新时期火力发电厂脱硝技术研究
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作者: 宋艳辉
摘要：光化学烟雾会严重威胁人们的健康，而在火力发电厂中应用的烟气脱硝技术能有效处理烟气里含有的氮氧化物，所以要对此技术给予有效应用，而此技术还存在一定不足，因此要进行不断改进。文章主要介绍了脱硝技术的发展现状，分析了烟气处理法与SCR脱硝工艺，希望为发电厂脱硝技术的合理应用提供参考。
关键词：火力发电厂；氮氧化物；脱硝技术
中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）05-0079-02
在新时期的全球范围内，环境保护是一个热点话题。现在氮氧化物是最常见的大气污染物，特别是其会与碳氢化物发生化学反应从而生成光化学烟雾，对人们的健康造成极大的危害。在我国火力发电厂的规模逐渐扩大，并获得广泛应用的状况下，其生成的氢氧化物严重的威胁到人类的日常生活，因此必须要对此给予遏制。火力发电厂要设法降低污染。目前，在火力发电厂中应用比较广泛的一项技术即为烟气脱硝技术，此项技术能对其中产生的氮氧化物给予较好的处理，具有至关重要的作用。
1 脱硝技术的发展现状
现在，在我国的烟气脱硝技术里包括一种低NOX燃烧技术，此技术可有效的减少氮氧化物的排放数量，但其具有一定的局限性，即低氮燃烧技术必须要使用炉膛燃烧，而此燃烧具有一定的危险性，同时也具有较低效率。现在存在多种烟气处理技术，其中净化效果非常差且效率非常低的即为液体吸收法，与其他技术比较，此方法是不可取的；脉冲电晕法能脱硝与脱硫，然而其必须需要窄脉冲以及功率较大的高压脉冲电源，同时具有较短的使用期限；吸附法也是一种处理方法，其具有非常高的脱硝效率，而其吸附量较小，同时要采用较大设备，所以很难被广泛使用；还有微生物法、电子束法脱硝法以及液膜法，但是其都存在一定的局限性。现在在脱硝方面最成熟的一项技术即为SCR技术，其已经被国外的许多大规模的电站使用，然而其寿命较短，而且成本高。我国的发电厂已开始应用此项技术，所以我国必须要设法克服其缺点，使其在火力发电厂中获得广泛应用。
2 烟气处理法分析
（1）烟气脱硝技术方法中包括脉冲电晕等离子体法以及电子束照射法，此2类方法都必须要借助高能电子，并且生成自由基，NO就会发生氧化反应生成NO2，之后发生H2O、NO2以及NH3作用，从而生成NH4NO3，其可以作为化肥，同时要进行回收利用；（2）此项技术的方法中还包括吸附法。现在我国常用的吸附剂包括泥煤、活性炭以及硅胶等。诸多吸附剂能够将NO催化氧化为NO2，之后对水或可用水进行吸收，此方法需要用到较大的设备，还需使用大量的吸附剂，具有非常大的投资成本；（3）此项技术的方法中还包括微生物法以及液膜法。微生物法即为在具有外加碳源的前提下，选用合适的脱氮菌，借助的氮源即为NOX，NO2溶于水生成NO3，然后二氧化氮会被生物还原成氮气，但是一氧化氮会被吸附在微生物表面，然后又被微生物逐渐还原成氮气；国外也在广泛的使用液膜法，并对其开展了大量研究。目前，此2种方法都还处在发展阶段；（4）作为一种比较成熟的方法，SCR技术还应该不断的改进与完善。其借助于催化剂的作用，当达到280℃至420℃的烟气温度时，将氮喷入，最终会把NOX逐渐还原为H2O以及N2。
3 SCR脱硝工艺
3.1 SCR灰斗、SCR旁路以及反应器的设置
