火电厂烟气脱硝技术概述

摘要：随着社会的不断进步以及经济的迅猛发展，我国能源利用率逐步扩大，面临着日益严峻的环境形势，为实现对环境的优化保护，火电厂在实际的运行过程中需合理运用高效的脱硝技术，旨在降低氮氧化物的排放量，起到良好的环境保护效果。

关键词：火电厂；烟气脱硝；氮氧化物

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）12-0061-03

就目前的情况来看，在火电厂日常运行过程当中时常会向外部环境中排出大量的氮氧化物，如此大量地排放会催生光化学烟雾以及酸雨问题，导致人们的身体健康遭遇较大威胁。一般来说，通常能够将氮氧化物的形成机理划分为燃料型、热力型以及快速型三个类型内容，其中，燃料型氮氧化物指的是氮化合物在实际的燃烧进程当中通过氧化作用而形成的氮氧化物，热力型氮氧化物则指的是空气中的氮气与氧气在高温燃烧之下生成的氮氧化物（该物质的生成是跟氧气浓度以及燃烧温度、气体在高温区的停留时间息息相关的），快速型氮氧化物指的是由火焰边缘所产生的氮氧化物（该物质生成量相对较少，通常不对其展开研究）。近年来，伴随着全球日益严峻的环境形势，世界各国均对氮氧化物提供愈发高的排放要求，我国火电企业为充分满足相应环保要求，则需优化运用高效的脱硝技术。

1 火电厂烟气脱硝技术简析

一般来说，针对火电厂氮氧化物展开燃烧后控制所涉及的相关应用技术可被称作是烟气脱硝技术，该技术的主要特征是能够把烟气中所形成的氮氧化物固定下来而后还原成氮气，拥有较高的工作效率，可谓是一种潜力较大的脱硝技术，在火电厂运行过程中有着较为广泛的应用。

1.1 选择性催化还原脱硝技术

在火电厂实际的运行过程当中，为充分实现氮氧化排放量的有效降低，则需针对燃烧后所形成的烟气实施合理的脱硝处理，就目前的情况来看，湿法以及干法、半干法是三种主要的线形烟气脱硝技术。对比而言，干法中所涉及的SCR技术能够在火电厂中获得可靠运用，该项技术更显成熟。从上世纪七十年代开始，欧洲及日本首先开始使用SCR技术应用于燃油及燃气电厂锅炉工作中，自上世纪八十年代，该项技术在燃煤电厂锅炉中获得较为广泛的合理运用。具体来说，可将SCR技术解释为，在催化剂条件下，运用NH3及一氧化碳（或者是其他类型的碳氧化物）当作是还原剂，使其跟存在于烟气的一氧化氮进行反应还原出氮气与水；对应的反应温度达到300℃～450℃，则能够获取70%～90%的脱硝率。其中，NH3-SCR技术可靠性更强，现如今，该项技术在全世界获得较为广泛的合理应用。将NH3当作是还原剂材料的时候，SCR反应对应的化学方程式是

4NH3+4NO+3O2→4N2+6H2O

通过分析该化学式后不难发现，SCR反应属于氧化还原反应，所以其所遵循的是氧化还原机理。在整个SCR系统当中，会对整个过程造成直接影响的关键参数涵盖有氧气浓度以及水蒸气浓度、烟气流速、烟气温度、氨滑移及催化剂等方面内容。

1.2 低温SCR技术

一般来说，该项技术主要指的是SCR反应总所使用的催化剂对应温度通常控制在120℃～300℃范围内，甚是会是更低的温度状况，研究探索运用NH3进行氮氧化物的选择性还原这项低温SCR工艺虽基本取得良好的成绩，但是相较于其他类型的烟气脱硝技术或者是中高温度的SCR工艺而言，针对低温SCR展开研究的具体目的在于几个方面的内容，第一，低温催化剂的活性、选择性与自身固有特性；第二，硫酸氨、氧化亚氮以及硝酸铵所受到的温度环境及烟气成分对其的影响；第三，针对低温条件下催化剂给予水蒸气的影响展开合理性研究。

