田浩+++王越+++劉志良+++楊大春

摘 要：通過某600MW火電廠SCR煙氣脫硝技術的實際應用，介紹火電廠NOx的形成機理，SCR法脫硝技術的工藝、系統(tǒng)構成、催化劑、以及影響SCR法煙氣脫硝的因素及實際運行狀況和注意事項。

關鍵詞：脫硝；SCR；催化劑

引言

隨著我國經濟的發(fā)展和居民生活水平提高，化石燃料的合理利用及污染物的排放正受到越來越多的關注，新的火電廠大氣污染排放標準重點加大了對火電大氣主要污染物之一的氮氧化物（以下簡稱NOx）的控制力度，排放到大氣中過量的NOx是造成酸雨和光化學煙霧以及大氣臭氧層的破壞的直接原因，不僅導致環(huán)境破壞更造成巨大的經濟損失，所以降低NOx的排放也是目前我國能源與環(huán)保領域急需解決的問題。

1 NOx的生成機理及脫硝原理

NOx主要來自礦物燃料的燃燒過程，其主要由NO和NO2組成， 其中NO可以占到90%以上，按燃燒過程中NOx的生成機理不同，NOx可分成：

A、熱力型NOx，指的是空氣中氮氣在高溫下氧化而生成NOx；B、燃料型NOx，指的是燃料中含氮化合物，燃燒過程中分解，繼而氧化而生成NOx；C、快速型NOx，指的是燃燒時空氣中的氮與燃料中碳氫離子團等反應從而生成NOx。

對于火電廠，NOx主要是通過燃料型的生成途徑產生。大部分火電廠采用控制燃燒溫度、控制燃料以及空氣的混合速度與時機，達到控制NOx的生成的目的，該技術主要包括低氮燃燒器、OFA分級送風等。

2 某電廠SCR脫硝系統(tǒng)組成

某廠脫硝系統(tǒng)流程如圖1所示。

SCR法工藝系統(tǒng)流程主要由貯氨儲存、制備、供應系統(tǒng)、催化劑、煙道系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成.液氨被運送到污水液氨儲罐貯藏，然后通過蒸發(fā)器被減壓蒸發(fā)輸送到氨蒸發(fā)罐，通過鼓風機向氨蒸發(fā)罐中鼓入與氨量成一定配比的稀釋空氣，稀釋的氨氣經注射噴嘴被注入煙道隔柵中，與原煙氣混合。在催化劑的作用下，煙氣中的NOx與氨氣在SCR反應器中發(fā)生化學反應轉化，最后去除了氮氧化物的煙氣進入空氣預熱器。

2.1 脫硝劑存儲、制備、供應系統(tǒng)

脫硝劑儲存、制備和供應系統(tǒng)主要包括液氨卸料壓縮機、儲氨罐、液氨蒸發(fā)罐、氨氣緩沖罐、稀釋風機、混合器、氨氣吸收罐、廢水泵、廢水池等.其中液氨的供應由液氨槽車運送，利用液氨卸料壓縮機將99.6%濃度的純液氨由槽車輸入到儲氨罐內，再利用儲罐中的壓力使得液氨自行輸送到液氨蒸發(fā)罐內從而蒸發(fā)為氨氣，再經氨氣緩沖罐來控制一定的壓力及其流量，隨后與稀釋空氣在混合器中混合均勻，從而達到空氣、氨氣體積比大約19：1，接著送達脫硝系統(tǒng).而氨氣系統(tǒng)緊急排放的氨氣則是排入氨氣吸收罐中，經水吸收排入廢水池，后經由廢水泵送至全廠工業(yè)廢水處理站處理。

