石化設(shè)備脫硝改造中的問題及解決方法

徐麗娜

（三門峽昊博化工工程有限公司，河南三門峽 472000）

從當(dāng)前燃煤發(fā)電廠的實(shí)際情況來分析，污染物的排放是制約環(huán)境發(fā)展的重大問題。為了響應(yīng)國家提出的低碳經(jīng)濟(jì)、綠色發(fā)展的方針政策，在燃煤發(fā)電廠實(shí)施新型的環(huán)境保護(hù)措施進(jìn)行脫硝改造是極為必要的。脫硝改造能夠依據(jù)石化設(shè)備的不同特點(diǎn)，選擇科學(xué)的治理方案，為企業(yè)的節(jié)能減排工作做出貢獻(xiàn)，在一定程度上緩解環(huán)境惡化問題，由此得出，脫硝技術(shù)改造對(duì)企業(yè)對(duì)社會(huì)意義重大。

1 脫硝改造分析

1.1 燃煤發(fā)電廠脫硝改造的原因

燃煤發(fā)電廠利用石化設(shè)備工作中，會(huì)釋放出大量的NOX，NOX是一種對(duì)人體有害的物質(zhì)，NOX中對(duì)人體傷害最大的是NO2，它直接對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)造成嚴(yán)重傷害，同時(shí)還會(huì)引發(fā)肺氣腫等多種疾病。另外NOX對(duì)植物也有很大破壞作用，環(huán)境污染直接導(dǎo)致植物葉片發(fā)黃、停止生長，甚至?xí)鹬参锟菸畣栴}發(fā)生。

1.2 脫硝改造的方式

環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的情況下，人們提出了多種的解決環(huán)境污染的方法，針對(duì)燃煤發(fā)電廠是石化設(shè)備產(chǎn)生的NOX污染物排放問題，也逐漸成為企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問題，有針對(duì)性地對(duì)它展開研究工作，從目前情況來看，人們提出了多種脫硝技術(shù)形式。

1.2.1 低氮燃燒器改造

低氮燃燒技術(shù)具有在出口位置分級(jí)燃燒的特點(diǎn)，并吸收了雙級(jí)布置和分離燃燒理念，從而實(shí)現(xiàn)了在多煤種下的低氮燃燒器技術(shù)，從而達(dá)到抑制NOX產(chǎn)生的目的。

1.2.2 低過量空氣燃燒技術(shù)

此技術(shù)是優(yōu)化裝置，能夠有效降低氮氧化物的產(chǎn)生，不需要改造燃燒器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)裝置，在一定條件下降低NOX排放量，同時(shí)能夠提高裝置的運(yùn)行效率。

1.2.3 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)

空氣分級(jí)燃燒主要的特點(diǎn)是通過煤粉與空氣混合，在燃燒當(dāng)中使更多空氣混入，這樣煤粉的燃燒就會(huì)在低氧環(huán)境下進(jìn)行，氮氧化物的排放量降低?？諝夥旨?jí)燃燒分為水平和垂直分級(jí)兩種。

1.2.4 燃料分級(jí)技術(shù)

燃料分級(jí)技術(shù)主要有三個(gè)區(qū)域：主燃燒區(qū)、再燃燒區(qū)、燃盡區(qū)。

主燃燒區(qū)指的是在缺氧的條件下主燃料進(jìn)行燃燒，生成NOX。再燃燒區(qū)是在鍋爐中的二次燃料，能夠?qū)⒅魅紵齾^(qū)的NOX生成N2。燃盡區(qū)主要是對(duì)生成N2的上方，混合少量空氣使再燃燒區(qū)的燃料完全燃燒。

2 選擇性催化還原SCR和SNCR技術(shù)存在問題及解決方法

選擇性催化還原SCR 技術(shù)存在多種問題。SCR 中出現(xiàn)催化劑失活、HN3消失等多種問題，而SNCR 出現(xiàn)了多種問題：

1）要對(duì)NOX進(jìn)行還原，就必須保證氮量的充足，氮量不足對(duì)氮?dú)饫寐什桓?，這樣一來易導(dǎo)致剩余的氨消失，氨的消失容易對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)引起氨堵塞或者對(duì)其他設(shè)備造成腐蝕。

2）產(chǎn)生的N2O 容易使溫度升高，造成溫室效應(yīng)，通過研究發(fā)現(xiàn)，通過尿素催化產(chǎn)生的N2O 要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于通過氨產(chǎn)生的N2O。

3）若不注意控制，使用尿素還原產(chǎn)生較多的一氧化碳，在燃燒器末端，一氧化碳排放量增加很多。

4）鍋爐主體溫度大于800℃，這時(shí)在爐口放入低溫尿素液體，能阻止煤炭高溫繼續(xù)燃燒，引發(fā)飛灰，從而降低碳的燃燒。

5）因?yàn)橹饕紵齾^(qū)域空氣系數(shù)下降，使主燃燒區(qū)域的燃燒不充分，同時(shí)燃盡區(qū)域在屏底部附近，燃盡區(qū)域的燃燒不足以彌補(bǔ)主燃燒區(qū)域的燃燒減少量，因此導(dǎo)致飛灰含碳量升高。

6）SNCR 噴射中，噴射器是利用高壓蒸汽當(dāng)做霧化蒸汽，當(dāng)霧化蒸汽在0.6～0.9MPa 時(shí)，噴射頭處容易滴落尿素液，當(dāng)?shù)温涞哪蛩匾褐了浔谏蠒r(shí)就會(huì)形成連續(xù)的液態(tài)膜，當(dāng)爐內(nèi)溫度到達(dá)一定程度時(shí)，水分蒸發(fā)使尿素分解，其中的甲氨含量也隨之增加，并會(huì)對(duì)水冷管造成一定的腐蝕性，引起泄漏危險(xiǎn)。

