對火電廠煙氣脫硝SCR法應(yīng)用分析

郭金龍（大慶宏偉熱電廠，黑龍江大慶163000）

對火電廠煙氣脫硝SCR法應(yīng)用分析

郭金龍（大慶宏偉熱電廠，黑龍江大慶163000）

近些年來，我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時對生態(tài)環(huán)境也差生了嚴(yán)重的破壞。隨著我國用電需求的不斷增加，我國火電廠的用煤量也隨之增長，而煤燃燒產(chǎn)生的氮氧化物正是造成大氣污染的元兇之一。為了解決這一問題，煙氣脫硝技術(shù)開始得到廣泛的使用。本文將就火電廠煙氣脫硝SCR法的應(yīng)用進(jìn)行深入的探究分析。

火電廠；煙氣脫硝；應(yīng)用

一直以來，煤都是我國的主要能源之一。近些年來，工業(yè)生產(chǎn)活動的增加使得我國的煤消耗量呈現(xiàn)出大幅度增加的趨勢。這樣的情況下，大量的SO2、NO2等有害氣體的排放法對我國的大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響，其引發(fā)的酸雨等問題對我國的土地資源也造成了嚴(yán)重的污染。進(jìn)入新世紀(jì)以來，我國對此類污染現(xiàn)象的治理力度不斷增強(qiáng)，許多先進(jìn)的設(shè)備以及技術(shù)開始得到應(yīng)用，煙氣脫硝技術(shù)就是其中之一。

1 煙氣脫硝SCR法的概述

煙氣脫硝SCR法誕生于上世紀(jì)中葉，是由美國人最先提出的，經(jīng)過幾十年的完善，較高的效率使得其在化工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。接下來筆者將對這項技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

1.1 煙氣脫硝SCR法的反應(yīng)原理分析

在催化劑的作用下，其反應(yīng)的溫度在250~450攝氏度之間，該技術(shù)的主要發(fā)生的反應(yīng)如下：

其中主要反應(yīng)是(1)和(3)，因為煙氣的主要構(gòu)成成分是NO。在反應(yīng)發(fā)生的過程中，NH3可以選擇性與氮氧化物發(fā)生反應(yīng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，煙氣脫硝SCR法應(yīng)用的過程中常使用氨水、液氨以及尿素作為還原劑。需要注意的是，在使用尿素作為還原劑時，需要采用熱解或是水解的方式將尿素分解為的包含NH3的氣體，便于反應(yīng)的發(fā)生。

1.2 煙氣脫硝SCR法的布置方式

普遍情況下，煙氣脫硝SCR法的反應(yīng)室會被布置在在鍋爐除塵器前后，可以分為高塵布置和低塵布置兩種方式，具體情況如下：

相較而言，低塵布置的方法可以在一定程度上提升催化劑的使用效率，但是由于高塵布置方式的建造以及運(yùn)行成本較高，因此后者的實際應(yīng)用率更高。

1.3 煙氣脫硝SCR法的系統(tǒng)介紹

其一，煙氣系統(tǒng)。煙氣從鍋爐省煤器排除后即進(jìn)入SCR反應(yīng)室，在反應(yīng)室入口煙道上設(shè)置的氨氣噴射柵格會適時噴出氨氣與空氣的混合氣體和煙氣進(jìn)行混合。之后在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，生成無污染氮氣排出反應(yīng)室。

其二，還原劑供應(yīng)系統(tǒng)。液氮的供應(yīng)是由液氮槽車來完成的，通過液氮卸料壓縮機(jī)將液氮打是的輸送到貯存罐內(nèi)，之后將液氮輸送到蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)為氮氣，在與空氣進(jìn)行混合之后輸送到反應(yīng)室內(nèi)。

其三，廢氣排放系統(tǒng)。在還原劑供應(yīng)環(huán)節(jié)緊急排放的氨氣要引入到氨氣稀釋槽中，經(jīng)過水吸收之后，在利用水泵輸送到廢水處理系統(tǒng)中排放。

