烟气脱硝技术在火电厂项目中的运用范文

《黑龙江大学工程学报》2016年第4期

摘要:氮氧化物的存在是造成大气污染的主要原因之一，尤其是一氧化氮，具体表现为形成酸雨以及光化学烟雾。随着工业技术的不断革新，世界各国对于燃煤烟气氮氧化物的治理也越来越关注。目前广泛使用的方法主要分为选择性催化还原烟气脱硝技术和选择性非催化还原气脱硝技术，其中前者的应用已经历了十几年的变革与完善，因此技术成熟、脱硝率高且几乎不存在二次污染，应该作为我国烟气脱硝技术引进的重点内容。基于此，主要从烟气脱硝技术在火电厂项目中的应用着手，对高效的烟气脱硝技术进行探讨和分析。

关键词:烟气脱硝技术;火电厂项目;应用研究

0引言

近年来，随着国民经济发展速度的不断提升，我国早已步入了能源生产和消费大国的行列，由此产生的二氧化硫和氮氧化物的排放问题也引起了社会各界的广泛关注。据统计，目前我国的二氧化硫和氮氧化物排放量已居世界首位，由环境污染问题而引起的全球变暖、臭氧层被破坏以及酸雨的产生成了当前亟待解决的重点问题。酸雨是由人为排放的一氧化氮引起的，具有区域性分布的基本特征。以下对火电厂项目中烟气脱硝技术的应用进行具体论述。

1酸雨的形成原因及产生的危害

酸雨的形成是由大气中的一氧化氮所引起的。由于一氧化氮带有自由基，很容易与氧气发生反应，生成具有腐蚀性的气体———二氧化氮，其是形成酸雨的主要原因。而现实生活中，在燃煤锅炉燃烧时往往会将大量的气体排放到空气中时，气体中含有大量的氮氧化物和二氧化硫，这些污染物经过一系列的转运以及沉降而被清除。一般而言，大气中氮氧化物以及二氧化硫的沉降主要分为干式和湿式两类，其中湿式沉降指的就是酸雨。由于二氧化硫的排放，当其融于降水后，会显著降低雨水的pH值，使之呈现出酸性，通常我们将pH值低于5．6的降水称为酸雨。而通过对干式沉降的分析，我们不难发现，附着在物体表面的二氧化硫和氮氧化物经过一系列的转化后变成硝酸盐或者硫酸盐，然后通过自身的重力作用又会回到地面、植被表面或者建筑物表面，这些极细的颗粒会经由呼吸带入人体当中，对人们的身体产生危害。研究表明，酸雨不论是对于水生生态系统、农业生态系统、森林生态系统还是建筑材料、人体健康而言都会造成不同程度的危害。通过具体的分析我们发现，酸雨对于水生生物的危害主要体现在以下两个方面:其一，水体酸度的上升使得水域整体的物理和化学性质发生一定程度上的变化，最显著的体现就是一些对酸性的承受能力比较弱的水体植物以及动物在生存数量上会显著减少，这使得各个群体之间的生物链在一定程度上被破坏了，可能会产生物种灭绝的危机。其次，水体酸度的增加还会导致银离子、镁离子、钙离子等金属离子大量溶出，水体中这些离子含量的升高无疑会给在其中生活的动植物带来极大的威胁。此外，对于森林系统而言，酸雨的降落会使树叶枯黄降落甚至使树木大面积死亡。同时，酸雨也会加速建筑物及材料的腐蚀和老化，使它们的服役寿命大大缩短，造成资源浪费。

2对酸雨以及氮氧化物污染物的有效控制措施

为了在一定程度上降低酸雨和氮氧化物污染物对大气及生态的破坏，从20世纪70年代开始，我国就已经对酸雨实行了实时检测，此后也陆续对典型的区域性特征酸雨展开了一系列的调查与研究，同时也提出了一些有效的应对措施，重点对燃煤烟气脱硫技术和设备进行了相关的研究工作。另外，早在几十年前我国就已针对大气污染防治的具体情况修订了《中华人民共和国大气污染防治法》，对相关地区也实行了氮氧化物排放试点收费政策，并取得了一定的成效。氮氧化物的大量排放已经严重威胁到了我们赖以生存的环境，同时这也是制约着各国国民经济发展的重要因素之一。相对于二氧化硫的防治措施，我国燃煤电厂对于氮氧化物的治理技术相对起步较晚。据统计，我国每年因酸雨造成的直接经济损失就达1000亿之多，这使得对氮氧化物的防治问题成了我国的重点问题。有研究表明，火电厂的氮氧化物排放量占到了总排放量的2/5，并且还有逐年增长的趋势，由此我们不难看出对火电厂进行烟气脱硝技术的必要性。基于此，有关部门应尽早对各种脱硝工艺及相关技术进行充分的调研，以开发出适合我国基本国情的火电厂烟气脱硝技术，从而实现我国烟气脱硝技术的自主化，这将具有十分积极的现实意义。

