浅析烟气脱硝改造技术在中泰化学米东电厂的应用

段平琳

(新疆华泰重化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐830009)

浅析烟气脱硝改造技术在中泰化学米东电厂的应用

段平琳

(新疆华泰重化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐830009)

重点介绍了中泰化学米东电厂为满足国家对火力发电燃煤锅炉NOx排放浓度限值要求，新增SCR烟气脱硝系统的改造和实际运行情况。

燃煤发电;烟气脱硝;环保减排

0 引言

NOx是大气主要污染物之一，是造成酸雨和光化学烟雾的主要原因。目前，世界各国开发的燃煤烟气NOx治理技术种类比较多，选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，SCR)烟气脱硝技术和选择性非催化还原(Selective non－Catalytic Reduction，SNCR)烟气脱硝技术由于技术成熟、脱硝率高、几乎无二次污染，在大型燃煤电厂得到广泛应用。本文着重介绍了中泰化学米东区电厂SCR烟气脱硝装置的实际应用情况。

1 概况

中泰化学米东热电厂装机容量2×135MW机组配3×410t/h燃煤锅炉已于2010年11月正式投入运行，同步建设的电石渣－石膏湿法脱硫系统随主体工程一同投产，但当时未预留脱硝装置。本期为已建成投产的3×410t/h燃煤锅炉配备SCR脱硝装置，还原剂制备区按相应规模配备。

根据《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223－2011)的相关规定，自2014年7月1日起，现有火力发电燃煤锅炉NOx排放浓度限值为100mg/m3(标干态、6%O2)，而中泰化学米东热电厂机组的运行现状，脱硝装置入口烟气NOx浓度一般在380～600mg/m3，已不能满足要求。中泰代学米东热电厂决定进行增加脱硝系统的改造。

2 脱硝改造

目前比较成熟的脱硝工艺有选择性催化还原法(SCR)和非选择性非催化还原法(SNCR)。SCR法相比SNCR法工艺较为成熟，反应温度较低，效率较高，氨逃逸率较低。SNCR工艺较为复杂，技术不太成熟，反应温度高，氨逃逸率较高，腐蚀严重，国内、国外引用的较少，所以大多数选用选择性催化还原法(SCR)，中泰化学米东热电厂经过研究最终选用的是SCR法。

2.1 SCR反应机理

烟气中的氮氧化物与还原剂(氨、尿素等)混合后，在催化剂的作用下，被还原为氮气。

SCR为一种炉后脱硝反应装置，设置触媒装置于锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，其作用为使喷入之氨与烟气中之NOx加速反应实现脱硝。

在此情况时，其有效反应之温度范围较SNCR低的多，约在320℃～400℃之间。

SCR主要化学反应如下:

其反应产物为对环境无害的水和氮气，但只有在800℃以上的条件下才具备足够的反应速度，工业应用时须安装相关反应的催化剂，在催化剂的作用下其反应温度降至400℃左右，省煤器后温度正好处于这一范围内，为脱硝提供了有利条件。

SCR催化剂的工作温度是有一定范围的，温度过高时催化剂会加速老化;当温度在300℃左右时，在同一催化剂的作用下，另一副反应也会发生。即生成氨盐，该物质粘性大，易粘结在催化剂和锅炉尾部的受热面上，影响锅炉运行。

2.2 SCR系统的组成

SCR烟气脱硝装置设计效率为不小于80%，催化剂层数按照2+1设置。不设置SCR烟气旁路系统和省煤器高温旁路系统。脱硝装置双反应器布置在省煤器和空预器之间，电除尘器入口烟道上方。吸收剂采用纯氨，液氨蒸发系统采用蒸汽加热形式。脱硝设备年利用小时按6500h考虑。

本工程烟气脱硝系统采用SCR法，1台锅炉2个反应器。主要工艺系统有:烟气系统、催化剂吹灰系统、液氨存储、制备及供应系统和液氨蒸发系统。

2.3 SCR工艺系统

(1)烟气系统。主要由烟道、SCR反应器、催化剂、氨/空气混合器及涡流混合器、催化剂吹灰系统、灰斗组成。

(2)SCR反应器。外型为矩形立方体，四壁为侧板，并形成壳体，催化剂分2层布置在壳体内，另外设置了一个预备层。为了使反应器内的烟气均匀流过催化剂层，在烟气进口处设置了导流板，在催化剂层的上方设整流装置。在每个反应器出入口各设置一套NO、O2分析系统。

(3)催化剂。主要选用钒钛钨催化剂，主要成分有二氧化钛TiO2、五氧化二钒V2O5、三氧化钨WO3等。催化剂内外活性均匀，催化剂布置模式按层数2+1设计，本工程选用蜂窝式催化剂，催化剂单元为整体制作，催化剂模块设有有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂设计与选型中考虑了燃料中含有的任何微量元素可能导致的催化剂中毒，并采取了防止催化剂中毒的有效措施。催化剂采用模块化设计以减少更换催化剂的时间。

(4)吹灰系统。每台炉根据SCR反应器本体内设置的催化剂层数及数量设置一套吹灰系统，每一层催化剂设置一层吹灰器，吹灰器数量按50%脱硝效率时所需催化剂的层数和数量来配置。吹灰器的数量和布置将催化剂中的积灰尽可能多地吹扫干净，尽可能避免因死角而造成催化剂失效导致脱硝效率的下降和反应器烟气阻力的增加。

(5)液氨储存、制备及供应系统。包括液氨卸料压缩机、储氨罐、液氨蒸发器、液氨泵、氨气缓冲罐、稀释风机、氨/空气混合器、氨气稀释罐、废水泵、废水池等。氨气系统紧急排放的氨气则排入氨气稀释罐中，经水的吸收排入废水池，再经由废水泵送至污水处理站处理。

2.4 改造效果

SCR脱硝改造后，1号炉A反应器脱硝反应区2013年7月至2014年3月月平均运行数据见表1。

表1 1号炉A反应器脱硝反应区月均运行数据

3 结语

经过近一年的实际运行数据来看，本次脱硝改造技术采用选择性催化还原法(即SCR)，改造后锅炉NOx排放浓度达到了国家排放标准要求，较好地改善了厂区及周围居民的生活环境，取得了较好的社会效益。

［1］王义兵，孙叶柱，陈丰，等.火电厂SCR烟气脱硝催化剂特性及其应用［J］.电力环境保护，2009，25(4):13－15.

［2］张强.燃煤电站SCR烟气脱硝技术及工程应用［M］.北京:化学工业出版社，2007.

［3］李仁刚，邵建设，陈凯，等.选择性催化还原烟气脱硝催工艺在利港电厂4×600MW机组上的应用［J］.电力科技与环保，2011，27 (1):38－41.

Discussion on flue gas denitrification transformation in Zhongtai Chemical Mitai Power Plant

It mainly introduces the application and actual operation of Selective Catalytic Reduction flue gas denitrification transformation technology in Mitai Power Plants in order to meet the national requirements for thermal power coal－fired boiler NOxemission concentration limit.

coal－fired power generation;SCR;environmental emissions

X701.7

B

1674－8069(2015)05－051－02

2015-04-12;

2015-06-17

段平琳(1988-)女，新疆人，助理工程师，主要从事生产技术管理和能源管理工作。E－mail:271762905@qq.com