在高尘区安装反应器的时候，必须要注意其位置上飞灰含量的高度，从而防止飞灰会堵塞催化剂，以及对其的防磨损程度；在将反应器安装在低尘区的时候，应该借助换热器等装置激发催化剂的反应活性。为了方便检修SCR故障，为了防止机组出现损耗，应该设置SCR旁路。在SCR反应器中会产生积灰，为了防止SCR中含有的催化剂自身的催化功能遭到破坏，应该设置SCR灰斗，从而有效降低进入空气预热器里的灰分数量。
3.2 SCR法烟气脱硝的设计特点与工艺流程
在此方法的工艺流程中主要包括控制系统、贮氨、喷氨、混氨以及反应塔系统等。首先，汽车会将液氮输送至液氨储罐内进行贮藏，储罐温度决定着无水液氨的实际储存压力。在蒸发器里的热水以及蒸汽的作用下，液氮会被减压蒸发然后送到氨蒸发罐，借助于鼓风机的作用，将和氮量形成相应比例的空气鼓入空气与氮气混合器内，再借助于喷嘴的作用被注入至烟道隔栅内，于是和原烟气发生混合。烟气在和一些旁路高温烟气发生混合调温以后，会逐渐进入反应塔内，然后借助于催化剂的催化作用，烟气内含有的NOX以及NH3会发生化学反应。以下即为其具体的反应化学方程式：
4NH3+4NO+O2=6H2O+4N2 （1）
8NH3+6NO2=12H2O+7N2 （2）
3.3 还原剂与催化剂的基本特性与选用
（1）催化剂。催化剂是SCR法脱硝工艺里的非常关键的物质之一，其相关参数、基本结构与寿命等都会对SCR系统的脱硝率造成严重影响。如果选择的催化剂必须科学合理，那么在温度为200℃至400℃的时候就会发生反应，同时可以遏制副反应的发生。当NO以及NH3具有相同比例的化学计量的时候，获得的NOX脱除率就可以达到80%至90%，而排放出的NOX浓度可以降低到200mg/m3以下。目前，全球范围内的大多数燃煤发电厂板式以及蜂窝式催化剂。因为蜂窝式催化剂具有较高的反复利用率、耐腐性、可靠性以及耐久性等特点，所以获得广泛的应用。SCR催化剂是现在工作中应用最为广泛的催化剂，其大部分的载体都是TiO2，使用的活性成分为V2O5-WO3、V2O5或者V2O5-MoO3，其中此些成本大约占有99%的比例。其中，V2O5属于最关键的活性成分，其脱硝率非常高；TiO2的活性以及抗SO2性能也非常高。
除此以外，在加入活性材料WO3以后，能够遏制SO2的转化；而其中的钼（Mo）起到稳定性以及催化剂的作用。
（2）还原剂。在SCR法脱硝系统中，选用的还原剂是氨，其可以是常压的氨水溶液，也能为带压的无水液氨，还可为尿素水溶液，而在一般状况下，燃煤电站都会选用液氨。根据实际状况，基于安全层面考虑，人们开始日益广泛的使用氨水。在通过海运的时候，选用的还原剂一般都是尿素水溶液，在尿素被注入以后，会在热烟气内逐渐分解成氨，以下即为其反应式：
H2NCONH2=HNCO+NH3 （3）
H2O+HNCO=CO2+NH3 （4）
总之，最近几年以来，我国的火力发电厂中应用的烟气脱硝技术已经获得一定的发展。在全球环境不断发生改变的新时期，火力发电厂中应用的烟气脱硝技术也在持续的发展及改进，为了降低对环境造成的污染，为了促进我国经济的不断发展，为了保护国民的身心健康，火力发电厂要积极的探索，不断的完善烟气脱硝技术，从而减少环境污染，促进我国经济的可持续发展。
参考文献
[1] 苏永.火力发电厂烟气脱硝技术研究[J].热电技术，2009，3（2）：90-91.
[2] 程慧，等.火电厂烟气脱硝技术发展趋势[J].浙江电力，2012，9（2）：34-35.
[3] 康科伟，杨杰.火力发电厂脱硝技术研究[J].科技信息，2013，8（4）：23-24.
[4] 陈曦梅.环境保护与发电厂烟气脱硝技术研究[J].现代企业文化，2009，1（35）：56-57.
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