煙氣脫硝技術在火電廠項目中的應用研究
科技專論
作者：劉振昶
【摘要】目前造成大氣環境汙染的重要物質為氮氧化物，其是形成化學煙霧和酸雨重要化學物質。隨著中國環境保護力度的加大，火電廠采用了燃煤煙氣氮氧化物治理技術。該項技術在較為成熟，而且具有較高的煙氣脫硝率，不會對環境造成二次汙染，具有較高的應用價值。本論文針對煙氣脫硝技術在火電廠項目中的應用進行研究。
【關鍵詞】煙氣脫硝技術；火電廠項目；應用
煙氣脫硝技術種類較多，通常大型火電廠會選擇選擇性催化還原煙氣脫硝技術（英文全稱：Selective Catalytic Reduction；簡稱“SCR”），或者選擇性非催化還原煙氣脫硝技術（英文全稱：Selective non-Catalytic Reduction，簡稱“SNCR”），且應用效果良好。中國火電廠常用技術較為成熟的選擇性催化還原煙氣脫硝技術，其脫硝效率高，且不會造成空氣環境的二次汙染而被火電廠所應用。
一、SCR煙氣脫硝技術
（一）技術原理
SCR煙氣脫硝技術原理為SCR的催化還原技術。火電廠排煙氣中所含有的氮氧化合物可以與NH3發生化學反應，但是需要在300℃～400℃的高溫條件及催化劑的作用下完成，所產生的物質為水和惰性氣體氮氣。兩種產物並不需要采取特殊的技術處理方式而起到阻止氮氧化合物與外界物質發生化學反應後，形成有毒氣體。氮氧化合物在有氧條件對產生如下反應：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O；2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O；4NH3+2NH2+O2→3N2+6H2O；4NH3+3O2→2N2+3H2O；2NH3→N2+3H2。
在氮氧化合物在有氧環境中出現化學反應的時候，催化劑所發揮的作用是不容忽視的。
該項技術在實際工作中的運用，是根據火電廠排放煙氣中所含有的有毒氣體成分選擇催化劑，將促成成分確定下來。使用催化劑的過程中，根據對煙氣成分的分析選用恰當的催化劑，通常催化劑的使用形式為三種，板式催化劑、蜂窩式催化劑和波紋板催化劑。蜂窩式催化劑適用於火電廠排放的煙氣中有毒氣體濃度過高的催化還原使用，其可以發揮氮氧化合物和氧氣接觸麵擴大的作用，從而提高脫硝技術效率。具體應用中，要注意催化劑的用量以及使用形式，以獲得最優的催化效果。
（二）SCR煙氣脫硝技術應用中的催化劑還原工藝
SCR煙氣脫硝技術應用中，催化劑很容易呈現出老化跡象，由於其活性具有時間限製，所以催化劑的老化會使其催化作用下降。因此，在使用的過程中，要注意有效時間，以對催化劑及時更換。催化劑在使用中，隨著時間的延長會減緩催化速度，為了避免催化劑一次性更換量過大，要避免使用單層催化劑。
二、火電廠煙氣脫硝技術的應用
（一）SCR脫硝技術的工藝係統
SCR脫硝技術的工藝係統由三個部分組成，即SCR反應器、氨氣的存儲係統和氨氣注入係統。其中SCR反應器配置由輔助係統，氨氣的存儲係統在發揮存儲功能的同時，還要對氨氣進行技術處理。
氨氣通常是液態存在，進入到蒸發器之中汽化為氨氣，經過空氣的稀釋後，注入到反應器中。以對煙氣中的脫硝反應起到一定的催化作用。為了促進煙氣的疏導，反應器中的煙氣輸送管道應采用固定床平行通道設計，通過將裝置的布局以優化，是氣態的氨氣與氮氧化合物充分融合，隨著接觸麵的擴大，氨氣的還原功能得以充分分發揮，從而反應效率有所提升。
（二）SCR脫硝技術的應用
中國的火電廠所采用的SCR脫硝技術引自國外先進的脫硝技術，其中，催化劑引自奧地利，液態氨引自法國，而煙氣脫硝設備則引自德國。多種先進脫硝技術的引入，對中國相對滯後的脫硝技術以補充，使得火電廠的脫硝效率快速提高。從脫硝技術的應用程度來看，首先應用與大型的火電廠，並逐漸地將脫硝經驗向小型火電廠延伸，使得中國火電廠的整體煙氣脫硝水平有所提升。