2.2 SCR催化劑

某廠SCR法脫硝采用日立板式催化劑，一種干式工藝，氨作為還原劑，煙氣中的NOx被分解成無害的N2和H2O，初始負荷時反應器裝有2層催化劑，系統(tǒng)中催化劑是板式催化劑，其特點是高活性長壽命、低壓降、高抗賭塞性、緊湊，易于操作，催化劑單元含有催化劑部件，6mm間距，催化劑部件由支撐板組成，其內部覆有以二氧化鈦為基的催化劑活性成分，煙氣平行流過催化劑部件，使得壓降最低.多個板式部件組裝在一個催化劑單元內，模塊化的催化劑單元形成催化劑塊，以方便運輸及安裝，一個反應器布置有156塊催化劑（13塊寬，6塊長）及2塊高，一個反應器初始負荷時的催化劑體積是313m3反應器。

2.3 煙氣系統(tǒng)

脫硝裝置的煙道以及反應器一般位于鍋爐省煤器之后的空預器前面，氨噴射格柵放置于SCR反應器的合適的上游位置.煙氣在鍋爐出口處則被平均分成兩路，每路煙氣并行進入一個垂直布置的SCR反應器里，即每臺鍋爐設2個獨立的反應器，在反應器里煙氣向下流過均流板、催化劑層，隨后進入回轉式空氣預熱器、靜電除塵器、引風機和FGD，最后通過煙塔排入大氣。

2.4 SCR控制系統(tǒng)

至氨/空氣混合器測量的氨流量由溫度和壓力修正因子校正.來自煙氣側的入口NOx，信號輸入控制器，控制器用功能發(fā)生程序來計算需要到的氨量.通過氨流量控制閥來控制氨流量，控制器得以維持出口NOx在氨供應管線中，有氨流量緊急關斷閥，流入氨/空氣混合器的稀釋風用手動擋板來設置.空氣一旦調整完后，不必按照負荷調整.風量是基于在最大氨流量下，大約5%的設計氨稀釋比.在較低負荷和NOx時，氨濃度將低于5%，空氣流量信號與氨流量信號相比較，為可燃限制提供稀釋比例連鎖，在氨/空氣混合器下游的氨氣管線上有止回閥，以防倒流，氣體氨與空氣的混合經流體動力在管內混合器內完成，氨/空氣混合物流入分布裝置，然后混合物經供應源被分布到每個噴淋管，每個供應源含有一臺手動節(jié)流閥及就地流量指示器，確保至噴淋管內的氨/空氣混合物均勻分布。

3 SCR脫硝系統(tǒng)運行時調整注意事項

（1）脫硝系統(tǒng)正常運行時，監(jiān)視SCR反應器入口煙氣溫度在305℃～400℃范圍，保證催化劑活性最高。

（2）監(jiān)視SCR反應器出入口分析儀的NH3/NOx摩爾比控制在0.9左右，如增加NH3流量而出口NOx含量未明顯降低時，解列自動或增加出口NOx設定值，不得繼續(xù)增加NH3流量。

（3）監(jiān)視氨氣流量控制閥動作正常，SCR反應器出口NOx含量在設定范圍內和出口NH3含量≤3ppm.

（4）監(jiān)視稀釋風機入口調節(jié)擋板開度正常，氨流量最大時，氨/空氣混合器出口氨含量不超過5%，否則應檢查風機出力和入口調節(jié)擋板開度。

（5）監(jiān)視空預器煙氣出入口差壓及其出口煙氣溫度變化，特別是在燃用高硫煤時，還應密切監(jiān)視SCR出口氨含量以及脫硫裝置入口SOx的變化情況，采用低氧燃燒方法（2～3%）、降低飛灰含碳量、控制氨逃逸率，避免硫酸氫氨鹽和硫酸堵塞腐蝕空預。

（6）監(jiān)視SCR出入口O2量變化情況，特別是煙溫在400℃以上時，必須通過控制氨氣流量來防止NH3氧化等副反應的發(fā)生。

4 結束語

根據實際投運效果來看，盡管SCR脫硝裝置對鍋爐熱效率略有影響，且SCR脫硝裝置中催化劑內會有積灰堵塞的可能，影響到鍋爐的安全運行，但加強對SCR脫硝裝置的運行檢測與維護，合理控制與調節(jié)系統(tǒng)運行參數，就能確保SCR脫硝裝置安全高效地去除煙氣中的氮氧化物，是目前比較理想的脫硝技術。

參考文獻

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