电厂脱硝产生的问题以及策略

电厂脱硝产生的问题以及策略

尚秀元

尚秀元

浙江浙能温州发电有限公司325602

摘要：随着经济的发展和科技的进步，我国工业化发展水平越来越高，但随之所产生的环境污染也越来越严重，尤其是对空气所造成的污染。从我国当前空气污染状况来看，NOx是污染范围最广同时在所有空气污染物当中占比最高的一种。而NOx的主要来源是燃煤和火力发电。但是随着我国经济发展对动力需求的增大，燃煤和火力需求也有增无减。与此同时，我国环境保护的相关要求也越来越严格，对NOx排放也有更多的限制。因此，这就需要我们对当前电厂脱硝问题进行深入研究。

关键词：电厂脱硝；问题；策略；脱硝装置；催化剂

1前言

我国是一个地大物博、资源种类十分丰富的国家，尤其是丰富的煤炭资源量促使我国成为了以煤炭为主要能源的国家。既然以煤炭作为主要能源动力，则免不了大量频繁的燃煤，这就直接对环境空气造成了严重的不利影响，形成了煤烟型污染为主的国家。但是从技术水平方面看，我国的煤发电机组设备总体技术水平仍然是落后于发达国家的。由于发电能源消耗量大，而利用率低，因而造成了严重的空气污染。基于此，本文将着重探讨电厂脱硝产生的问题以及改进策略。

2电厂脱硝的主要技术及所产生的问题分析

2.1选择性催化还原（SCR）脱硝技术

在对电厂烟气进行脱硝处理的过程中，选择性催化还原法脱硝技术当前已经取得了十分成熟的发展，所以当前在许多的电厂中，都是采用该方法进行脱硝处理的。该方法主要是在催化剂的作用下，使得烟气和氨气混合并且发生还原反应，从而生成不会对环境造成污染的氮气和水，使得空气中氮氧化物的含量大大降低，其反应的方程式如下：

4NO＋4NH3＋O2→4N2+6H2O

6NO＋4NH3＋O2→5N2+6H2O

在应用该方法进行脱硝处理的过程中，需要的反应温度为300~400℃，在进行脱硝装置的安装时，可以将其安装在高含尘烟气段、低含尘烟气段和尾部烟气段，在这些区段进行脱硝装置的安装，都能够取得较好的脱硝效果，高含尘烟气段在电除尘器之前，将脱硝装置安装在该位置，能够较好地满足反应所需要的温度，但是将设备安装在此处，高含尘段往往存在着大量的飞灰，这些飞灰有可能会使得设备出现一定的磨损，而且在烟气中，往往还含有一些有害物质，这些有害物质会使得催化剂中毒，从而使得催化剂的寿命大大减少。而低含尘段和尾部烟道在除尘器之后，所以烟尘的含量往往较少，因而对于脱硝系统的设备的磨损也相对较少，并且还能够延长催化剂的使用寿命，但是将脱硝设备安装在此处，由于烟气的温度往往较低，所以不利于反应的进行，而通过外部热源对其进行加热，又会使得生产的成本增加。

2.2选择性非催化还原法（SNCR）脱硝技术

选择性非催化还原法的主要原理是在烟气的高温区加入还原剂，由于该处的烟气温度较高，所以在还原剂的作用下，就能够使得烟气中的氮氧化物和还原剂发生还原反应，而且在这个过程中，还不需要催化剂的参与，一般在电厂应用该技术进行脱硝的时候，经常使用到的还原剂有NH3(NH2)2CO或者尿素。还原反应的主要方程式有：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O

2NO+CO(NH2)2+21O2→2N2+2H2O+CO2

应用该方法来进行脱硝处理，不需要使用到催化剂，而且脱硝设备的运行费用也相对较低，所以在经济上具有一定的优势，但是该方法的脱硝效率在50%—80%之间，因而在脱硝效率方面还有待提高。

2.3联合脱硝技术

所谓的联合脱硝技术，就是将选择性催化还原脱硝技术和选择性非催化还原脱硝技术结合起来应用，使得二者的优势能够得到有效的结合，通过对于两种技术的联合应用，可以大大降低脱硝运行的费用，同时又能够使得脱硝率得以大大的提高并且降低氨逃逸率。这样一来，不仅仅使得NOx的脱除率得以大大提高，而且还能够使得成本有效的降低，并且大大减少氨的泄露。在应用联合脱硝法的过程中，在SNCR脱硝的过程中，往往避免不了会出现氨的泄露，而这些泄露的氨可以作为SCR的还原剂，从而使得SCR脱硝过程中可以脱除掉更多的NOx，并且使得SNCR脱硝过程中所泄露的氨得到有效的控制。而且应用联合脱硝系统所使用的催化剂也更加的少，联合脱硝的前端应用了SNCR，在这一过程中，可以应用稳定化的尿素水溶液来使得锅炉内的NOx减少，而且还可以产生氨副产物，将其作为还原剂，使得它加入到反应链下游的催化剂之中，从而使得NOx的还原率得到有效的提高。

在应用该方法的过程中，关键在于要将氨和NOx充分地进行混合，虽然SNCR脱硝系统在理论上能够向SCR脱硝系统提供足量的氨气，但是在实际的反应过程中，氨气的含量和氨气的分布范围往往都是很难控制的，如果在SCR脱硝系统之中，NOx的含量不足，就十分容易造成氨逃逸，而对于一些NOx浓度较高的区域，如果氨气的浓度不够，又有可能会使得氨氧化物不能够发生还原反应，从而对脱硝率造成影响。通过采用联合脱硝技术来进行脱硝处理，可以达到90%以上的脱硝率。

3电厂脱硝所引起的电价问题及再次污染问题

当前国家十分重视可持续发展，所以保护环境就有着至关重要的意义，因此电厂在生产的过程中进行脱硝处理也是积极响应国家的号召，但是不可否认的一点就是在电厂脱硝的过程中，必然会使得其成本有所增加，而发电的成本增加之后，就会在电价上有所体现，所以电厂进行脱硝生产必然会造成电价的上涨，为了使得环境能够得到有效的保护，同时又能够使得电价能够得到有效的控制，国家应该对电厂进行适当的补贴，从而减小电厂的脱硝成本压力，这样既能够保证电力企业的盈利能力，同时也能够有效的减少电厂对于大气的污染。

由于电厂脱硝装置使用的催化剂的设计寿命一般仅为3年，而目前处理催化剂固体废物的方式主要是填埋和再生，而再生仅仅是延长了催化剂的使用寿命，不能根本解决土地资源被占用问题。同时，由于报废催化剂内含有大量重金属等有害物质，随着时间的推移，这些有害物质将逐渐被土地吸收，导致土壤污染。所以，如何妥善处理报废催化剂也是目前的重要课题。

4结语

从当前电厂脱硝的主要用到的技术来看，SCR是其中脱硝效率最高并且应用最为成熟的一种技术；SNCR的改造成本低，但是运行成本高，脱硝效率也相对较低，但是尿素便于存放和运输；而联合脱硝技术将二者有效的结合在了一起，综合了两者的优势。这些技术是目前在我国应用最多的几种电厂脱硝技术。虽然技术应用开始较晚，但是发展速度很快。随着国家对电厂脱硝问题的日益重视，我国电厂还需要做出更大的努力。

参考文献

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[2]刘鹏,季学勤,霍莉等.电厂脱硝常见问题及解决方案[J].化工管理,2015,(33):77,79

[3]王义红,高强.电厂脱硝土建改造的方案[J].能源与节能,2011,(12):91-92.