浅议如何提高火电厂烟气脱硝技术的经济效益

  环境保护部与国家质量监督检验检疫总局在2011年7月联合发布了《火电厂污染物排放标准》，明确规定氮氧化物排放控制在100mg/Nm3以内。在日益严格的环保排放控制要求下，我国火电厂普遍使用的炉内低氮氧化物燃烧技术已经无法满足实际需求，因此需要对燃烧后的烟气进行脱硝处理。本文笔者将在阐述火电厂烟气脱硝技术的基础上，就如何提高火电厂烟气脱硝技术的经济效益进行探讨。

  1.火电厂常用的烟气脱硝技术

  1.1选择性催化还原技术

  选择性催化还原技术(SCR)就是将还原剂氨气喷入锅炉省煤器下游300~400℃的烟道内，在催化剂作用下，将烟气中NOX还原为无害的H2O和N2。作为目前应用最多且脱硝效率最高的技术，SCR的脱硝效率可达80%以上，其使用的脱硝还原剂大致包括以下几类：

  第一类为氨水。氨水制氨用作SCR烟气脱硝系统在我国还不太常见，主要由于氨水采购浓度仅为25%，火电厂脱硝系统使用量较大而导致运输成本较高，加上氨水属于危险药品，因此自九十年代后国际上大容量火电机组就已经很少使用氨水作为脱硝还原剂。

  第二类为液氨。液氨是SCR烟气脱硝系统最早采用的脱硝还原剂，前几年在国内火电厂使用较多。虽然液氨出厂价格比较便宜，但是其作为重大危险源，储存、运输以及日常的运行维护成本很高，而且存在极大的安全隐患，故近年来使用已经逐渐减少。

  第三类为尿素。由于尿素溶液的储存、运输和处理不需要特殊的安全防护措施，因此被认为是最安全的脱硝还原剂，使用前需要将其转回到氨，然后再用于SCR烟气脱硝系统。

  1.2非选择性催化还原技术

  非选择性催化还原技术(SNCR)就是将氨气、氨水或尿素等含有氨基的还原性溶液喷入到锅炉炉膛中900~1100℃的区域内，该还原剂快速溶解生成NH3，并和烟气中的NOX进行还原反应生成无害的H2O和N2。氨与烟气中的NOX所发生的还原反应为：

  4NH3+4NO+O2→6H2O+4N2

  4NH3+2NO2+O2→6H2O+3N2

  4NH3+6NO→6H2O+5N2

  8NH3+6NO→12H2O+7N2

  SNCR比较适合小容量锅炉的使用，其具有如下特点：不使用催化剂，氨气和烟气中的NOX在炉膛中直接反应;脱硝效率一般为20%~40%，如果再进一步增加脱硝效率，将会影响下游设备并造成二次污染;反应温度窗口比较窄，因此选择合适的反应温度区域比较困难;SCR在催化剂的作用下，部分SO2会 SO3，而SNCR却不存在这个问题，因此SNCR技术可允许较大的氨逃逸率;参加反应的还原剂除了氨外，还可以使用尿素，而尿素的存储和使用都比较安全;初次投资少、运行费用低、占地面积小且建设周期短。

  1.3SNCR与SCR混合烟气脱硝技术

  SNCR与SCR混合烟气脱硝技是SNCR工艺的还原剂喷入炉膛技术同SCR工艺利用逃逸氨进行催化反应结合起来，进一步脱除NOX，从而提高整体脱硝效率。SNCR体系可向SCR催化剂提供充足的氨，但是控制好氨的分布以适应NOX的分布的改变却是非常困难的。为了克服这一难点，混合工艺需要在 SCR反应器中安装一个辅助氨喷射系统，准确地试验和调节辅助氨喷射可以改善氨在反应器中的分布。SCR与SNCR混合烟气脱硝技术将SCR技术和 SNCR工艺有效的结合起来，不但节约了成本，而且将脱硝效率提高到了95%以上。