SCR法烟气脱硝技术在火电厂中的应用探析

【摘 要】随着社会经济的不断发展，火电厂的施工技术以及生产运营逐渐被人们所关注，但是其存在的问题也凸显出来。为了能够进一步提高火电厂的管理以及生产水平，将SCR法烟气脱硝技术应用在火电厂的发展中，提高脱硫效率，进而提高火电厂的生产效益。本文主要就SCR法烟气脱硝技术在火电厂中的应用进行研究和分析，以期能够进一步促进火电厂的生产效益，为界内相关人士提供相关的参考资料。

【关键词】SCR法烟气脱硝；火电厂；应用

氮氧化物是主要的污染物来源，其经过紫外线照射下能够转化为有害的光化学烟雾。同时，氮氧化物能够与空气中的水结合，生成硝酸或者酸雨，从而对土壤、农作物以及建筑物材料造成严重的损害。此外，氮氧化物对人体的呼吸系统有着较为严重的危害，可引起肺炎、哮喘等呼吸系统疾病。目前，减少氮氧化物的技术已无法满足相关的标准，所以采用氮氧化物生产后的脱硫技术，以提高火电厂的生产工艺，降低火电厂烟雾中氮氧化物的排放标准，达到净化以及保护环境的目标。

1.SCR法烟气脱硝技术的概括

SCR法烟气脱硝技术是指在化学催化剂的作用下，还原剂与排放气体中的氮氧化物发生化学反应，生成氮气和水，其随着气流经锅炉空预器、除尘以及脱硫等装置后进入到烟囱，其中，催化剂能够对烟气中的氮氧化物进行选择性的反应，通常被人们称作为选择性催化还原反应，以下是以氨气为还原剂，发生的反应方程式有：

4NH3+4NO4N2+6H2O

4NH3+2NO+O26H2+6H2O

式中，催化剂是影响氮氧化物脱出效率的最主要的因素，钒系催化剂的价格便宜、活性较高，同时具有很高的抗硫性、抗水性以及不能产生二次污染物等优点，是目前为止，除硫技术中较为广泛的催化剂之一。如果烟气中含有二氧化硫，二氧化硫会被钒系催化剂催化生成SO3，进而生成NH3和NH3SO4，NH3SO4会附着在催化剂的表面，进而作用于整个脱硫过程的正常运行。三氧化二铁、氧化铜、氧化铬等都是金属催化剂，在使用过程中，经常选用氨气作为还原剂；对于沸石分子催化剂，其主要选用离子交换法，制得金属离子的过程中最高温度可达到600摄氏度左右；但是在实际的使用过程中，会存在水抑制以及硫重度等问题。目前，我国采用的脱硫技术基本成熟，其反应的温度一般在400摄氏度以下，且脱硫的技术较高，并且不产生副作用，所以被广泛的应用在现代生产工艺中，其成为我国脱硫技术中重要的研究对象[1]。

2.SCR法烟气脱硝技术在火电厂中应用设备的选择

2.1反应器的选择

反应器是SCR法烟气脱硝反应的主要场所，是各种大型薄壁以及强筋支撑的钢架结构，其在选用的时候应该根据以下内容：

（1）烟气脱硝SCR反应器速度不均匀性应小于15%，温度不均匀性应小于5℃；氨气/氮氧化物混合不均匀性应小于5%。

（2）国产化SCR催化剂的配方应该明确遵循的原则，建立独立的催化剂的生产制造技术及产品质量监督实验室，健全以及完善催化剂性能评价方法。

（3）在600MW以上燃煤电站，应该建立双区燃烧+烟气脱硝示范工程，并对其进行连续满负荷运行3000h，在运行中应保证率不低于90%；脱硝效率稳定达到90%；氨气渗出量应保持在1-5ppm之间；二氧化硫的转化率应小于1%；催化剂寿命应保持在16000h以上；工程造价应比国外降60%以上；设备国产化率80%以上。

（4）技术研制报告至少包括以下内容：催化剂生产研制报、氮氧化物浓度与脱硝效率的关系研究报告，SO2/SO3转化率和烟气温度之间的关系报告；运行时间与脱硝效率的关系研究报告；氨气耗量与氮氧化物浓度之间的关系曲线；SCR烟气脱硝工程高含尘布置方案与低含尘布置方案的技术对比[3]。

2.2催化剂的选择

SCR烟气脱硝技术的关键是选择优良的催化剂。SCR催化剂应具有：活性高、抗中毒能力强、机械强度和耐磨损性能好、具有合适的操作温度区间等特点。SCR 催化剂可以根据原材料、结构、工作温度、用途等标准进行不同的分类。按结构不同SCR脱硝催化剂分为蜂窝式、板式和波纹式，其中，蜂窝式催化剂属于均质催化剂，以TiO3、V2O5、WO3为主要成分，催化剂本体全部是催化剂材料，因此其表面遭到灰粉等的破坏磨损后，仍然能维持原有的催化性能，催化剂可以再生。蜂窝式是目前市场占有份额最高的催化剂形式，它是以Ti-W-V为主要活性材料，采用TiO2等物料充分混合，经模具挤压成型后煅烧而成。其特点是单位体积的催化剂活性高，达到相同脱硝效率所用的催化剂体积较小 ，适合灰分低于30g/m3、灰粘性较小的烟气环境，蜂窝式催化剂设计参数如下表1所示：

表1 蜂窝式催化剂设计参数

2.3吹灰器的选择

SCR法烟气脱硝反应的反应器装置在高粉尘的区域，为了能够有效的避免粉尘的覆盖率以及发生堵塞等不良情况，造成脱硫效率下降，系统的压降增加，在每层催化剂的上方布置吹灰器。目前，我国使用的吹灰器有声波和蒸汽两种，吹灰器的动力指标、效率等因素决定其类型的选择，吹灰器在设计方面应该确保其在相关标准的范围内，在实际的使用过程中能够均匀的除去烟气中的灰尘，不留任何死角；对催化剂以及SCR法烟气脱硝反应器本身造成的不利的影响，材料必须耐高温、抗腐蚀性强以及耐磨性好等性能[4]。

总而言之，随着社会经济的不断发展，人们的生活水平得到不断的提升，对所生活的环境的要求也逐渐提升，但是火电厂的发展，不重视污染气体的排放，甚至不能达到相关标准的要求，严重影响到人们的生活环境，要想改变这种状态，应该结合文中提到的几点内容，如，合理催化剂的选择、反应器的选择、吹灰器的选择，最大限度的提高脱硫技术水平，进而增加火电厂的生产效益。

【参考文献】

[1]李春雨.我国火电厂SCR烟气脱硝技术研究及应用现状分析[J].资源节约与环保，2014，04（06）：16-18.

[2]黄隆，张启勤，孙海锋.SCR法烟气脱硝技术在潮州电厂2*1000MW机组上的应用[J].华北电力技术，2014，02（14）：1159-1162.

[3]胡永锋，白永锋.SCR法烟气脱硝技术在火电厂的应用[J].节能技术，2014，02（26）：152-156.

[4]张海红.大型火电厂SCR烟气脱硝技术应用[J].广东化工，2013，15（40）：134-136.