2 煙氣脫硝SCR法應(yīng)用過程中遇到的問題以及應(yīng)對措施分析

2.1 存在的問題

在實際的運(yùn)行過程中，主要存在的問題包括催化劑的堵塞問題，導(dǎo)致該問題的原因是氨鹽和飛灰的大量堆積，若是不能及時的解決，可能會對鍋爐機(jī)組的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響；SCR反應(yīng)室設(shè)計的不合理導(dǎo)致的催化劑不當(dāng)損耗問題；煙氣中混雜的As、Ca等金屬引發(fā)的催化劑中毒現(xiàn)象會導(dǎo)致催化劑的活性降低，從而影響到反應(yīng)的順利進(jìn)行；當(dāng)反應(yīng)室的NH3氣體逸散過多時，就會與煙氣中的SO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鹽，硫酸鹽的腐蝕性以及粘結(jié)性導(dǎo)致空預(yù)器出現(xiàn)堵塞的情況，從而影響到反應(yīng)的順利進(jìn)行。

2.2 應(yīng)對措施分析

為了有效的解決上述問題，可以從系統(tǒng)設(shè)計、催化劑的選擇以及空預(yù)器和催化劑床層設(shè)計幾方面入手。在具體實施的過程中，要保障反應(yīng)器中的流場、溫度場進(jìn)行均勻的分布，為催化劑效用的最大程度發(fā)揮提供良好的環(huán)境。在催化劑床層設(shè)計過程中，可以采用2+1層的設(shè)置方式來進(jìn)行，在初始階段設(shè)置兩層，之后根據(jù)實際情況適當(dāng)?shù)脑黾訉訑?shù)，從而使脫硝的效率得到保障。為了對催化劑進(jìn)行保護(hù)，可以在反應(yīng)室旁設(shè)置旁煙道，針對低負(fù)荷且脫硝要求較低的機(jī)組也可以設(shè)置反應(yīng)室旁道煙道。

在煙氣脫硝SCR法的實際應(yīng)用過程中，催化劑的選擇與管理至關(guān)重要，為了保障脫硝的效率，要對催化劑進(jìn)行嚴(yán)格的生命周期管理，提高其使用效率。其生命周期管理的內(nèi)容主要包括催化劑的選擇、催化劑的性能測試、催化劑使用過程中的性能指標(biāo)檢測、催化劑的壽命檢測、催化劑的更換周期的優(yōu)化以及廢棄催化劑處理。

為了解決各噴氨支管噴氨量不均勻的情況，必須對煙氣脫硝裝置進(jìn)行優(yōu)化，從而取得更好的脫硝效果。在實施的過程中，要在充分了解出口截面NOx含量的基礎(chǔ)上對噴氨支管的噴氨量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保障噴氨的均勻分布，從而促進(jìn)脫硝系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行。同時，也能在一定程度上降低NH3的逃逸量，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的落實。

3 結(jié)語

綜上所述，煙氣脫硝SCR法是一種相對成熟的脫硝技術(shù)，在實際的使用過程中要對催化劑的選擇、SCR法的設(shè)計、空預(yù)器的布設(shè)以及旁通煙道的選擇等多方面的內(nèi)容加強(qiáng)重視，結(jié)合火電廠的實際情況對鍋爐SCR脫硝裝置進(jìn)行一定的優(yōu)化調(diào)節(jié)試驗，使脫硝系統(tǒng)的噴氨量更加均勻，這樣既可以提升脫硝的效率，又能在一定程度上實現(xiàn)節(jié)能減排。

[1]袁亮,吳濤,王剛.火電廠SCR煙氣脫硝設(shè)計的探討[J].科技與企業(yè),2013,11:289+292.

郭金龍（1986-），性別：男，民族：漢，籍貫：黑龍江省大慶市，文化程度：大學(xué)本科，現(xiàn)有職稱：助理工程師，研究方向：電廠汽輪機(jī)研究。