7） 低溫省煤器堵塞。石化設(shè)備進(jìn)行脫硝改造，低溫省煤器的壓差逐漸加大，導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低。石化設(shè)備停后發(fā)現(xiàn)低省堵塞情況嚴(yán)重。依據(jù)相關(guān)情況，對(duì)堵塞物成分進(jìn)行分析判斷，發(fā)現(xiàn)陽離子為鈣離子與氨離子。堵塞物去除采取的主要措施為改變吹灰方式，由傳統(tǒng)的吹灰變?yōu)檎羝祷?；調(diào)整石化設(shè)備的噴尿素溶液的含量，對(duì)氨減少量嚴(yán)格控制；降低石化設(shè)備中煤的Cl 離子和S 離子含量。

3 燃煤脫硝改造中的解決方法

1） 對(duì)燃煤發(fā)電廠的鍋爐進(jìn)行脫硝改造，一般重點(diǎn)關(guān)注脫硝率方面。因空氣分級(jí)燃燒得到的脫硝率，一定程度上與燃燒區(qū)中的化學(xué)含量有關(guān)聯(lián)，低氮燃燒技術(shù)與OFA 利用降低空燃率來達(dá)到脫硝的最終目的[1]。

2） 降低空燃率這種方式的結(jié)果是一氧化碳及灰塵中燃燒的碳總量加大。所以，一般在鍋爐脫硝改造中應(yīng)著重在脫硝的同時(shí)，控制好排放問題，尤其是對(duì)于可燃物的排放。

3） 另外SNCR 的性能跟燃料燃燒是否完全有很大關(guān)系，從爐內(nèi)區(qū)域排放的一氧化碳，若其排放質(zhì)量指標(biāo)較高，則證明SNCR 脫硝率低，針對(duì)此問題，還要重點(diǎn)注意OFA 的問題，采取積極有效手段降低一氧化碳排放含量，進(jìn)而保證了脫硝的成效。

4） 在NOX減排改造當(dāng)中要注意以下問題：首先對(duì)低氮燃燒器進(jìn)行改造，低氮燃燒技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)改善SCR 和SNCR 技術(shù)難題；其次是還要關(guān)注除塵器的更新、空氣預(yù)熱機(jī)等輔助設(shè)備的更新改造問題。

5） 針對(duì)飛灰含碳量升高的問題，一般會(huì)采取下面的方法進(jìn)行處理：調(diào)低煤粉顆粒細(xì)度，提高煤粉的整體均勻性。煤粉顆粒細(xì)度越細(xì)，一般情況下燃燒越充分，燃盡時(shí)間越會(huì)縮短，同時(shí)燃盡率更高，飛灰中的含碳量也會(huì)更低；煤粉顆粒細(xì)度一定的情況下，煤粉均勻性指標(biāo)越高，粗顆粒數(shù)量也會(huì)減少，飛灰中的含碳量也會(huì)更低。

4 石化設(shè)備脫硝改造的影響

4.1 脫硝改造的積極影響

對(duì)于石化設(shè)備的脫硝改造結(jié)果，能夠看出NOX排放物明顯減少，減少了對(duì)森林植被的破壞程度，減輕了土壤營養(yǎng)成分流失的情況、以及減輕了農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、水源污染等情況；最主要的是NOX排放物減少，降低了NOX對(duì)人體的危害，使肺氣腫及支氣管炎的發(fā)病率降低，有利于人們身體健康。

脫硝的改造是符合社會(huì)發(fā)展規(guī)律的，在新時(shí)期，國家倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)，綠色發(fā)展，在這種主流趨勢下，脫硝改造對(duì)是一種有利于人們，有利于社會(huì)和自然環(huán)境發(fā)展的重大工程。

4.2 脫硝改造的消極影響

從利用脫硝技術(shù)改造的燃煤發(fā)電廠方面來講，因?yàn)槊撓豕ぷ餍枰馁M(fèi)巨大的資金，這對(duì)于一個(gè)工廠是巨大的資金投入，同時(shí)后期維護(hù)也需要不斷投入資金，無形中增加了燃煤發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。雖然國家給予工廠一些補(bǔ)貼優(yōu)惠政策，但是對(duì)電廠是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，補(bǔ)貼占據(jù)總改造費(fèi)用的比例很小。況且目前國家，要求燃煤發(fā)電廠石化設(shè)備必須脫硝，這是強(qiáng)制性的，煤電廠被迫改造，改造成本的增加，很大程度上使燃煤發(fā)電廠的積極性受到打擊[2]，工廠補(bǔ)貼不足，所以更多的煤電廠希望政府能夠?qū)κO(shè)備改造加強(qiáng)重視，提高補(bǔ)助，這樣才能提高工廠改造的積極性，實(shí)現(xiàn)雙贏的局面。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)發(fā)展，在倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)，綠色發(fā)展的社會(huì)大環(huán)境下，對(duì)燃煤發(fā)電廠石化設(shè)備的節(jié)能提出了要求，因此就要對(duì)煤電廠的石化設(shè)備脫硝系統(tǒng)采取必要的改造措施。脫硝系統(tǒng)的改造能夠減少大氣污染物排放，降低對(duì)環(huán)境的破壞作用。脫硝過程要依據(jù)石化設(shè)備的具體情況，采取科學(xué)合理的改造技術(shù)，提高燃煤發(fā)電廠技術(shù)改造的成果。煤電廠的石化設(shè)備脫硝改造問題是當(dāng)前社會(huì)的熱點(diǎn)話題，它直接影響到人們居住的環(huán)境質(zhì)量，因此還需要相關(guān)技術(shù)人員繼續(xù)探索和研究。