電廠鍋爐SCR煙氣脫硝系統(tǒng)設計優(yōu)化

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:摘要：近些年，經濟發(fā)展迅猛，我國大型火力燃煤電廠大量興建，無論是國家環(huán)保機構，還是各發(fā)電集團都越來越重視發(fā)電廠的煙氣脫硫處理。氮氧化物包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等，但對大氣造成污染的主要是NO、NO2和N2O。在燃燒過程中產生的氮氧化物主要是NO和NO2-被統(tǒng)稱為NOx，還有一定量的N2O。在絕大多數(shù)燃燒方式中，產生的NO占90%以上。

關鍵字：電廠，化學煙霧

現(xiàn)階段我國發(fā)電廠大多以燃煤發(fā)電為主，文章結合現(xiàn)有火電廠SCR煙氣脫硝的系統(tǒng)的工作重點，介紹了一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)。文章對火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)結構做了簡要的介紹，分析了監(jiān)控系統(tǒng)的結構特點，然后簡單討論了脫硫與脫硝技術的特點，指出為降低設備投資和運行成本，簡化工藝，消除二次污染，增加企業(yè)效益，適合提出一種火電廠煙氣一體化脫硫脫硝系統(tǒng)及方法。

1火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)結構介紹

火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)，包括鍋爐和省煤器，所述鍋爐的出口連接有省煤器，所述省煤器的出口連接脫硝器，所述脫硝器連接空預器，所述空預器的出口通過除塵器連接脫硫裝置，所述脫硫裝置的出口連接煙囪；所述空預器的空冷入口上連接有送風機，所述空預器的空冷出口連接至鍋爐；所述省煤器與脫硝器間的管路上連接有液氨存儲及卸料系統(tǒng)、以及監(jiān)控系統(tǒng)。

2SCR基本原理

SCR法以氨氣為還原物，以氨儲罐、盛放催化劑的容器以及還原劑為主要的反應裝置。煙氣中氮氧化物是重要的大氣污染物之一，其主要組成成分是一氧化氮和二氧化氮，其中一氧化氮的比例最大，可達93%，因此脫硝反應通常都是以一氧化氮、氨氣還有氧氣為反應物，生成氮氣和水。

除了以上主要反應以外，還會產生一些有害物質，煙氣中的二氧化硫、氨和氧氣反應生成硫酸銨等有害物質。催化劑在這些反應中可以起到提高活性、加快反應速度的作用，尤其是對于一氧化氮的還原反應有著非常明顯的作用；來自煙氣的氧氣在這些反應中起到很大的作用，整個反應都需要有氧氣源源不斷地供應才能維持反應持續(xù)進行。

SCR技術中想要保證反映的順利進行，就必須要將SCR區(qū)域溫度控制在290～430℃，溫度過高過低都不可以，過低會導致反應物硫酸銨產生結晶現(xiàn)象，進而覆蓋在催化劑表面，降低催化劑的活性，而溫度過高則會造成催化劑高溫燒結進而失活，降低脫硝效率。

3工藝流程

SCR工藝系統(tǒng)流程主要由貯氨、混氨、噴氨、反應塔（催化劑）系統(tǒng)、煙道及控制系統(tǒng)等組成。液氨由汽車運至液氨儲罐儲藏，無水液氨的儲存壓力取決于儲罐的溫度（例如20℃時壓力為1MPa），液氨經過蒸發(fā)器加熱為氨氣，再通過減壓閥進入氨氣緩沖罐，稀釋風機通過氨氣混合器與氨氣成一定比例混合，其作用一是稀釋氨氣，二是增加反應器處氧含量。經稀釋的氨氣通過噴氨系統(tǒng)中噴嘴進入到煙道格柵中，與原煙氣混合，在催化劑作用下，煙氣中的氮氧化物與氨氣發(fā)生化學反應。

4SCR法脫硝反應塔布置方案

4.1高溫高飛塵煙氣段布置

由于反應塔布置在空氣預熱器和省煤器之間，這樣就可以輕松地將煙氣反應溫度控制在300～400℃，有利于大部分反應的順利進行，這樣安置還有利于節(jié)省燃料，因為煙氣的溫度早已經達到反應溫度，不需要進行二次加熱，就可獲得好的氮氧化物凈化效果。

因此，這種煙氣布置方法具有初期投資低、技術成熟、能夠獲得較為理想的反應效果的優(yōu)點，在新建電力供應企業(yè)中得到很廣泛的應用；這種反應塔的布置方法除了有上述優(yōu)點之外，還具有一些不可忽視的缺點：高溫煙氣由于飛塵含量相較于其他種類煙氣較高.

