燃煤电厂脱硝还原剂选择原则及用量计算

李颖

【摘 要】随着环境保护理念的不断深入，人们在燃煤烟气控制过程里集中应用有效的脱硝处理技术，以保证对环境产生最小的破坏。其中，针对还原剂的选择是重中之重，项目研究人员要集中处理其用量问题，以避免二次污染。论文对燃煤电厂脱硝还原剂选择原则进行了简要分析，并且对燃煤电厂脱硝还原剂选择用量展开了详细的讨论，旨在为相关管理人员提供有效的建议。

【Abstract】With the continuous deepening of the concept of environmental protection， people focus on the application of effective denitration technology in the process of coal-fired flue gas control， in order to ensure minimal damage to the environment. Among them， the choice of reducing agent is the most important. In order to avoid the two pollution ，the project researchers should focus on the treatment of their dosage. In this paper， the selection principle of denitration reductant in coal fired power plant is briefly analyzed， and the selection of denitration reductant is discussed in detail，the purpose is to provide effective recommendations for the relevant management.

【关键词】燃煤电厂；脱硝；还原剂；选择原则；用量计算

【Keywords】 coal fired power plant； denitration； reducing agent； selection principle； calculation of dosage

【中图分类号】X773 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0178-02

1 引言

燃煤电厂的环境保护问题一直受到社会各界的广泛关注，在实际运行过程中，不仅要保证优化的选择还原剂，也要集中对还原剂的运行结构进行计算，以保证整体行为符合《火电厂大气污染物排放标准》以及《重点区域大气污染防治“十二五”规划》等条例，真正实现绿色发展路径。

2 燃煤电厂脱硝还原剂选择分析

脱硝还原剂的选择是影响SCR脱硝效率的主要元素之一。还原剂的选择应该具有以下特点：成本低廉、效率高、存储稳定、安全可靠、占地面积小等 [1]。目前，烟气脱硝还原剂主要包括液氨、尿素以及氨水。

2.1 液氨

氨是一種常用化工原料，应用范围广。无色、强碱性、极易挥发的气体、有刺激性恶臭气味。液氨遇明火或高热能物质接触引起爆炸；与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应。

液氨法SCR工艺系统主要包括液氨接卸储存系统、液氨蒸发供给系统、氨气稀释反应系统、催化剂声波及蒸汽吹灰系统、配电及自动控制系统等部分[2]。以液氨为脱硝还原剂，有技术可靠、系统稳定、能耗与投资相对低等特点，目前在国内外广泛应用。

2.2 尿素

理化性质 尿素外观是白色晶体或粉末。通常用作植物的氮肥。呈弱碱性。

尿素作为脱硝还原剂吸收NOX，在实际应用中，尿素转化为氨的方法有2种：热熔法和水解法。

热熔法：将尿素在尿素溶解器中溶解为70%的溶液，在一定条件下，尿素分解成异氰酸和氨气，异氰酸和水分解为氨气和二氧化碳。

水解法：将尿素溶液加热到120℃左右，在130～180℃、1.7～2.0MPa的反应条件下，先生成氨基甲酸铵，随后氨基甲酸铵分解，生成氨气和二氧化碳。

2.3 氨水

理化特性：指氨气的水溶液，有强烈刺鼻气味，化学性质为弱碱性。烟气脱硝通常使用浓度为20%～30%的氨水。氨水强腐蚀性，接触后对人体有危害。当空气中氨气在15%～28%爆炸临界范围内，会有爆炸的可能性。

使用氨水作为还原剂不足之处：需要配备氨气分离装置，将氨蒸汽和水分离出来。因此，单位体积氨气所需原料最多，储存和运输成本最高。

在对以上三种还原剂选用方案进行分析的过程中，管理人员要综合考量实际项目，建立最优化的还原剂设置方案，液氨应用较广泛，综合性能最优的选择。

3 燃煤电厂脱硝还原剂用量计算分析

在对燃煤电厂脱硝还原剂用量计算的过程中，管理人员要建立最优化的计算模式，以保证还原剂结构和用量的完整。在烟气中会存在大量的NOx成分，其中一氧化氮的含量约为95%，而二氧化氮的含量只占总体积的5%左右，那么，在实际计算过程中，管理人员要集中处理NOx排放的基础条件以及边界条件，优化处理其质量浓度，保证按照相应的公式进行集中分析，其中，以此判断烟气中NO的实际含量，而利用判断烟气中NO2的实际含量，C代表的气体的实际浓度。

3.1 SCR还原剂计算策略分析

SCR工艺技术利用其基础还原方程式能进行集中的计算和处理，假设环境中需要计算的是两个公式，一氧化氮1mol和氨气1mol反应，二氧化氮1mol和氨气2mol反应，通过公式可以得出其中Qy是反应器进口的实际烟气流量，在集中处理相应计算公式后，能得出商业用比例约为18%～30%。

3.2 SNCR还原剂计算策略分析

SNCR工艺是称为选择性非催化还原技术，整体技术不需要催化剂，只需要将NOx还原脱除生成氨气即可。在技术进行过程中，主要是接收和存储还原剂、在锅炉内有效注入稀释后的还原剂，然后对还原剂进行计算输出和混合稀释，最后保证还原剂和烟气进行集中混合，从而集中进行脱硝反应。主要的计算方式是利用相应的反应式，主要物质是尿素，其中影响要素主要是一氧化氮的脱硝效率以及烟气中实际的NOx还原反应温度以及停留时间，保证炉内氨气和烟气混合程度能有效促进整体化学反应进程，并且保证基本的氨逃逸率，在实际反应过程中，脱硝率和的增长呈现的指数关系，且整体系数很少高于2。一般情况下，取值约为0.8，此时的脱硝效率约为25%，当取值为1.25时，脱硝效率约为30%～35%，而当取值为2时，整体结构的实际脱硝效率会接近50%。

3.3 SNCR/SCR组合还原剂计算策略分析

在运行选择性非催化还原技术/选择性催化还原技术并行技术的过程中，研究人员一般也主要利用尿素，计量公式是对尿素的耗量进行集中的计算。通过实际技术的运算比较，运行选择性非催化还原技术/选择性催化还原技术并行机制能有效提升脱硝效率，保证尿素喷入量的增大，并且整体氨逃逸率也明显增大，仅剩余一小部分氨进入大气，并且选择性非催化还原技术/选择性催化还原技术的融合措施能确保氨逃逸率控制在3～5区间内。

4 结语

综上所述，在实际项目处理过程中，研究人员要针对具体参数进行集中的计算，并且保证整体项目运行机制践行科学发展观，从根本上推动燃煤电厂环保产业的可持续发展。

【参考文献】

【1】祝业青，柏源，薛建明，等.燃煤电厂脱硝还原剂选择原则及用量计算[J].电力科技与环保，2014，30（01）：44-45.

【2】宋益纯，赵建新.优化SCR脱硝监控系统，降低脱硝运行成本[A].2016燃煤电厂超低排放形势下SCR（SNCR）脱硝系统运行管理及氨逃逸与空预器堵塞技术交流研讨会论文集[C].2016：272-276.