燃煤电厂超低排放下的脱硝技术

燃煤电厂超低排放下的脱硝技术

蒋松辉

华电能源股份有限公司哈尔滨第三发电厂黑龙江哈尔滨150024

摘要：在工业时代下，煤炭是促进社会发展非常重要的能源，随着我国经济的快速增长，对于煤炭的需求量也在提升，特别是电力行业，我国50%的煤炭资源都用于发电过程当中，但是因为煤炭在燃烧的过程当中会产生大量的有害物质，严重危害着人们的健康，同时也给生态环境带来了一定的影响。所以，在低碳经济下，加强对燃煤电厂脱硝技术的研究及分析是非常有意义的。

关键词：燃煤电厂；超低排放；脱硝技术

1.脱硝技术简介

脱硝技术就是减少烟气中氮氧化物的技术。当前，随着社会对环保的重视程度越来越高，脱硝技术在很多领域，尤其在火电、钢铁、水泥等行业的应用越来越广。一般来说，对于氮氧化合物的处理可以通过三种渠道来实现，分别为燃烧前，燃烧中和燃烧后。燃烧前的脱氮技术，是在燃料燃烧之前将其转化为含氮量较低的燃料，这种技术目前仅存在于研究中，实际应用中存在着工艺复杂、技术难度大、成本高等诸多缺陷。燃烧中的处理技术，主要是在燃料燃烧过程中，对氮氧化合物的生成做出有效干预，控制其生成。如果要控制氮氧化合物的生成，就必须有效控制燃烧温度，同时将燃烧区域内氧浓度降低，燃料在燃烧过程中要尽量缩短在高温区的停留时间。燃烧后脱氮技术，主要就是指烟气的脱氮。

常用的方法包括催化还原法与非催化还原法。通过在烟气中加入含氨的还原剂，给予适当的反应条件，让氨与氮氧化合物发生还原反应，从而将氮氧化合物转变成为氮气和水这两种无害物质，从而达到降低氮氧化合物含量的效果。催化还原法与非催化还原法两种方法的化学原理基本相同，但各自有着不同的条件。非催化还原法脱硝必须将温度控制在800-150℃的环境中，才能够保证还原反应的正常进行；催化还原法则需要加入催化剂参与还原反应，其反应温度为240-420℃。两种方法各自具有优缺点。SCR技术脱硝效率较高脱硝率能够达到70%-90%，然而加入催化剂会大幅增加SQ3含量，并有可能出现催化剂中毒现象，并且投资较高；SNCR技术投资小，运行费用低，然而其脱硝效率较低，通常为30%~50%，且氨泄漏率较大，对设备腐蚀性较高。

2.燃煤电厂超低排放下的脱硝技术

2.1烟气脱硝技术

燃煤电厂烟气脱硝技术应用的原理，即控制NOx的形成与发射，从根源上来减少烟气内含有的氮氧化合物数量，将烟气质量控制在允许排放条件内，避免造成大气污染。一般对烟气脱硝技术的分析可以从电厂煤炭燃烧环节进行，并兼顾燃烧完成阶段。现在脱硝技术比较成熟的如氧化还原脱硝技术，配合吸附技术，处理已经发生化学反应后的烟气，减少烟气内含有的有害物质数量。就烟气脱硝技术特点分析，需要确定最终处理效果与所用反应药品浓度及条件关联性特点，在处理过程中不断总结经验，结合烟气特征，根据烟气总含量及燃煤特点，合理选择化学反应药物，并控制好反应条件，利用还原剂还原N元素，促使烟气内含有的有毒氮氧化合物转变为N2，实现燃煤烟气的无害处理，提高脱硝综合效果。

2.2同时脱硝技术

同时脱硝技术是目前业界比较赞同的一种技术，利用这种技术的同时，也要求我们能够药效的掌握脉冲电晕等离子法以及电子束照射法等方式。电子书照射发利用到的是电子在加速之后，能够成为高能量的粒子，这些例子与废气中的氮氧化物或者是硫的氧化物进行氧化还原反应，是气体中的污染物能够被反映称其他的物质。该反应发生的时间很短，但是反应却很强烈，因此该方式的脱硝效率都比较高。不仅如此，同时脱硝技术还可以将污染物中的氮元素转化为含氮的有机肥肥料，这种废物利用就是该技术独有的一种优势。在脉冲电晕的过程之中，我们可以同时将废气中的氧化硫和氮的氧化物去除，同时还能达到收集脱硝的效果。

