电厂脱硝技术及其改造分析

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  【摘 要】据相关资料统计,国家环保局检测的大部分城市中的二氧化碳虽然基本达到国家环境空气质量二级标准,但是部分大城市中氮氧化物的浓度还较高,对于空气质量会产生极为不利的影响。氮氧化物主要源头是燃煤锅炉,为有效降低空气中的氮氧化物含量,必须采取相关的脱硝技术对烟气进行净化和处理。特别是随着环境问题的日益突出,为了有效与我国排放要求相适应,我国对电厂脱硝系统以及相关设置的建设进程逐步加快,因此,深入研究脱硝技术中常见的问题,并进行相关分析,进而为脱硝系统的安全和经济运行提供科学的指导则显得十分必要。
  【关键词】电厂脱硝;改造分析;解决措施
  引言
  依照氮氧化物的生成机理以及对氮氧化物排放量的限制和要求,对于有效控制和降低燃煤电厂锅炉氮氧化物的排放量,一般情况下主要采用燃烧过程中脱硝和尾部烟气脱硝这两种脱硝方法。燃烧过程中脱硝根据其作用方法和机理的不同,又可以分为燃烧控制技术以及炉内喷射技术。燃烧控制技术可以有效对燃烧条件以及燃烧器结构以改变,进而达到对氮氧化物排放的控制,这种脱硝技术应用较为广泛,经济效益较好,但是其脱硝效率却有一定的范围限制。脱硝技术采用的具体方法有空气分级燃烧、低氧燃烧、烟气再循环、燃料分级燃烧、浓淡偏离燃烧及采用低NOx燃烧器等。炉内喷射脱硝技术中,较为成熟的喷氮法,喷氮法又称为选择性非催化还原(SNCR)脱硝法。尾部烟气脱硝有很多的种类,较为常见的有湿法脱硝和干法脱硝。湿法脱硝又可以分为单纯的湿法洗涤脱硝和锅炉内部自身有的脱硫系统。干法脱硝的技术应用较为广泛,是最为常见的脱硝技术之一。
  1 脱硝技术概述
  目前,对于燃烧产生的氮氧化物的处理和控制技术一般主要有两种。
  1.1 设备和工艺自身的完善和改革
  通过对现有设备的工艺和设备进行改进,进而对燃烧中产生的氮氧化物进行抑制或者减少其排出量。一般情况下把改变燃烧条件来有效降低燃烧后产生的氮氧化物的技术被称为低氮氧化物燃烧技术,相比较于尾部排气脱硝技术,低氮氧化物燃烧技术操作较为简便,但是也有一个不足之处,即其脱硫效率较低,在使用过程中可能会降低热效率,进而导致不完全燃烧热损失的发生和增加。
  诸多数据表明,低氮氧化物燃烧技术的采用可以有效将氮氧化物的排放含量有效减少百分之二十到百分之六十,效果较为显著,但是如果想进一步对空气中的氮氧化物进行更加有效的处理,需要采用烟气脱硝技术等,另外还有一些水煤浆燃烧、沸腾燃烧等新型的低氮氧化物燃烧技术,也可以对氮氧化物进行更好的处理。
  1.2 烟气脱硝技术
  烟气脱硝技术指的是充分利用各种物理作用、化学作用等,将烟气中的氮氧化物转化为其他物质,必须将氮氧化物中的不溶于水的一氧化氮转化为易溶于水的二氧化氮,然后可以采用碱溶液直接对二氧化氮进行吸收,或者将其还原为氮气和其他的相关物质。根据其反应体系的状态划分,可以分为干法烟气脱硝技术和湿法烟气脱硝两类。
  2 电厂脱硝技术及其改造的建议与前景展望
  烟气中的二氧化硫和氮氧化物会对空气、环境造成极大的污染,倘若不对其加以有效的处理,则势必会对我国的环境造成极大的威胁。 应该在其原有设备的基础之上,进行相关的改革和改进,除了在源头上对其燃烧技术进行改革,抑制或者减少二氧化硫和氮氧化物的排放之外,还要注重对其排烟中的二氧化硫和氮氧化物进行相关的过滤和净化工作。 我国现正在不断对电厂脱硝技术进行深入的改革和探索,但是诸多脱硝技术仍然停留在实验室阶段,同其他发达国家相比,仍然存在着较大的差距,特别是应用于工业中的体系和理论并不是十分成熟,无法有效对我国电厂的脱硫工作进行科学和规范的指导。