1.3 选择性非催化还原脱硝技术

选择性非催化还原脱硝技术又可被称作是SNCR，其主要指的是将NH3及尿素等还原剂喷入到锅炉炉膛折焰角上方位置或者是再热器、过热器等对应的水平烟道位置，进行该反应的温度通常是800℃～1000℃。若是温度高于1000℃，则NH3可被氧化成为为氮氧化物，若是温度低于800℃则对应脱硝率处于较低水平，此时SNCR脱硝技术对应的脱硝效率是30%～50%，极易导致氨气逃逸，催生严重的环境污染状况。针对现有的中小型锅炉实施改造能够实现对该项工艺的有效运用，其所涉及的投资费用相对较低些，但是会催生较大逃逸率及较低的脱硝效率。SCR、低氮氧化物燃烧器以及再燃烧技术等等多项技术跟SCNR技术的联用可谓是现今SCNR技术的主要发展方向。经过研究可以知道，SCNR对应的脱硝率处于60%以上时，SCR技术与SCNR技术联用能够起到良好经济可行目的；将SCR技术与在燃烧技术联用则能够获取高达80%的脱硝效率；联用SNCR技术与低氮氧化物燃烧技术，相较于单独运用SCNR技术而言，其效果提升45%之多。

2 SCR技术的有效运用

通常，SCR反应器一般都是除尘器设备前进行合理设置的，由于形成数量较多的飞灰，易导致压力损失的增加以及催化剂磨损堵塞的问题情况出现，为实现问题的良好解决，则需把催化剂材料固定于不锈钢版面位置或者是将其制作成蜂窝的形状。就目前的情况来看，蜂窝式、波纹板式及平板式是三种主要的SCR催化剂结构形式，具体来说，蜂窝式催化剂为均质催化剂，对应的特征优势在于单位体内所拥有的催化剂活性相对较高，获取同样的脱硝效率时需要的催化剂体积相对较小些；波纹板式催化剂能够有机融合板式催化剂跟蜂窝式催化的相关特征优势，拥有耐热性强、抗冲击性能优良、重量轻、抗毒性良好、二氧化硫氧化率较低等等优点，可是该种催化剂所拥有抗磨损性能相对较差些，其在实际含灰量比较低的烟气环境中较为适用；平板式催化剂表面积相对较小，其模块拥有较低的活性与较大的重量，其床层压力损失相对较低，具备有良好的抗腐蚀与抗磨损性能，适用于高尘环境中。

通过研究不难发现，在各个火电厂发电机组中运用SCR技术能够获取较为良好的应用效果，当氮氧化物的排放浓度可控制在每立方米38～57毫克的范围内时，能够取得高达80%以上的脱硫效率，且能够从充分符合相关标准及限值要求。进口氮氧化物的浓度通常实在每立方米265～472毫克范围之内，选择性非催化还原法即SNCR技术对应的脱硝效率是40%左右，若是未能取得良好的技术突破，运用SNCR技术实施烟气脱硝则是难以达到对应的限值要求的。

3 结语

综上，火电厂烟气脱硝工作的重要性不容忽视，其在火电厂运行中占据着重要的应用地位，SCR作为目前的主流的脱硝技术，其效率较高，且甚为成熟，能够达到良好的脱硝目的，广为火电厂所用。

参考文献

[1] 罗志刚，陈志军，蒋名乐.火电厂烟气脱硝技术探析[J].北方环境，2013，（5）.

[2] 韩文晓，郭志宇，王凯，孙蔚.浅谈火电厂烟气脱硝技术[J].产业与科技论坛，2012，（12）.

[3] 郑平平.火电厂烟气脱硝技术初探[J].城市建设理论研究（电子版），2012，（36）.

[4] 赵全中，田雁冰.火电厂烟气脱硝技术介绍[J].内蒙古电力技术，2008，（4）.

[5] 戴逸明，陈舒舒.国内火电厂烟气脱硝技术发展与产业分析[J].海峡科技与产业，2013，（3）.

[6] 周涛，刘少光，吴进明，陈成武，徐玉松.火电厂氮氧化物排放控制技术[J].环境工程，2008，（6）.

作者简介：崔健（1976—），男，陕西汉中人，大唐陇东能源有限公司工程师，研究方向：电厂热工自动化。