2.3低碳经济环境下的燃煤电厂脱硝技术

在燃煤电厂进行脱硝处理的过程中，脱硝处理与处理是同时进行的，燃煤电厂脱硝技术主要是分成三个阶段进行的。煤炭在燃烧之前进行的脱硝处理主要加强对煤炭的选择，选择含硫量比较少的煤炭使用，为此，本段主要分析的是煤炭在燃烧过程中以及煤炭燃烧之后所进行的脱硝处理。在煤炭燃烧的过程中需要加强对煤炭燃烧条件、燃烧方法的控制，有效避免或者是降低煤炭在燃烧过程中氮元素转化成为碳化物。在煤炭燃烧的过程中，如果对煤炭的反应物以及煤炭燃烧的温度进行调整，就可以有效降低污染物质的排放量。比如，在煤炭燃烧的过程中，如果控制锅炉内部氧气的浓度就会降低煤炭燃烧过程中产生温度，但是采用这样的方式就会使得煤炭燃烧的方式以及条件出现变化，降低煤炭资源的使用效率。为了能够缓解这一局面，就需要使煤炭进行循环燃烧，通常情况下循环燃烧的比例为10%-20%。

2.4催化还原脱硝技术

设备经过非催化还原脱硝技术改造完成后，再对锅炉烟气实施催化还原脱硝技术改造，能够让设备的脱硝效率得到进一步提升。催化还原脱硝技术改造要根据设备自身的实际状况来做出改造设计，有条件的情况下可以在锅炉尾部设置烟道；对于无法在尾部设置排放烟道的情况下，可以通过更换锅炉高温区域的省煤器来实施改造，比如将原有光管省煤器用H型省煤器替代，从而达到不影响换热量的前提下缩小体积的目的，进而利用节省的区域来完成催化还原脱硝技术设备。这种改造方法的基本原理在于，最大化利用省煤器的基础上，实现空间的有效节约，从而在不增加锅炉整体体积和结构的基础上，在原有设备上实施催化剂相关设备的安装，对于锅炉系统的运行不会带来任何负面影响。催化还原脱硝技术改造不需要再额外增加喷氨设备，利用非催化还原脱硝系统中逃逸的氨，就能够完成还原脱硝。由此，不仅让锅炉的脱硝效率得到提升，也让氨得到了最大限度的利用。

3.燃煤电厂脱硝的应用

我们所理解的通常指的是，在生产过程中产生的废气，这些废气中会含有较多的二氧化硫，这些二氧化硫通过专业的处理可以从废气中分离出来，使废气中的二氧化硫含量明显减少，平时常见的试剂有石灰石、NAOH、氧化钙等PH值大于其的物质。将这些碱性物质和废气进行充分的反应，因为二氧化硫在遇到碱性物质的时候，会呈现出酸性，之后便会得到反应的产物钙基剂，该物质就是我们所需的物质。为了能够有效地减少废气中的有害物质，我们必须要引导发生相对应的反应来吸收废气之中所含有的有害气体氮氧化物的成份，也就是通常所说的脱硝。对于现在的脱硝技术来说，我们最主要使用的方式包含有两种，一种是干法脱硝技术，而另一种是湿法脱硝技术，两者中使用频率较高的是湿法脱硝技术。

结束语

就目前的情况看，在做燃煤烟气中存在的二氧化硫以及碳氧化物进行控制的有效措施是脱硝技术，虽然这项技术在说的过程当中存在很多优点，但并不是完美的。所以，在使用该技术的过程当中还需要结合实际情况不断完善技术、设备，研发出更加有效的脱硝技术，这样才能够有效地保证生态环境以及社会经济的可持续发展。

参考文献：

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