這就加大了煙氣和催化劑之間的摩擦力，使得催化劑顆粒表面更容易受到破壞和磨損，還會加大催化劑被飛塵以及反應物顆粒覆蓋的可能，引起催化劑表面透氣孔的阻塞，除此之外，飛塵中含有的有害物質如K、Na、Ca、Si、As等，易造成催化劑失去活力，喪失其原有的功能及作用。通過催化劑的硬化、吹灰器的安裝、催化劑的及時清理等可以降低上述情況發(fā)生的可能。

4.2高溫低飛塵煙氣段布置

對于這種溫度較高但飛塵含量較低的煙氣適宜布置在反應塔中除塵器和空氣預熱器之間，這樣的煙氣布置方法能夠保證煙氣的高溫度，并且煙氣粉塵含量大大減少，可以降低飛塵對于催化劑的磨損及消耗，還會大大減少飛塵中有害物質對于催化劑的毒害作用，這些都是相較于高溫高飛塵煙氣比較優(yōu)勢的地方.

但是高溫低飛塵的煙氣中飛塵含量雖然降低了，但是包含了更多的硫氧化物，并且飛塵直徑及數(shù)量的減少使其更容易造成催化劑表面孔徑的堵塞，從而使催化劑表面的粉塵更難清理，換熱效率大大降低，影響脫硝反應的順利進行。因此，對于相關工作人員在進行SCR法脫硝反應塔布置時，必須做好高溫低飛塵煙氣段布置，大大提高換熱效率，進而能夠有效確保脫硝反應的順利進行。

2.3低溫低飛塵煙氣段布置

和上述高溫高飛塵煙氣以及高溫低飛塵煙氣的布置不同，低溫低飛塵煙氣段的布置的反應塔要安裝在脫硫系統(tǒng)以及空氣加熱器之后，由于這種煙氣的溫度較低且飛塵含量不高，硫氧化物的含量處在一個極低的數(shù)值，催化劑不易遭到大量的磨損和破壞，表面的孔徑也不會輕易堵塞，保證了催化劑作用的正常發(fā)揮，使其的活性及壽命都得到很好的延續(xù)，因此可以選擇表面孔徑較小的催化劑作為反應的催化物質.

但要注意的是一定要選擇比表面積相對較大的催化劑，另外，這樣還可以保證煙氣運輸更加流暢，加快了煙氣運輸?shù)乃俣?，提高了煙氣運輸效率，因此，使用較少的催化劑就會達到一個比較好的催化效果，從一定程度上降低了電力供應企業(yè)對于催化劑的資金投入，從而降低了企業(yè)的運營成本，為獲取更多的利益奠定了一定的基礎；

除了上述優(yōu)點之外，這種反應塔的布置方法還有如下缺點：由于煙氣溫度不是很高，在煙氣進入反應塔之后溫度一般都是在45～65℃之間，離煙氣脫硝反應需要的溫度還差很遠，需要使用價格高昂的氣體加熱器對低溫煙氣進行二次加熱，氣體加熱器的運行需要大量的燃料維持，對于那些新建或者是整修的火電廠來說是一筆不小的投資，想要維持設備的運行還需要很多后續(xù)資金的投入.

另外，還需要專業(yè)的維修人員對該設備進行日常維修，雇傭這些專業(yè)人才又需要很多的費用，這都是新興的火電廠難以支付的龐大支出，即便能夠付出這些費用，對于火電廠未來的發(fā)展也是極為不利的。

5結束語

現(xiàn)階段我國發(fā)電廠大多以燃煤發(fā)電為主，文章介紹了一種火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)。可對各個系統(tǒng)進行精確有效的控制，使火電廠煙氣SCR脫硝系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效的運行，降低NOx排放的措施，以達到國家的排放標準，同時減少NOx的排污費，避免煙氣再加熱消耗能量，節(jié)約了所需能量，降低了生產成本，適合推廣應用。

參考文獻：

[1]馬忠云.燃煤鍋爐煙氣脫硝（SCR法）工藝及特性[J].節(jié)能與環(huán)保，2015（2）.

[2]石磊.燃煤鍋爐SCR法煙氣脫硝技術[J].鍋爐技術，2015（2）.

[3]盧曄.火電廠的SCR煙氣脫硝系統(tǒng)[P].四川：CN104289104A，2015.

延伸閱讀：

燃煤電廠煙氣超低排放中的脫硝設計優(yōu)化探討

2016燃煤電廠煙氣脫硝機組容量數(shù)據(jù)

燃煤電廠600MW機組煙氣脫硝系統(tǒng)的總體設計