國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝發(fā)展探析

王皓

摘 要：本文將通過對國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝現(xiàn)狀進行介紹，同時分析國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝發(fā)展過程中存在的各類問題，進而提出合理化的發(fā)展建議，以期為有關(guān)部門提供可靠參考。

關(guān)鍵詞：中國;燃煤電廠;煙氣脫硝

引言：在大氣中，氮氧化物屬于最主要的一類污染物，其主要的產(chǎn)生途徑為空氣和化石燃料于高溫中燃燒，重點包含了一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）以及一氧化二氮（N2O）。其中一氧化氮含量最高，超過了90%。氮氧化物除了會威脅到人體身心健康，更會形成光化學(xué)煙霧、酸雨等破壞環(huán)境的不良物質(zhì)。

1國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝的現(xiàn)狀

1.1脫硝裝置

在2008年，國內(nèi)已建的脫硝機組超過了1億kW[1]。脫硝裝置建設(shè)的現(xiàn)狀主要是由建設(shè)燃煤機組時影響環(huán)境的相應(yīng)評價、審批和政府所規(guī)定氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)雙重作用下而形成的。當(dāng)前，國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝如今已是我國環(huán)境保護以及經(jīng)濟發(fā)展的主要面對問題之一。

1.2脫硝工藝

我國如今很多燃煤機組篩選使用的相關(guān)技術(shù)，主要為SCR技術(shù)，此項技術(shù)結(jié)構(gòu)很容易被實現(xiàn)，其脫硝效率高達90%，同時在煙氣脫硝時并不會產(chǎn)生任何副產(chǎn)物，所以并不會引發(fā)后續(xù)污染。該技術(shù)已經(jīng)成為在全球范圍內(nèi)運用覆蓋面最廣的一項技術(shù)。在我國，運用SCR技術(shù)的煙氣脫硝機組，其總體占比高達90%。

1.3SCR煙氣脫硝技術(shù)

（1）國內(nèi)有關(guān)承包商已經(jīng)基本擁有脫硝系統(tǒng)設(shè)計、建設(shè)、調(diào)試以及運營等能力。

（2）我國目前很多燃煤電廠仍然會引入國外更為先進的技術(shù)，然而其中一部分企業(yè)也開始注重在國外技術(shù)的基礎(chǔ)之上展開學(xué)習(xí)、掌握以及創(chuàng)新，甚至個別企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了具備自主知識產(chǎn)權(quán)的相應(yīng)技術(shù)。在對有關(guān)設(shè)備進行研發(fā)時，能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化的靜態(tài)混合器設(shè)備、液氨還原劑系統(tǒng)以及噴氨格柵設(shè)備等，然而依然有包括關(guān)鍵儀表儀器、尿素水熱解系統(tǒng)以及聲波吹灰器等設(shè)備依然沒有國產(chǎn)化。

1.4產(chǎn)業(yè)化管理

我國政府有關(guān)部門整在持續(xù)性對燃煤電廠煙氣脫硝管理力度進行加大，各大相關(guān)企業(yè)也逐步落實政府頒布的相應(yīng)要求對應(yīng)當(dāng)維持的自律規(guī)范加以制定、執(zhí)行。

相比于發(fā)達國家，國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝的有關(guān)管理工作依然較為滯后，仍需對國外成功經(jīng)驗加以借鑒和積累，進而根據(jù)國內(nèi)實際情況對與我國實際發(fā)展需求相符的管理制度。

2國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝發(fā)展過程中的問題

2.1系統(tǒng)性差的相關(guān)技術(shù)規(guī)范

相對于西方發(fā)達國家，國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝相關(guān)工作的開展依然處在初級發(fā)展階段，由于燃煤電廠各不相同，其引進的相應(yīng)脫硝系統(tǒng)也并不完全相同，加之政府有關(guān)部門所制定的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺少能夠參照的統(tǒng)一系統(tǒng)。因此，不管是實際脫硝工作，還是脫硝整體產(chǎn)業(yè)，其相關(guān)技術(shù)規(guī)范都嚴(yán)重缺乏系統(tǒng)性，而這將會嚴(yán)重影響燃煤電廠煙氣脫硝的未來發(fā)展[2]。

2.2未充分掌握脫硝技術(shù)

SCR煙氣脫硝技術(shù)的實際應(yīng)用相對較為簡便，然而此類技術(shù)的核心技術(shù)很難被有效突破。而在實際應(yīng)用過程中，此類技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計以及相應(yīng)設(shè)備使用的主要途徑依然為項目合作或者從外引進，如今仍然缺乏完整解決方案。在對此項技術(shù)加以引進的過程中，引進的多為系統(tǒng)設(shè)計，但是卻很難充分掌握SCR煙氣脫硝技術(shù)的CFD流暢模擬、核心技術(shù)以及物理流動模型等。

2.3尚未國產(chǎn)化的脫硝催化劑

對于SCR煙氣脫硝技術(shù)而言，其核心便是脫硝催化劑。然而在我國如今的相關(guān)工藝發(fā)展情況下，脫硝所使用的TiO2基催化劑，仍然要從歐洲或者日本引進。雖然國內(nèi)已經(jīng)擁有脫硝催化劑的生產(chǎn)線，然而其依然需要引進技術(shù)、設(shè)備以及生產(chǎn)原料，國內(nèi)生產(chǎn)性僅僅負責(zé)日常的加工生產(chǎn)等環(huán)節(jié)，所以使得國內(nèi)燃煤電廠具有較高的脫硫成本。

