呈弱堿性。

尿素作為脫硝還原劑吸收NOX，在實(shí)際應(yīng)用中，尿素轉(zhuǎn)化為氨的方法有2種：熱熔法和水解法。

熱熔法：將尿素在尿素溶解器中溶解為70%的溶液，在一定條件下，尿素分解成異氰酸和氨氣，異氰酸和水分解為氨氣和二氧化碳。

水解法：將尿素溶液加熱到120℃左右，在130～180℃、1.7～2.0MPa的反應(yīng)條件下，先生成氨基甲酸銨，隨后氨基甲酸銨分解，生成氨氣和二氧化碳。

2.3 氨水

理化特性：指氨氣的水溶液，有強(qiáng)烈刺鼻氣味，化學(xué)性質(zhì)為弱堿性。煙氣脫硝通常使用濃度為20%～30%的氨水。氨水強(qiáng)腐蝕性，接觸后對(duì)人體有危害。當(dāng)空氣中氨氣在15%～28%爆炸臨界范圍內(nèi)，會(huì)有爆炸的可能性。

使用氨水作為還原劑不足之處：需要配備氨氣分離裝置，將氨蒸汽和水分離出來(lái)。因此，單位體積氨氣所需原料最多，儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本最高。

在對(duì)以上三種還原劑選用方案進(jìn)行分析的過(guò)程中，管理人員要綜合考量實(shí)際項(xiàng)目，建立最優(yōu)化的還原劑設(shè)置方案，液氨應(yīng)用較廣泛，綜合性能最優(yōu)的選擇。

3 燃煤電廠脫硝還原劑用量計(jì)算分析

在對(duì)燃煤電廠脫硝還原劑用量計(jì)算的過(guò)程中，管理人員要建立最優(yōu)化的計(jì)算模式，以保證還原劑結(jié)構(gòu)和用量的完整。在煙氣中會(huì)存在大量的NOx成分，其中一氧化氮的含量約為95%，而二氧化氮的含量只占總體積的5%左右，那么，在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，管理人員要集中處理NOx排放的基礎(chǔ)條件以及邊界條件，優(yōu)化處理其質(zhì)量濃度，保證按照相應(yīng)的公式進(jìn)行集中分析，其中，以此判斷煙氣中NO的實(shí)際含量，而利用判斷煙氣中NO2的實(shí)際含量，C代表的氣體的實(shí)際濃度。

3.1 SCR還原劑計(jì)算策略分析

SCR工藝技術(shù)利用其基礎(chǔ)還原方程式能進(jìn)行集中的計(jì)算和處理，假設(shè)環(huán)境中需要計(jì)算的是兩個(gè)公式，一氧化氮1mol和氨氣1mol反應(yīng)，二氧化氮1mol和氨氣2mol反應(yīng)，通過(guò)公式可以得出其中Qy是反應(yīng)器進(jìn)口的實(shí)際煙氣流量，在集中處理相應(yīng)計(jì)算公式后，能得出商業(yè)用比例約為18%～30%。

3.2 SNCR還原劑計(jì)算策略分析

SNCR工藝是稱為選擇性非催化還原技術(shù)，整體技術(shù)不需要催化劑，只需要將NOx還原脫除生成氨氣即可。在技術(shù)進(jìn)行過(guò)程中，主要是接收和存儲(chǔ)還原劑、在鍋爐內(nèi)有效注入稀釋后的還原劑，然后對(duì)還原劑進(jìn)行計(jì)算輸出和混合稀釋，最后保證還原劑和煙氣進(jìn)行集中混合，從而集中進(jìn)行脫硝反應(yīng)。主要的計(jì)算方式是利用相應(yīng)的反應(yīng)式，主要物質(zhì)是尿素，其中影響要素主要是一氧化氮的脫硝效率以及煙氣中實(shí)際的NOx還原反應(yīng)溫度以及停留時(shí)間，保證爐內(nèi)氨氣和煙氣混合程度能有效促進(jìn)整體化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，并且保證基本的氨逃逸率，在實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中，脫硝率和的增長(zhǎng)呈現(xiàn)的指數(shù)關(guān)系，且整體系數(shù)很少高于2。一般情況下，取值約為0.8，此時(shí)的脫硝效率約為25%，當(dāng)取值為1.25時(shí)，脫硝效率約為30%～35%，而當(dāng)取值為2時(shí)，整體結(jié)構(gòu)的實(shí)際脫硝效率會(huì)接近50%。

3.3 SNCR/SCR組合還原劑計(jì)算策略分析

在運(yùn)行選擇性非催化還原技術(shù)/選擇性催化還原技術(shù)并行技術(shù)的過(guò)程中，研究人員一般也主要利用尿素，計(jì)量公式是對(duì)尿素的耗量進(jìn)行集中的計(jì)算。通過(guò)實(shí)際技術(shù)的運(yùn)算比較，運(yùn)行選擇性非催化還原技術(shù)/選擇性催化還原技術(shù)并行機(jī)制能有效提升脫硝效率，保證尿素噴入量的增大，并且整體氨逃逸率也明顯增大，僅剩余一小部分氨進(jìn)入大氣，并且選擇性非催化還原技術(shù)/選擇性催化還原技術(shù)的融合措施能確保氨逃逸率控制在3～5區(qū)間內(nèi)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際項(xiàng)目處理過(guò)程中，研究人員要針對(duì)具體參數(shù)進(jìn)行集中的計(jì)算，并且保證整體項(xiàng)目運(yùn)行機(jī)制踐行科學(xué)發(fā)展觀，從根本上推動(dòng)燃煤電廠環(huán)保產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

【1】祝業(yè)青，柏源，薛建明，等.燃煤電廠脫硝還原劑選擇原則及用量計(jì)算[J].電力科技與環(huán)保，2014，30（01）：44-45.

【2】宋益純，趙建新.優(yōu)化SCR脫硝監(jiān)控系統(tǒng)，降低脫硝運(yùn)行成本[A].2016燃煤電廠超低排放形勢(shì)下SCR（SNCR）脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸與空預(yù)器堵塞技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C].2016：272-276.