3火电厂烟气脱硝工艺的简要介绍

根据我国目前的基本情况，笔者主要对选择性催化还原技术进行简要介绍。所谓选择性催化还原技术，它是指在特定还原剂(主要为氨气)的作用下，通过催化剂有选择地将烟气当中的一氧化氮还原为对大气没有破坏作用的氨气和水，其一般分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝三部分。燃烧前脱硝包括加氢脱硝、洗选两部分;燃烧过程脱硝包括低氧燃烧、低温燃烧、FBC燃烧技术、煤粉浓淡分离、采用低NOx燃烧器、烟气再循环技术;燃烧后脱硝包括选择性催化还原脱硝(SCR)、选择性非催化还原脱硝(SNCR)、活性炭吸附、电子束脱硝等。该原理是由Engelhard公司首先发现并提出的，其后由日本在环保政策的驱动之下成功研制出了现今被广泛使用的催化剂:五氧化二钒/二氧化钛。如今，选择性催化还原技术已经成为了世界上应用最多且技术最为成熟的一种烟气脱硝技术。此外，选择性指的是氨只会有选择地对氮氧化物进行还原，并且该还原反应只有在满足一定的温度条件后才能顺利进行。

4烟气脱硝技术在火电厂项目中应用的主要影响因素

4．1接触时间的影响

通过研究反应烟气与催化剂的接触时间与脱除率之间的关系，我们会发现随着接触时间的延长，脱除率会显著增加，当时间延长至200ms时，其脱除率达到最大值，随后脱除率随着时间的延长而降低。这是因为接触时间的增加有利于反应烟气在催化剂当中的扩散、吸附以及进行充分的反应，从而有效提高氮氧化物的脱除率。但当接触时间超过一定的限制后，氨气会发生氧化反应，反而会使脱除率降低。

4．2催化剂的影响

催化剂体系当中的五氧化二钒的含量对氮氧化物的脱除率也会产生一定的影响。研究表明，随着催化剂中五氧化二钒含量的增加，氮氧化物的脱除率会显著提高，但当其含量超过催化剂体系的6．6%时，脱除率反而会降低，这是由五氧化二钒在其载体二氧化钛上的分布情况不同而引起的。当五氧化二钒的含量过高时，形成一个结晶区，反而会对催化剂的活性产生抑制作用。

5烟气脱硝技术的改进措施

首先要求火电厂加强对设备更替，加大对环境保护专项资金的投入力度，从而有效缓解设备的更换压力。在烟气脱硝技术使用过程中，还需要对各个环节的管理工作进行不断的优化，尤其的对各个环节工作内容落实情况进行有效的监督，从而使烟气脱硝技术与环境保护有效的结合在一起，推动火电厂烟气脱硝技术的正常运行。同时还可以适当的引用国外的先进技术，并根据我国自身的实际情况来加大对相关技术的研究，从而更好地研发出一套适合我国国情的烟气脱硝技术，一个更好地解决火电厂烟气中有害气体排放的办法。

6结语

在火电厂项目中实行烟气脱硝技术具有相当程度的必要性，这对绿色环保型产业的发展具有十分积极的促进作用。今后，我国除了对氮氧化物的脱除采取必要的措施以外，对于选择性催化还原技术的学习与研究也要引起一定的重视。如今，随着世界各国对环保要求的不断提高，如何降低火电厂工作中排放的氮氧化物就显得十分重要。对这一方面，我国的许多相关企业已经进行了积极的探索和改进，也积累了丰富的经验，相信能在一定程度上满足社会经济发展的需求。

参考文献:

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作者：李戌敏 单位：大唐太原第二热电厂