3國內(nèi)燃煤電廠煙氣脫硝發(fā)展的合理化建議

有關(guān)部門為了能夠使使燃煤電廠市場核心競爭力得到有效提升，同時使生產(chǎn)電能過程中環(huán)境污染有所下降，在對燃煤發(fā)電機組整體容量進行增加時，還應(yīng)當(dāng)重視技術(shù)、制度兩層面，制定相應(yīng)措施來脫硝處理排放氣體。

3.1對制定、篩選煙氣脫脂技術(shù)進行強化

在對已有燃煤電廠展開技術(shù)改造工作或者進行燃煤電廠的新建施工時，還應(yīng)當(dāng)對以下各類影響因素展開全面考慮，并且分別從燃燒后的煙氣脫硝以及燃燒過程的全面控制兩方面出發(fā)，對相應(yīng)技術(shù)展開進一步研發(fā)，從而促使相應(yīng)技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化，進而使煙氣脫硝的成本得到有效降低。

（1）在進行燃煤發(fā)電的時候，燃煤電廠需要最大限度地選擇低氮燃燒技術(shù)對鍋爐燃燒的整個過程加以控制甚至抑制，從而減少或者避免生成氮氧化物。

（2）如果存在不能達到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)的煙氣，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)選擇合適的脫硝技術(shù)全面展開脫硝處理（優(yōu)選SCR脫硝技術(shù)）。在此過程中，有關(guān)部門還需要推動并且鼓勵SCR技術(shù)及其設(shè)備的研發(fā)以及公關(guān)，進而推動國產(chǎn)化的早日實現(xiàn)。

（3）加大研發(fā)脫硝催化劑的力度，努力借助自主研發(fā)使國產(chǎn)化得以有效實現(xiàn)，進而使煙氣脫硝進程中所生成的二次污染被有效降低。

（4）推動并且鼓勵大力開展除塵、脫硫以及脫硝一體化技術(shù)研發(fā)工作，全面強化國內(nèi)燃煤電廠在所處市場當(dāng)中的核心競爭力。

3.2推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展早日實現(xiàn)規(guī)范化以及制度化

有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)致力于逐步建立健全有關(guān)脫硝技術(shù)的相應(yīng)體系，對所需法律法規(guī)進行進一步完善，同時強化煙氣排放的監(jiān)管工作，這些對于推動國內(nèi)對自主知識產(chǎn)權(quán)脫硝技術(shù)進行深入研發(fā)具有深遠影響。除此之外，上述工作的全面落實，還能夠確保其向著產(chǎn)業(yè)會方向更和諧、健康、穩(wěn)定、長遠地發(fā)展。

3.3掌握SCR脫硝技術(shù)的主要流程

在SCR煙氣脫硝技術(shù)系統(tǒng)當(dāng)中，重點包含了控制檢測系統(tǒng)、氨儲存系統(tǒng)、SCR旁路、空氣/氨噴霧系統(tǒng)、省煤器旁路以及催化反應(yīng)器系統(tǒng)等。在實際處理過程中，SCR脫硝技術(shù)的主要流程為：

所需液氨被液氨罐車運送至液氨儲罐中，隨后由蒸發(fā)器對液氨進行蒸發(fā)，使之成為氨氣，再對氨氣進行加熱，直至常溫后將其送到氨緩沖槽當(dāng)中以作備用。在開啟相應(yīng)工作后，對氨緩沖槽當(dāng)中備用氨氣進行減壓處理，隨后由空氣/氨混合器充分混合空氣以及氨氣，進而將其送入相應(yīng)煙道當(dāng)中的噴氨格柵，在經(jīng)由靜態(tài)混合器充分混合煙氣和氨氣，以便使混合氣體進入SCR反應(yīng)器當(dāng)中。最終，將充分混合之后的煙氣以及還原劑在催化劑作用之下反應(yīng)，充分反應(yīng)后將其去除。

用此項技術(shù)進行煙氣脫硝，往往具備較高的脫除率，僅需噴入合適的量，混合到煙氣當(dāng)中的氨氣能夠基本與煙氣進行充分地反應(yīng)，僅僅存在極少部分氨氣出現(xiàn)“氨逃逸”現(xiàn)象。在通常情況下，如果是新建SCR脫硝技術(shù)系統(tǒng)，將會存在很低的“氨逃逸”量。然而需要有關(guān)部門注意的是，在該系統(tǒng)應(yīng)用時間不斷變長的過程中，其所應(yīng)用催化劑的表面時常會存在失活、堵塞以及被飛蓋的狀況，從而導(dǎo)致氨逃逸量急速上升。所以，若想確保煙氣排放量能夠達到國際要求標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)使SCR反應(yīng)器當(dāng)中的噴氨量有所提升。對于電站鍋爐脫硝項目而言，SCR反應(yīng)器應(yīng)該被安裝在省煤器與空預(yù)器300-400℃間位置。

經(jīng)過多年實踐可知，此系統(tǒng)脫硝效率能夠高達90%，其所用設(shè)施能夠可靠運行，沒有二次污染，并且不會影響到鍋爐的自身日常工作。

結(jié)論：總體而言，電力資源當(dāng)前已經(jīng)屬于社會發(fā)展最關(guān)鍵的一類能源。其中以燃煤為基礎(chǔ)的火力發(fā)電更是我國最重要的一類發(fā)電方式。在能源得到有效確保的同時，倘若沒有引進相應(yīng)合理方法、技術(shù)，將會很難控制電廠排放的氮氧化物，進而影響民眾生活和身體健康，有關(guān)部門必須對電廠煙氣脫硝發(fā)展予以高度重視。

參考文獻：

[1]席磊.燃煤電廠煙氣脫硝控制方式優(yōu)化分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（17）：81-83.

[2]趙毅，王佳男.燃煤電廠煙氣脫硝技術(shù)發(fā)展綜述[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2017，46（06）：34-37.