燃煤锅炉的选择性催化还原烟气脱硝技术探讨

赵治宇

（张北县环境保护局 河北张家口 076450）

引言

煤炭是国家主要能量来源之一，但在燃烧应用的过程中会对大气造成严重污染，尤其是北方集中供热企业的燃煤锅炉，不仅要控制SO2的排放，还要控制NOx的排放。近年来，随着人们环保意识的提高，对选择性催化还原烟气脱硝技术的研究也在逐渐加强。

1 选择性催化还原烟气脱硝技术喷氨量控制

随着环保力度的提高，NOx的污染引起了各界的高度重视，对于燃煤锅炉NOx排放量的控制方式主要包括了两种，分别为：低NOx燃烧技术以及烟气脱硝技术。相比较之下，SCR技术对炉膛的影响较小、且脱硝率较高，是目前应用最为广泛的脱硝技术，根据国家的实际应用情况来看，当前国家SCR技术中采用的喷氨量控制方式有两种，分别为：固定氨氮摩尔比控制方式以及出口NOx定值控制方式。需要注意的是，虽然SCR技术是目前一个用最广泛的方式方法，脱出效率较高，但是使用高温催化剂时，必须要对烟气进行重新加热，在这样的情况下，就会导致费用增加，成本提高，因此必须要开发出一种低温催化剂，进一步降低运行费用[1]。

2 选择性催化还原烟气脱硝技术催化剂设计

在SCR技术中，催化剂是最为关键、最为核心的部件，直接影响到了SCR技术的应用效果，催化剂可以从微观和宏观两个方面入手进行分析，在实际设计的过程中主要考虑三个方面的问题，分别为：煤种、燃烧方式、排放特点。首先就要选择SCR技术中催化剂的类型，目前常见的类型有三种，分别为：蜂窝式、板式和其他形式。其中蜂窝式是最为常见的催化剂形式，占据了60%-70%的份额，其次是板式占据了20%的份额，蜂窝式催化剂的表面积较大、抗热冲击力较强，但是抗灰阻塞的能力一般。板式则正好相反，其抗灰阻力较强、结构强度较高，但是表层活性材料容易脱落。除了催化剂的类型外，还要考虑催化剂的组成成分，在SCR工艺技术中的催化剂主要分为两个分布，一种是活性成分；另一种是承载材料。承载材料中主要包括：TiO2、Fe2O3、Al2O3等，其中TiO2的抗二氧化硫的能力较强，现如今已经成为了主流的承载材料，此外还有很多其他的材料，但是因为占比量较小，因此不会对脱硝工艺造成影响。最后，还要对催化剂结构进行分析，包括：孔间距、壁厚、尺寸。以蜂窝式催化剂为例，孔间距设计要控制在3.7mm-7.4mm之间，具体的取值要根据烟气中的粉尘含量。壁厚是根据烟气粉体含量以及冲刷速度进行确定，一般情况下，大部分催化剂壁厚取1mm，蜂窝式在1.0mm-2.4mm，板式在1.5mm-2.0mm。在确定了催化剂之后，就可以将催化剂安置在一个固定的箱体之中，保证烟气能够和催化剂进行完全的接触，一般可以分为高烟气段布置、低烟气段布置、尾部烟气段布置，这三种布置方式。具体的布置方式要根据企业内采用的工艺流程确定。

3 选择性催化还原烟气脱硝技术的实际应用案例

为了进一步验证SCR技术的应用效果，本文选择了张北县某个集中供热企业，针对该企业使用的燃煤锅炉为例，展开实际分析。因为该企业中使用的煤种较为复杂，所以烟气中含有的NOx排放量相对较大，烟气脱硝的难度较大，最终该企业选择安装了SCR技术。综合考虑企业的实际情况以及SCR技术系统运行要求后，在省煤器和空气预热器之间放置了反应器，并且在反应器上方和垂直方向上分别为安置了烟气导流装置、NH3喷射隔栏以及催化剂床。不仅如此，为了避免烟气泄露，还在催化剂床的周围安装了封闭系统，保证烟气不会出现泄漏的情况。催化剂是SCR技术系统中最为核心的设备，因此在实际使用的过程中必须要对烟气中含有的Na、Ca、Si、As引起注意，这些成分会让催化剂丧失活性，这就需要企业人员及时的更换催化剂。根据实际情况来看，SCR技术系统可以有效解决燃煤锅炉的烟气污染问题，由此证明，中国必须要尽快加强关于SCR技术系统的研究、引进、开发工作，从而对燃煤锅炉的NOx排放污染问题进行更加有效的解决控制[2]。

结语

综上所述，SCR因其本身技术成熟、工作效率高等方面特点，在各国都得到了广泛的应用。随着中国环境保护工作的不断落实，传统的脱硝工作已经无法满足全新的环保要求，因此必须要全面推广SCR技术系统，为供热企业、电厂企业提供更好的技术，有效解决供热、电力企业存在的环境治理问题。