  2.1 深入对SCR和SNCR的认知
  烟气脱硝干法主要包括选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR),对于烟气脱硝湿法则主要包括氧化法以及还原吸收法等诸多技术。
  选择性催化还原法(SCR)具有十分显著的优越性,其脱氮效率可以达到百分之九十左右,而且其不含贵金属,使用寿命较长,是目前被认为最佳的脱氮技术。其主要的原理是氨气在适宜的温度和催化剂的作用之下,将烟气中的氮氧化物还原为氮,同时生成水,进而达到脱氮的效果。选择性非催化还原法(SNCR)的原理是利用还原剂受热分解出氨气,进而将氮氧化物还原为氨气和双氧水等,SNCR技术较为成熟的烟气脱硝技术,其建设周期较短,一般适用于中小型规模的脱硝项目。
  2.2 选择性催化还原法与选择性非催化还原法综合应用
  选择性催化还原法的一个重要优点就在于其脱硝效率较高,效果较好,但是其运行所需要的占地空间相对较大,所需要的投资和费用相对较高;选择性非催化还原法的优点是占地面积相对较小,工程所需要的投资较小,但是技术型相对较强,脱硝效率相比较于选择性催化还原法较低。选择性催化还原法与选择性非催化还原法各有各的优势,倘若可以综合这两种技术,有效将二者的优势加以综合利用,则势必会极大的推动我国的电厂脱硝技术的发展和进步。SNCR /SCR 混合技术在九十年代研发成功,并逐步应用于大型燃煤机组中,其脱硝效率相对较高,应用简单,占地面积较小,有效综合了选择性催化还原法与选择性非催化还原法的优势,系统压损较小,SNCR /SCR 混合技术可以有效适应新建电厂的脱硝化要求,对于老电厂的改造也有着极好的适应性。因此,应该推动SNCR /SCR 混合技术在我国的应用和发展,不断完善我国的电厂脱硝技术的发展。
  2.3 立足企业自身实际情况,合理选进行脱硝设备改造
  对于脱硝技术的选择,要综合我国的国情,合理的对脱硝技术加以筛选和使用,综合国内来看,湿法主要用于进行对二氧化硫的过滤,倘若可以有效完善湿法的脱硫工艺,使其能够很好的适应脱硝工作,则具有重要的意义。因此加快推动湿法同时脱硫脱硝的工艺研究,提高脱硝脱硫的效率,有效节约电厂脱硝技术的改进资金投入,使脱硝技术朝着高效、节能、脱硝效率高的方向发展,可以说意义是极为重大的。比如对尾部烟道受热面改造,在实际的脱硝工艺中,有时候需要对烟气的温度以及烟气引出和回流烟道的尺寸有一定的标准和限制,因此需要针对这种情况进行合理的改造和设计。在选择性催化还原法反应器催化剂的最佳反应温度为350~380℃,因此需要将高温省煤炉加以改造进而限制烟气的过高温度,更好的为增强催化剂的作用。这就需要对反应器的烟气进出口管道以及尾部受热面加以合理的设计和改造。
  3 结语
  电厂脱硝工艺具有十分重要的意义和影响,在我国分布极为广泛的各电厂中,倘若无法做好脱硫脱硝工作,则势必会对当地的环境造成不可估量的破坏,加剧环境污染的程度,造成不可挽回的经济损失。笔者衷心希望,以上,关于对我国电厂脱硝技术以及改造分析的探究能够被相关负责人合理的吸收和采纳,进而更好的推动我国脱硝技艺的进步与发展,有效保护我国的环境,减轻氮氧化物以及二氧化硫对空气的污染和破坏,保障广大人民群众基本的生存权益。
  参考文献:
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